CN115925350A - 一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法 - Google Patents
一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115925350A CN115925350A CN202210710555.XA CN202210710555A CN115925350A CN 115925350 A CN115925350 A CN 115925350A CN 202210710555 A CN202210710555 A CN 202210710555A CN 115925350 A CN115925350 A CN 115925350A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- strength
- portions
- grouting material
- parts
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 230000002929 anti-fatigue Effects 0.000 title abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 10
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 31
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 26
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 24
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 29
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 12
- GVXIVWJIJSNCJO-UHFFFAOYSA-L aluminum;calcium;sulfate Chemical compound [Al+3].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O GVXIVWJIJSNCJO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 10
- 235000015424 sodium Nutrition 0.000 claims description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 6
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M sodium nitrite Chemical compound [Na+].[O-]N=O LPXPTNMVRIOKMN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 claims description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 5
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 5
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 4
- VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N hexamethylenetetramine Chemical compound C1N(C2)CN3CN1CN2C3 VKYKSIONXSXAKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 4
- PXLIDIMHPNPGMH-UHFFFAOYSA-N sodium chromate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Cr]([O-])(=O)=O PXLIDIMHPNPGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 2,3,9,10-tetramethoxy-6,8,13,13a-tetrahydro-5H-isoquinolino[2,1-b]isoquinoline Chemical compound C1CN2CC(C(=C(OC)C=C3)OC)=C3CC2C2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 AEQDJSLRWYMAQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L 0.000 claims description 3
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000176 sodium gluconate Substances 0.000 claims description 3
- 235000012207 sodium gluconate Nutrition 0.000 claims description 3
- 229940005574 sodium gluconate Drugs 0.000 claims description 3
- 229920005552 sodium lignosulfonate Polymers 0.000 claims description 3
