CN114804762A - 一种新型预应力孔道压浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型预应力孔道压浆料及其制备方法，以重量份数计包括以下组分：62～68份的水泥，10～15份的磷渣粉，4～8份岩屑，2～3.5份煤矸石粉，5～6.5份的多孔微硅粉，1～1.5份的高分子吸水树脂，0.1～0.4份的阻锈剂，0.2～0.4份的改性聚乙烯醇纤维，2～4份的减水剂，0.1～1份的消泡剂；本发明制备的预应力孔道压浆料，实现了固体废弃物的回收利用，减少废弃物对环境的污染，有效的解决了浆液在凝结后收缩大的情况和早期强度低的问题，达到了提高结构的安全性、力学性能和耐久性的目的。
Description
技术领域
本发明属于土木工程建设领域，具体涉及一种新型预应力孔道压浆料及其制备方法。
背景技术
预应力混凝土结构因其相比于普通混凝土具有强度高、抗裂性好、刚度大、自重小和耐久性好等优点被广泛应用于我国公路、桥梁以及土木建筑工程中。目前，我国大部分预应力混凝土构件在施工过程中为了穿入预应力钢筋，通常需要在加工时预留孔道，这些预留孔道就需要孔道压浆料进行填充。孔道压浆材料作为预应力混凝土梁的关键材料之一，能保护预应力筋不外露而遭到锈蚀；使混凝土和钢筋有效的连接，保证力的传递，缓解预应力筋和锚具的疲劳损伤；对混凝土结构的安全性和耐久性具有极其重要的意义。因此，压浆材料的质量问题是保证桥梁施工质量的关键，由于它在工程中越来越广泛的应用，也越来越得到各国专家学者的关注研究。
孔道压浆料作为预应力混凝土结构体系中非常重要的工序之一，要求其具有有效防止预应力筋的锈蚀，提供混凝土与预应力筋之间良好的粘结力，使得预应力混凝土构件的截面完整，保证整个预应力混凝土构件体系具有良好的力学性能以及耐久性等作用，因此，预应力孔道压浆料的研究越来越引起大家的关注。
另一方面，随着页岩气的大力开采，随之带来了相应的环境问题，大规模的页岩气开采将产生大量的钻井岩屑。钻井岩屑量大，若不加以处理直接排放，不但占用大量耕地，而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染。
因此，生产出一种能解决上述问题的预应力孔道压浆料具有很大的市场需求。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种新型预应力孔道压浆料及其制备方法，以解决现有预应力孔道压浆料力学性能和耐久性差的问题。
本发明采用的技术方案是：
一种新型预应力孔道压浆料，以重量份数计包括以下组分：62～68份的水泥，10～15份的磷渣粉，4～8份岩屑，2～3.5份煤矸石粉，5～6.5份的多孔微硅粉，1～1.5份的高分子吸水树脂，0.1～0.4份的阻锈剂，0.2～0.4份的改性聚乙烯醇纤维，2～4份的减水剂，0.1～1份的消泡剂。
作为上述技术方案的改进，所述岩屑由废弃岩屑进行固液分离，分离出固体残渣，再将固体残渣进行热解处理，处理完成后输送至磨粉机进行磨粉处理得到。
作为上述技术方案的改进，所述改性聚乙烯醇纤维由将聚乙烯醇纤维浸泡在羟丙基甲基纤维素醚溶液中，然后进行等离子体表面处理，再浸泡在硅烷偶联剂溶液中，取出、干燥制得。
作为上述技术方案的改进，所述水泥为PO42.5硅酸盐水泥。
作为上述技术方案的改进，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂或氨基磺酸盐减水剂。
作为上述技术方案的改进，所述阻锈剂为氨基醇阻锈剂或磷酸酯类阻锈剂。
作为上述技术方案的改进，所述消泡剂为乳化硅油消泡剂或聚硅氧烷消泡剂。
相应的，本发明还公开了一种上述的新型预应力孔道压浆料的制备方法，所述步骤包括：