- 235000010288 sodium nitrite Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000001433 sodium tartrate Substances 0.000 claims description 3
- 229960002167 sodium tartrate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000011004 sodium tartrates Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000019832 sodium triphosphate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004312 hexamethylene tetramine Substances 0.000 claims description 2
- 235000010299 hexamethylene tetramine Nutrition 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000004033 plastic Substances 0.000 abstract description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 abstract description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011376 self-consolidating concrete Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Abstract
本发明公开了一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法，包括以下组分：水泥30～50份、河沙30～40份、硅灰20～30份、超细掺合料15～30份、高强纤维1～5份、增韧纤维1～5份、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物1～5份、氯离子吸附剂0.05‑0.1份、早强剂0.5～3份、复合膨胀剂5～10份、缓凝剂0.5～3份、缓蚀剂0.5～1份、萘磺酸系减水剂0.05～1份、水10‑15份。获得了高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，可以满足要求高的施工应用，而不需要用到高成本的进口产品，极大的降低了施工成本，且不泌水、无塑性收缩；能够有效防止硬化后裂纹的产生并有效阻止钢结构的耐腐蚀性。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料领域，具体的涉及一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法。
背景技术
长期以来，灌浆材料已经成为建筑工程中应用量最大、使用面最广的建筑材料之一。水泥与水泥基复合材料作为应用最为广泛的灌浆材料，因为其来源广、价格低，使用方便，在注浆工程中成为主体材料。
但普通水泥灌浆材料是脆性的，具有抗拉强度低、抗裂性能差、没有延性而呈脆性破坏的特点，低水胶比时流动性差，高水灰比时凝结时间长，普通水泥灌浆材料不能满足某些特殊灌浆的要求。随着社会的进步，外加剂产业的迅猛发展，人们对建筑环境的需求也提出更高要求，仅仅具有高强性能的灌浆料已不能满足某些特殊工程的需要，例如一些钢结构连接段、钢混结构过渡连接段就需要高强抗疲劳荷载连接，而且要求拌和物具有超高的流动性以满足施工需要，硬化后要有微膨胀性以达到最佳连接效果。目前该应用领域代表产品风电灌浆材料主要用于风电基础、风塔过渡件、单桩等钢混连接部位灌浆，这些区域均需要极高的抗疲劳性，市场仍被BASF和Densit等国外厂家占据。
中国专利CN104003681A公开了一种海上风电导管架灌浆材料，包括干料和水，所述干料按质量百分比计，包括如下组分：硅酸盐水泥：25.0-40.0％；硫铝酸盐水泥：1.0-5.0％；石英砂：45.0-55.0％；外加剂：5.0-15.0％；所述水的加入量为适量。中国专利CN103864385A公开了一种应用于新建或维修加固装配式空心板桥梁铰缝的纤维增强聚合物自密实混凝土由以下重量份的原料制成：胶凝材料520-650份，细集料650-800份，粗集料750-900份，水170-185份，钢纤维50-100份，聚合物乳液用量为胶凝材料的5％-10％，减水剂用量为胶凝材料的0.8％-1.2％，膨胀剂用量为胶凝材料的4％-8％。然而现有产品中仍然存在抗压强度低、抗疲劳强度差的不足。
研究表明，脆性材料的增韧机理主要有变相增韧、微裂缝增韧、偏转增韧以及纤维颗粒增韧等，理论和实践表明：纤维增韧可以使脆性材料的强度和韧性大幅度提高，纤维复合材料是纤维增强相与基本介质共同作用组成的新材料，可以根据实际需要从细微结构进行设计，该复合材料具有高比强、高比模、韧性好等优良的特征，所以近年来在众多领域得到了广泛的应用。因此，研究将纤维和水泥基材料以及可以调节粘度、流动性、凝结时间、微膨胀性的助剂复合在一起，制备出具有超高强度、超高抗疲劳荷载、微膨胀、符合注浆要求的灌浆料，针对不同需求浆液配比可调，同时经济适用、技术可行的高强抗疲劳荷载灌浆材料，可以用于钢混连接灌浆施工，具有重要工程实际意义和经济效益。
发明内容
针对现有技术的不足和需求，本发明提供了一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法。产品性能到达国际先进水平，其中初始流动度≥300mm，0.5h流动度≥270mm，1h流动度≥235mm；标养条件下1d抗压强度≥60MPa，3d抗压强度≥85MPa，7d抗压强度≥100MPa，28d抗压强度≥130MPa，28d抗折强度≥18MPa，28d弹性模量≥50GPa，28d电通量≤500C，且不泌水、无塑性收缩；能够有效防止硬化后裂纹的产生并有效阻止钢结构的耐腐蚀性。可广泛应用于风电基础、风塔过渡件、单桩等钢混连接部位灌浆，提高钢混连接部的使用寿命，具有良好的经济效益。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，按照重量份数，包括以下组分：
水泥30～50份、
河沙30～40份、
硅灰20～30份、
超细掺合料15～30份、
高强纤维1～5份、
增韧纤维1～5份、
烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物1～5份、
氯离子吸附剂0.05-0.1份、
早强剂0.5～3份、
复合膨胀剂5～10份、
缓凝剂0.5～3份、
缓蚀剂0.5～1份、
萘磺酸系减水剂0.05～1份、
水10-15份。
进一步地，所述水泥选自硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种。
进一步地，所述河沙采用细度为20～30目、50～80目、100～150目的三种粒径的河沙按照重量份(1～2)：(3～5)：(2～3)配比而成。高强抗疲劳灌浆料的高强度是基于紧密堆积原理而设计，所以通过不同粒径配比河沙的堆积密度，使堆积密度最大配比作为最佳颗粒级配。河沙的使用量30～40份。小于30份时，有时容易产生裂纹，超过40份时，难以确保充分的流动性。
进一步地，所述硅灰的28d活性指数为100～106％、平均粒径为3～5μm。
进一步地，所述超细掺合料由矿渣、粉煤灰、废瓷砖按照重量份(1～3)：(1～3)：(1～3)配比在助磨激发剂的辅助下，通过超细开流选粉管磨机磨粉得到；所述超细掺合料比表面积为800～1000m2/kg。
进一步地，所述高强纤维选自镀铜微丝钢纤维、玄武岩纤维中的一种或多种。通过掺入高强镀铜微丝钢纤维、玄武岩纤维来提高高强抗疲劳灌浆料的抗折强度和抗疲劳性能，通过研究不同种类、掺量和不同长径比的纤维对高强抗疲劳灌浆料工作性、强度和抗疲劳性能的影响，选取对抗疲劳性贡献大、对工作性影响较小的纤维作为掺入纤维，综合考虑纤维对抗疲劳性的贡献来确定其掺量和掺入形式。优选的，所述高强纤维的含量5-10份，平均长度为4～8mm，直径0.1-0.2mm。
进一步地，所述增韧纤维选自聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维中的任意一种或多种。混凝土硬化后如果裂纹一旦发生就容易扩展成为贯穿性裂缝。所述聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维具有良好附着的亲水性特性，以减少灌浆材料的裂纹，并使裂纹部位生成的结晶快速稳定。增韧纤维在灌浆材料内形成杂乱的纤维网络，可以有效抑制内部的裂纹的产生，并且阻止外力下裂纹的扩张，能够有效降低裂纹。优选地，所述增韧纤维的2-5份，平均长度为50～100μm，直径5-10μm。
所述氯离子吸附剂选自Friedel盐或者Kuzel盐中的一种或多种。氯离子在管将材料中生成Friedel盐(3CaO·Al2O3·CaCl2·10H2O)或者Kuzel盐(3CaO·Al2O3·0.5CaSO4·0.5CaCl2·10H2O)，Friedel盐或者Kuzel盐的存在可以作为成核点优先诱导氯离子形成更多的Friedel盐或者Kuzel盐，有效的降低了氯离子穿透混凝土结构进入钢结构表面。
进一步地，所述早强剂选自铬酸钠和碳酸钠中的一种或多种。作为早强组分能提高高强抗疲劳灌浆料的早期强度。
进一步地，所述复合膨胀剂选自硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的混合物，其中硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的重量比为1：(3～5)。
进一步地，所述缓凝剂选自葡萄糖酸钠、酒石酸钠、木质素磺酸钠中的一种或多种。所述缓凝剂用于延缓、延迟或减缓混凝土的凝固速率。在初始配料时添加到灌浆材料中。
进一步地，所述缓蚀剂选自亚硝酸钠、六亚甲基四胺、三聚磷酸钠中的一种或多种。灌浆材料与钢结构接触时，缓蚀剂成分吸附在钢表面使钢表面形成一层稳定的钝化膜进而抑制阳极反应的进行，从而阻止钢结构的腐蚀。另一方面，钝化膜对于氯离子也有着优异的阻隔效果；而且由于氯离子吸附剂的存在，灌浆材料从外至钢结构路径上的氯离子也已经显著降低了，更能防止钢结构的腐蚀断裂引起的损失，大大的提高了钢混连接灌浆材料的使用寿命、也大大提高了管将材料的耐久性性能。
一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比称取河沙、硅灰、超细掺合料、高强纤维以及增韧纤维放入搅拌机中，搅拌5～10min；
(2)继续加入水泥、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物、氯离子吸附剂、早强剂、复合膨胀剂、缓凝剂、缓蚀剂以及萘磺酸系减水剂，继续搅拌10～20min使原料混合均匀；
(3)最后向搅拌机内加入水，经过砂浆搅拌均匀得到高流动度灌浆材料。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)申请人通过对灌浆材料的组成进行大量的研究寻求最佳的配比，最终获得了高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，可以满足要求高的施工应用，而不需要用到高成本的进口产品，极大的降低了施工成本。
(2)本申请提供的灌浆料具有高流动度、高强度、高抗疲劳以及不泌水等优点，