步骤一：将废弃岩屑送入离心机进行固液分离，分离出固体残渣，再将固体残渣输送至热解装置，经热解处理后输送至磨粉机进行磨粉，烘干后过筛网得到岩屑；
步骤二：将聚乙烯醇纤维浸泡在羟丙基甲基纤维素醚溶液中，浸泡后取出，烘干，将获得的聚乙烯醇纤维进行等离子体表面处理，再取出浸泡在硅烷偶联剂溶液中，浸泡之后取出真空干燥，得到改性聚乙烯醇纤维；
步骤三：按质量百分比称取水泥、磷渣粉、岩屑、煤矸石粉、多孔微硅粉、高分子吸水树脂、阻锈剂和改性聚乙烯醇纤维，然后移入搅拌机；
步骤四：将按质量百分比称取的减水剂和消泡剂缓慢倒入搅拌机，先慢速搅拌，再快速搅拌得到新型预应力孔道压浆料。
本发明的一种新型预应力孔道压浆料，将岩屑与水泥、磷渣粉、煤矸石粉等混合制备预应力孔道压浆料，实现了固体废弃物的回收利用，减少废弃物对环境的污染；磷渣粉、煤矸石粉能够通过二次水化作用及填充效应，促进水泥水化以及形成密实及体积稳定的浆料；利用多孔微硅粉和高分子吸水树脂协同作用，能够缓慢的释水(补水)，减少水泥在水化反应过程中产生的微裂缝；改性聚乙烯醇纤维增加了浆料的抗拉强度，有效的解决了浆液在凝结后收缩大的情况和早期强度低的问题，从而达到提高结构的安全性、力学性能和耐久性的目的。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明将岩屑与水泥、磷渣粉、煤矸石粉等混合制备预应力孔道压浆料，一方面实现了固体废弃物的回收利用，减少废弃物对环境的污染；另一方面磷渣粉、煤矸石粉能够通过二次水化作用及填充效应，促进水泥水化以及形成密实及体积稳定的浆料。
2、本发明利用羟丙基甲基纤维素醚对聚乙烯醇纤维进行改性，增加了浆料的抗拉强度，然后用硅烷偶联剂对聚乙烯醇纤维表面进行处理，增加了纤维与水泥的界面结合力，使制得的应力孔道压浆料与钢筋及孔道壁粘结力高，而且体积稳定性、钢筋耐腐蚀性能和整个混凝土结构的耐久性得到大幅度提高。
3、本发明利用高分子吸水树脂具有良好的保水作用，在制备过程中充分吸收水分，再与多孔微硅粉混合，形成缓慢的释水体系，促进硅酸盐水泥的水化反应，在一定程度上调节了浆料的湿度分布，保证了浆体在水化过程中的需水量，提高浆体的早期强度和抗裂性能，从而达到提高预应力孔道压浆料的安全性、力学性能和耐久性的目的。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例给出了一种新型预应力孔道压浆料，以重量份数计包括以下组分：62份的PO42.5水泥，15份的磷渣粉，4份岩屑，3.5份煤矸石粉，6.5份的多孔微硅粉，1.5份的高分子吸水树脂，0.4份的氨甲基丙醇，0.4份的改性聚乙烯醇纤维，4份的聚羧酸高效减水剂，1份的乳化硅油消泡剂。
实施例2
本实施例给出了一种新型预应力孔道压浆料，以重量份数计包括以下组分：64份的PO42.5水泥，14份的磷渣粉，5份岩屑，3份煤矸石粉，6.2份的多孔微硅粉，1.3份的高分子吸水树脂，0.3份的苯甲酸单乙醇胺，0.3份的改性聚乙烯醇纤维，3份的聚羧酸高效减水剂，0.8份的聚硅氧烷消泡剂。
实施例3
本实施例给出了一种新型预应力孔道压浆料，以重量份数计包括以下组分：65份的PO42.5水泥，13份的磷渣粉，6份岩屑，2.5份煤矸石粉，6份的多孔微硅粉，1.2份的高分子吸水树脂，0.2份的苯甲酸单乙醇胺，0.3份的改性聚乙烯醇纤维，3份的氨基磺酸盐减水剂，0.5份的乳化硅油消泡剂。
实施例4
本实施例给出了一种新型预应力孔道压浆料，以重量份数计包括以下组分：66份的PO42.5水泥，12份的磷渣粉，7份岩屑，2份煤矸石粉，5.5份的多孔微硅粉，1.2份的高分子吸水树脂，0.1份的多元醇磷酸酯，0.2份的改性聚乙烯醇纤维，2份的氨基磺酸盐减水剂，0.3份的聚硅氧烷消泡剂。
实施例5