(3)产品性能到达国际先进水平，其中初始流动度≥300mm，0.5h流动度≥270mm，1h流动度≥235mm；标养条件下1d抗压强度≥60MPa，3d抗压强度≥85MPa，7d抗压强度≥100MPa，28d抗压强度≥130MPa，28d抗折强度≥18MPa，28d弹性模量≥50GPa，28d电通量≤500C，且不泌水、无塑性收缩；能够有效防止硬化后裂纹的产生并有效阻止钢结构的耐腐蚀性。
(4)通过对灌浆材料共同添加氯离子吸附剂以及缓蚀剂，有效地避免了氯离子侵入至钢结构表面，并且综合降低混凝土结构裂纹的产生也在一定程度上防止氯离子快速穿透混凝土结构。大大的提高了钢结构的耐腐蚀性能，使混凝土结构的耐久性得到提升，延长了使用寿命。
(5)本申请提供的灌浆料制备工艺简单、在施工现场通过原料的搅拌即可，高流动性可以用于泵送施工操作。
具体实施方式
为了更好地理解本发明的技术方案，下面结合最佳实施例对本发明作进一步的详细阐述。
实施例1
一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，按照重量份数，包括以下组分：水泥30份、河沙30份、硅灰20份、超细掺合料15份、高强纤维1份、增韧纤维1份、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物1份、氯离子吸附剂0.05份、早强剂0.5份、复合膨胀剂5份、缓凝剂0.5份、缓蚀剂0.5份、萘磺酸系减水剂0.05份、水10份。其中，水泥选自硅酸盐水泥；河沙采用细度为20～30目、50～80目、100～150目的三种粒径的河沙按照重量份1：3：2配比而成。硅灰的28d活性指数为100％、平均粒径为3μm。超细掺合料由矿渣、粉煤灰、废瓷砖按照重量份1：1：1配比在助磨激发剂的辅助下，通过超细开流选粉管磨机磨粉得到，超细掺合料比表面积为800m2/kg。高强纤维选自镀铜微丝钢纤维，平均长度为0.1mm。增韧纤维选自聚丙烯纤维。氯离子吸附剂选自Friedel盐。早强剂选自铬酸钠。复合膨胀剂选自硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的混合物，其中硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的重量比为1：3。缓凝剂选自葡萄糖酸钠。缓蚀剂选自亚硝酸钠。
一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比称取河沙、硅灰、超细掺合料、高强纤维以及增韧纤维放入搅拌机中，搅拌5min；
(2)继续加入水泥、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物、氯离子吸附剂、早强剂、复合膨胀剂、缓凝剂、缓蚀剂以及萘磺酸系减水剂，继续搅拌10min使原料混合均匀；
(3)最后向搅拌机内加入水，经过砂浆搅拌均匀得到高流动度灌浆材料。
实施例2
一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，按照重量份数，包括以下组分：水泥50份、河沙40份、硅灰30份、超细掺合料30份、高强纤维5份、增韧纤维5份、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物5份、氯离子吸附剂0.1份、早强剂3份、复合膨胀剂10份、缓凝剂1份、缓蚀剂1份、萘磺酸系减水剂1份、水15份。其中，水泥选自硅酸盐水泥；河沙采用细度为20～30目、50～80目、100～150目的三种粒径的河沙按照重量份2：5：3配比而成。硅灰的28d活性指数为106％、平均粒径为5μm。超细掺合料由矿渣、粉煤灰、废瓷砖按照重量份1：3：2配比在助磨激发剂的辅助下，通过超细开流选粉管磨机磨粉得到，超细掺合料比表面积为1000m2/kg。高强纤维选自玄武岩纤维，平均长度为0.2mm。增韧纤维选自碳纤维。氯离子吸附剂选自Kuzel盐。早强剂选自碳酸钠。复合膨胀剂选自硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的混合物，其中硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的重量比为1：5。缓凝剂选自酒石酸钠。缓蚀剂选自六亚甲基四胺。
一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比称取河沙、硅灰、超细掺合料、高强纤维以及增韧纤维放入搅拌机中，搅拌10min；
(2)继续加入水泥、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物、氯离子吸附剂、早强剂、复合膨胀剂、缓凝剂、缓蚀剂以及萘磺酸系减水剂，继续搅拌20min使原料混合均匀；
(3)最后向搅拌机内加入水，经过砂浆搅拌均匀得到高流动度灌浆材料。
实施例3
一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，按照重量份数，包括以下组分：水泥40份、河沙35份、硅灰25份、超细掺合料20份、高强纤维3份、增韧纤维2份、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物3份、氯离子吸附剂0.08份、早强剂1份、复合膨胀剂7份、缓凝剂2份、缓蚀剂0.6份、萘磺酸系减水剂0.5份、水13份。其中，水泥选自硅酸盐水泥；河沙采用细度为20～30目、50～80目、100～150目的三种粒径的河沙按照重量份1：4：2配比而成。硅灰的28d活性指数为104％、平均粒径为4μm。超细掺合料由矿渣、粉煤灰、废瓷砖按照重量份3：2：2配比在助磨激发剂的辅助下，通过超细开流选粉管磨机磨粉得到，超细掺合料比表面积为900m2/kg。高强纤维选自玄武岩纤维，平均长度为0.15mm。增韧纤维选自玻璃纤维。氯离子吸附剂选自Kuzel盐。早强剂选自铬酸钠。复合膨胀剂选自硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的混合物，其中硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的重量比为1：4。缓凝剂选自木质素磺酸钠。缓蚀剂选自三聚磷酸钠。
一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比称取河沙、硅灰、超细掺合料、高强纤维以及增韧纤维放入搅拌机中，搅拌8min；
(2)继续加入水泥、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物、氯离子吸附剂、早强剂、复合膨胀剂、缓凝剂、缓蚀剂以及萘磺酸系减水剂，继续搅拌15min使原料混合均匀；
(3)最后向搅拌机内加入水，经过砂浆搅拌均匀得到高流动度灌浆材料。
性能测试
1、灌浆材料的流动性、竖向膨胀率测试参照GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》，使用的模具是截锥圆模，其尺寸为上口内径为70mm±0.5mm，下口内径为100mm±0.5mm，高为60mm±0.5mm。灌浆材料试验中的力学性能测试方法是根据GBT17671-1999《水泥胶砂强度检测方法(IS0法)》的规定进行的。灌浆材料倒入50mm×50mm×150mm的试模中，应在10min的时间内完成成模，标准养护后测量其1d、3d、28d的抗折、抗压强度。灌浆材料的电通量、氯离子扩散系数依据标准GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》中规定的方法测定。
依据GB/T 31387《活性粉末混凝土》中相关规定测试静弹性模量。具体的测试结果记录于表1-3.表1
初始流动度≥300mm，0.5h流动度≥270mm，1h流动值≥235mm，说明本申请制备的灌浆材料具有高流动性、可泵性好，具备2～3h可工作时间；因此具有良好的工作性。根据抗压强度数据可知也具有优异的力学性能，满足水泥基灌浆料技术规范GB/T50448-2008中的性能要求。
表2
抗折强度反映的是灌浆材料在承受弯矩时的极限抗断应力，又称抗弯强度。抗折强度依赖于水泥基材料基体密实度以及基体与集料界面的黏结强度，密实度、黏结强度越高，相应抗折强度越高。超高强水泥基灌浆料较高的早期抗折强度主要是因为剔除了粗骨料且基于超细颗粒致密化理论配制而成，基体均质性、密实度显著提升，而较低的水胶比决定了胶凝材料在早期龄期水化程度已接近最终水化程度。静弹性模量是水泥基复合材料重要的力学性能参数，它表征构件所受荷载应力与应变之间的关系，是衡量水泥基材料刚度的物理指标。其对于材料结构的变形程度、裂缝开展以及大体积构件温度应力等重要工程参数的计算至关重要。灌浆材料弹性模量可能影响是连接段结构在受外力和自身结构荷载时的变形，而高的弹性模量意味着相同荷载作用下灌浆料较小的体积变形，进而保证灌浆连接段在外力荷载作用下处于安全可控的变形范围内。根据试验数据可知，本发明灌浆材料具有优异的抗折强度、弹性模量；并且氯离子扩散系数极低，更好的保障了钢混连接件的安全和使用寿命。
表3
3h竖向膨胀率在0.3～0.6％之间，24h竖向膨胀率在0.3～0.6％之间，3h与24h竖向膨胀率之差在0.02～0.5％之间，说明灌浆材料具有良好的微膨胀特性，可以有效的保证钢混之间的连接密实性；并且泌水性好、长时间不开裂。
以上实施例仅说明本发明的机理及性能，而非用于限制本发明。任何熟知本技术的人员在不违背本发明的宗旨及范围下，皆可对上述实施例进行修改或等同替换，其均涵盖在本发明的权利要求范围内。
Claims (10)
1.一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，按照重量份数，包括以下组分：
水泥30～50份、
河沙30～40份、
硅灰20～30份、
超细掺合料15～30份、
高强纤维1～5份、
增韧纤维1～5份、
烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物1～5份、
氯离子吸附剂0.05-0.1份、
早强剂0.5～3份、
复合膨胀剂5～10份、
缓凝剂0.5～3份、
缓蚀剂0.5～1份、
萘磺酸系减水剂0.05～1份、
水10-15份。
2.根据权利要求1所述的一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，所述水泥选自硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，所述河沙采用细度为20～30目、50～80目、100～150目的三种粒径的河沙按照重量份(1～2)：(3～5)：(2～3)配比而成。
4.根据权利要求1所述的一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，所述超细掺合料由矿渣、粉煤灰、废瓷砖按照重量份(1～3)：(1～3)：(1～3)配比在助磨激发剂的辅助下，通过超细开流选粉管磨机磨粉得到；所述超细掺合料比表面积为800～1000m2/kg。
5.根据权利要求1所述的一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，所述硅灰的28d活性指数为100～106％、平均粒径为3～5μm；所述高强纤维选自镀铜微丝钢纤维、玄武岩纤维中的一种或多种；所述高强纤维的含量5-10份，平均长度为4～8mm，直径0.1-0.2mm。
6.根据权利要求1所述的一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，所述增韧纤维选自聚丙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维中的任意一种或多种；所述增韧纤维的2-5份，平均长度为50～100μm，直径5-10μm。