本实施例给出了一种新型预应力孔道压浆料，以重量份数计包括以下组分：68份的PO42.5水泥，11份的磷渣粉，8份岩屑，3.5份煤矸石粉，5份的多孔微硅粉，1份的高分子吸水树脂，0.1份的聚羧酸三元共聚物，0.2份的改性聚乙烯醇纤维，2份的氨基磺酸盐减水剂，0.1份的聚硅氧烷消泡剂。
上述预应力孔道压浆料的制备方法包括以下步骤：
步骤一：将废弃岩屑送入离心机进行固液分离，分离出固体残渣，再将固体残渣输送至热解装置，经3h热解处理后输送至磨粉机进行磨粉，烘干后过500目筛网得到岩屑；
步骤二：将聚乙烯醇纤维浸泡在羟丙基甲基纤维素醚溶液中，浸泡4h后取出，烘干，将获得的聚乙烯醇纤维进行等离子体表面处理，再取出浸泡在硅烷偶联剂溶液中2h，浸泡之后取出真空干燥，得到改性聚乙烯醇纤维；
步骤三：按质量百分比称取水泥、磷渣粉、岩屑、煤矸石粉、多孔微硅粉、高分子吸水树脂、阻锈剂和改性聚乙烯醇纤维，然后移入搅拌机；
步骤四：将按质量百分比称取的减水剂和消泡剂缓慢倒入搅拌机，先慢速搅拌，再快速搅拌得到新型预应力孔道压浆料。
性能测试
将按实施例1～5配方制备的新型预应力孔道压浆料按照0.28的水胶比加水混合进行测试，按照JTG/T F50、GB/T17671的方法进行检测，具体结果如下表所示：
以上实例试验结果可以看出，本发明的预应力孔道压浆料能够满足相应的性能要求，不仅可以很大程度的增大浆体的强度、流动性，减小浆体的离析、泌水，减少后期收缩；还能提高浆体与钢筋、孔道壁之间的粘结力，能够有效防止了预应力筋的锈蚀。本发明能够有效改善现有预应力压浆料的许多不足，具有良好的力学性能以及耐久性，相比于市售产品效果更好。
Claims (8)
1.一种新型预应力孔道压浆料，其特征在于，以重量份数计包括以下组分：62～68份的水泥，10～15份的磷渣粉，4～8份岩屑，2～3.5份煤矸石粉，5～6.5份的多孔微硅粉，1～1.5份的高分子吸水树脂，0.1～0.4份的阻锈剂，0.2～0.4份的改性聚乙烯醇纤维，2～4份的减水剂，0.1～1份的消泡剂。
2.根据权利要求1所述的一种新型预应力孔道压浆料，其特征在于：所述岩屑由废弃岩屑进行固液分离，分离出固体残渣，再将固体残渣进行热解处理，处理完成后输送至磨粉机进行磨粉处理得到。
3.根据权利要求1所述的一种新型预应力孔道压浆料，其特征在于：所述改性聚乙烯醇纤维由将聚乙烯醇纤维浸泡在羟丙基甲基纤维素醚溶液中，然后进行等离子体表面处理，再浸泡在硅烷偶联剂溶液中，取出、干燥制得。
4.根据权利要求1所述的一种新型预应力孔道压浆料，其特征在于：所述水泥为PO42.5硅酸盐水泥。
5.根据权利要求1所述的一种新型预应力孔道压浆料，其特征在于：所述减水剂为聚羧酸高效减水剂或氨基磺酸盐减水剂。
6.根据权利要求1所述的一种新型预应力孔道压浆料，其特征在于：所述阻锈剂为氨基醇阻锈剂或磷酸酯类阻锈剂。
7.根据权利要求1所述的一种新型预应力孔道压浆料，其特征在于：所述消泡剂为乳化硅油消泡剂或聚硅氧烷消泡剂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种新型预应力孔道压浆料的制备方法，其特征在于，所述步骤包括：
步骤一：将废弃岩屑送入离心机进行固液分离，分离出固体残渣，再将固体残渣输送至热解装置，经热解处理后输送至磨粉机进行磨粉，烘干后过筛网得到岩屑；
步骤二：将聚乙烯醇纤维浸泡在羟丙基甲基纤维素醚溶液中，浸泡后取出，烘干，将获得的聚乙烯醇纤维进行等离子体表面处理，再取出浸泡在硅烷偶联剂溶液中，浸泡之后取出真空干燥，得到改性聚乙烯醇纤维；
步骤三：按质量百分比称取水泥、磷渣粉、岩屑、煤矸石粉、多孔微硅粉、高分子吸水树脂、阻锈剂和改性聚乙烯醇纤维，然后移入搅拌机；
步骤四：将按质量百分比称取的减水剂和消泡剂缓慢倒入搅拌机，先慢速搅拌，再快速搅拌得到新型预应力孔道压浆料。
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