7.根据权利要求1所述的一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，所述氯离子吸附剂选自Friedel盐或者Kuzel盐中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，所述早强剂选自铬酸钠和碳酸钠中的一种或多种；所述复合膨胀剂选自硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的混合物，其中硫酸铝钙、对硝基苯重氮氟硼酸钠的重量比为1：(3～5)。
9.根据权利要求1所述的一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料，其特征在于，所述缓凝剂选自葡萄糖酸钠、酒石酸钠、木质素磺酸钠中的一种或多种；所述缓蚀剂选自亚硝酸钠、六亚甲基四胺、三聚磷酸钠中的一种或多种。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照原料配比称取河沙、硅灰、超细掺合料、高强纤维以及增韧纤维放入搅拌机中，搅拌5～10min；
(2)继续加入水泥、烷基酚甲醛树脂环氧烷加成物、氯离子吸附剂、早强剂、复合膨胀剂、缓凝剂、缓蚀剂以及萘磺酸系减水剂，继续搅拌10～20min使原料混合均匀；
(3)最后向搅拌机内加入水，经过砂浆搅拌均匀得到高流动度灌浆材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210710555.XA CN115925350B (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210710555.XA CN115925350B (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115925350A true CN115925350A (zh) | 2023-04-07 |
| CN115925350B CN115925350B (zh) | 2024-02-13 |
Family
ID=86554480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210710555.XA Active CN115925350B (zh) | 2022-06-22 | 2022-06-22 | 一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115925350B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100806637B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2008-02-25 | 쌍용양회공업(주) | 강재부식방지성능이 있는 고강도 무수축 그라우트 조성물 |
| JP2008120611A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Denki Kagaku Kogyo Kk | グラウト組成物、グラウトモルタル及びグラウト工法 |
| JP2008247677A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Denki Kagaku Kogyo Kk | グラウト組成物およびそれを用いたグラウトモルタル |
| CN106186969A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-12-07 | 浙江共创建材科技有限公司 | 一种大流动度超早强型灌浆料 |
| CN107285704A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-10-24 | 天津港航工程有限公司 | 一种水泥基高强微膨胀灌浆材料 |
| CN111116132A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 用于组合结构及装配式建筑节点的灌浆料及其制备方法 |
| KR20200091532A (ko) * | 2019-01-22 | 2020-07-31 | 한국해양대학교 산학협력단 | 내염해성 해양 콘크리트 조성물 |
| CN112341066A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-09 | 湖北工业大学 | 套筒灌浆材料及其制备方法 |
-
2022
- 2022-06-22 CN CN202210710555.XA patent/CN115925350B/zh active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100806637B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2008-02-25 | 쌍용양회공업(주) | 강재부식방지성능이 있는 고강도 무수축 그라우트 조성물 |
| JP2008120611A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Denki Kagaku Kogyo Kk | グラウト組成物、グラウトモルタル及びグラウト工法 |
| JP2008247677A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Denki Kagaku Kogyo Kk | グラウト組成物およびそれを用いたグラウトモルタル |
| CN106186969A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-12-07 | 浙江共创建材科技有限公司 | 一种大流动度超早强型灌浆料 |
| CN107285704A (zh) * | 2017-08-03 | 2017-10-24 | 天津港航工程有限公司 | 一种水泥基高强微膨胀灌浆材料 |
| KR20200091532A (ko) * | 2019-01-22 | 2020-07-31 | 한국해양대학교 산학협력단 | 내염해성 해양 콘크리트 조성물 |
| CN111116132A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-05-08 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 用于组合结构及装配式建筑节点的灌浆料及其制备方法 |
| CN112341066A (zh) * | 2020-10-21 | 2021-02-09 | 湖北工业大学 | 套筒灌浆材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| JUAN YU: "Influence of the degree of crystallinity of added nano-alumina on strength and reaction products of the CaO-activated GGBFS system", 《CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS》, pages 123647 - 123656 * |
| 刘程: "《表面活性剂产品大全》", 中国建材工业出版社, pages: 187 * |
| 徐建凯: "灌浆料对钢筋套筒灌浆连接性能影响", 《新型建筑材料》, vol. 47, no. 10, pages 53 - 56 * |
| 陆红;: "膨胀剂在无收缩灌浆料中的应用", 新型建筑材料, no. 1, pages 74 - 76 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115925350B (zh) | 2024-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112960952B (zh) | 一种高抗裂轻质高强自密实混凝土及其制备方法 | |
| CN103224358B (zh) | 一种绿色环保磨细河砂粉末混凝土 | |
| CN108947424A (zh) | 一种纤维增强钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法 | |
| CN103922662A (zh) | 超高性能水泥基复合材料 | |
| CN115819049A (zh) | 一种风电基础塔筒底座安装用水泥基灌浆料及其制备方法 | |
| CN112919864A (zh) | 一种再生骨料纤维增强喷射混凝土及制备方法 | |
| CN110922118A (zh) | 一种装配式构件用全轻高强混凝土及其制备方法 | |
| CN111423180A (zh) | 一种高流动性环保型超高性能混凝土及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Effect of nano-particle on durability of polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composite | |
| CN107265985A (zh) | 一种超早强纤维增强水泥基复合材料及其制备方法 | |
| CN111439973B (zh) | 水泥基灌浆料及其制备方法和应用 | |
| Zhang et al. | Mechanical properties of polyvinyl alcohol fiber-reinforced concrete composite containing fly ash and nano-SiO2 | |
| CN115057670A (zh) | 一种快硬高延性无机密封砂浆 | |
| CN114477896A (zh) | 一种超高性能抗冲耐磨混凝土及其制备方法 | |
| CN114105572A (zh) | 一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土盖板及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Experimental research on ultra-high performance concrete (UHPC) | |
| CN113636802A (zh) | 一种超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN112521081A (zh) | 一种建筑加固高延性混凝土及其制备和施工方法 | |
| CN111362636A (zh) | 一种c60碳纤维混凝土及其制备方法 | |
| CN110845200A (zh) | 一种轻质高强薄壁结构现浇混凝土 | |
| CN116283148A (zh) | 一种桥梁墩身用免蒸养超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN116081972A (zh) | 超细微纳米尺度活性掺合料及链接灌浆材料制备方法 | |
| CN115925350B (zh) | 一种高强抗疲劳荷载钢混连接灌浆材料及其制备方法 | |
| CN114249570A (zh) | 一种NiTi合金纤维混凝土及其制备方法 | |
| CN115304326A (zh) | 一种补偿收缩自密实混凝土及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |