CN116514460A - 一种结构加固用早强灌浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种结构加固用早强灌浆料，包含如下组分：矿渣微粉、粉煤灰、石英粉、微硅粉、钢纤维、镍铁渣微粉、碱性激发剂、活性剂、减水剂、缓凝剂和水。本发明提供的结构加固用早强灌浆料，采用矿渣微粉、粉煤灰、石英粉、微硅粉和碱性激发剂发生聚合作用，可以快凝形成高强度和耐高温的低聚物立体网络结构，钢纤维和镍铁微粉分布在环状分子链构成的“类晶体”结构，提高韧性和抗冲击强度，具有超高强度并有一定韧性，无收缩开裂的特点，极低的导热系数，同时具有良好的耐久性和耐腐蚀性，确保在各种环境下均能够满足较高精度的施工需要。
Description
技术领域
本发明涉及一种灌浆材料，尤其涉及一种结构加固用早强灌浆料。
背景技术
灌浆料具有强度高、粘度低、流动度大、快速硬化和渗透性好等特点，因此在建筑工程中的设备固定、设备抢修、设备基础固定地脚螺栓、高速高铁等工程中被广泛使用。
现有灌浆料基本能够满足混凝土结构的加固及漏渗水的修复，各种基础工程的塌陷灌浆以及抢修工程的使用需求。但是仍存在收缩开裂的风险，早期和后期性能强度仍有待提高，耐高温及耐久性仍有待提高。此外，结合面应力分布均匀也有待进一步提升，以便确保对零件无热影响和变形影响。因此，有必要对现有的结构加固用早强灌浆料继续改进以进一步提升其综合性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构加固用早强灌浆料，具有超高强度并有一定韧性，无收缩开裂的特点，极低的导热系数，同时具有良好的耐久性和耐腐蚀性，确保在各种环境下均能够满足较高精度的施工需要。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种结构加固用早强灌浆料，包含如下组分：矿渣微粉、粉煤灰、石英粉、微硅粉、钢纤维、镍铁渣微粉、碱性激发剂、活性剂、减水剂、缓凝剂和水。
进一步地，各组分按重量份数配比如下：
进一步地，所述矿渣微粉和粉煤灰的细度为D50≤5μm，D97≤12μm；所述镍铁渣微粉粒度d50为12～25μm；所述石英粉的粒度3～10μm，所述微硅粉为纳米级微硅粉。
进一步地，所述矿渣微粉选用活性指数95％以上的矿渣粉，先采用高压辊式研磨，至粉体粒径在45μm筛孔的通过率不低于90％，研磨后的粉体比表面积不小于500㎡/kg；再用气流粉碎机进行粉碎分级得到细度为D50≤2μm，D97≤10μm的超细粉体。
进一步地，所述粉煤灰选用活性指数70％以上的二级粉煤灰或一级粉煤灰，先采用超细球磨机研磨，至粉体粒径在30μm筛孔的通过率不低于85％；再用气流粉碎机进行粉碎分级得到细度为D50≤5μm，D97≤12μm的超细粉体。
进一步地，所述矿渣微粉或粉煤灰中还加入刻蚀酸和助磨剂，粉磨粉碎后得到粒度为200-500nm的超细粉体。
进一步地，所述镍铁渣微粉由镍铁渣原料先经过蒸汽动能磨破碎然后控制分级机频率制的，粒度d50为12～25μm。
进一步地，还包括0.01～0.2份聚电解质水凝胶，所述钢纤维为异形带弯钩纤维，所述钢纤维先与微硅粉、镍铁渣微粉和聚电解质水凝胶搅拌混合，使得钢纤维表面均匀包裹镍铁渣微粉和聚电解质水凝胶，然后再与其他组分混合搅拌；各组分搅拌均匀后，利用超声粉碎将团聚的超细固体颗粒均匀分散于混合液中。
进一步地，所述聚电解质水凝胶为Ph敏感型水凝胶或羧甲基壳聚糖水凝胶。
进一步地，所述碱性激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、偏硅酸钠和硫酸钠中的一种；所述活性剂为铝酸三钙、碳酸钙和三乙醇胺中的一种；所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、密胺系减水剂、脂肪族系减水剂以及氨基磺酸盐减水剂中的一种或其复配；所述缓凝剂为柠檬酸钠、硼酸钠、酒石酸钠和葡萄糖酸钠中的一种。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的结构加固用早强灌浆料，采用矿渣微粉、粉煤灰、石英粉、微硅粉和碱性激发剂发生聚合作用，可以快凝形成高强度和耐高温的低聚物立体网络结构，钢纤维和镍铁微粉分布在环状分子链构成的“类晶体”结构，提高韧性和抗冲击强度，具有高强无收缩的特点。此外，本发明基于紧密堆积理论，优化了各原料的粒度、含量以及制备工艺，最终得到性能优异的高强度抗裂灌浆料；具有超高强度并有一定韧性，无收缩开裂的特点，极低的导热系数，同时具有良好的耐久性和耐腐蚀性，确保在各种环境下均能够满足较高精度的施工需要。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
本发明提供的道道路结构加固用早强灌浆料，包含如下组分：矿渣微粉、粉煤灰、石英粉、微硅粉、钢纤维、镍铁渣微粉、碱性激发剂、活性剂、减水剂、缓凝剂和水；各组分按重量份数配比如下：
应当理解的是，本发明上述配方组分中还可以加入消泡剂、流变剂或早强剂等。减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、密胺系减水剂、脂肪族系减水剂以及氨基磺酸盐减水剂中的一种或其复配；优选地，减水剂由萘系减水剂和脂肪族系减水剂按照1:1复配得到。萘系减水剂不但利用双电层排斥效应达到水泥颗粒的分散作用，而且其梳形结构也提供了空间位阻效应，即水泥颗粒的表面被一种嵌段或接枝共聚物分散剂所稳定，以防发生无规凝聚，同时减水剂分子中的(OH)、(COOH)吸附在水化物的晶核上，延缓了水泥产物结晶、水化硬化的速度，更有利于混凝土的保坍性。脂肪族高效减水剂是高分子磺化合成的羰基焦醛，憎水基主链为脂肪族烃类，在碱性环境下逐渐水解，释放出具有减水作用的功能团，二次补充作用于水泥粒子间的静电斥力，从而继续保持水泥净浆的高流动性。萘系减水剂与脂肪族系减水剂复配后可以进一步提升分散性和保持性。
缓凝剂为柠檬酸钠、硼酸钠、酒石酸钠和葡萄糖酸钠中的一种；消泡剂为有机硅类消泡剂和聚醚类消泡剂中的一种。不过柠檬酸钠不适合聚羧酸系减水剂,它不仅起不到缓凝作用,反而有可能促凝,且柠檬酸钠溶液和聚羧酸系减水剂的互溶性也很差。此外，聚羧酸系减水剂与其它品种减水剂复合使用，一般也不易得到叠加的效果。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
结构加固用早强灌浆料各组分重量比为：
所述活性超细矿物掺合料按重量份数配比如下：
实施例2
结构加固用早强灌浆料各组分重量比为：
本发明上述实施例制备的一种结构加固用早强灌浆料，采用矿渣微粉、粉煤灰、石英粉、微硅粉和碱性激发剂发生聚合作用，可以快凝形成高强度和耐高温的低聚物立体网络结构。与现有灌浆料相比，具有更高的早后期强度，无收缩开裂，同时具有良好的耐久性和耐腐蚀性，确保在各种环境下均能够满足较高精度的施工需要，如重要的隧道、地铁、机场、高架路床、溢洪道以及防爆防震工程等。参照《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》(TB/T 3192)、《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》(GB50728-2011)等标准进行试验，本发明的结构加固用早强灌浆料与普通灌浆料理化性能比较如下：
耐湿热老化能力的检验条件为80℃、RH为98％环境中，老化90d后，其室温下钢丝绳与灌浆结构体(钢套筒法)抗剪切强度降低率(％)；竖向膨胀率为24h和3h的膨胀值之差。
为了保证灌浆料具有超高强及抗裂性能，需要将各组分颗粒作为一个整体进行紧密堆积设计。基于紧密堆积理论，不等大球体/类球体的紧密堆积时，较大的球将按六方和立方最紧密堆积方式进行堆积，而较小的球则按自身体积的大小填入其中的八面体空隙中或四面体空隙中。由于本发明的灌浆料涉及多种组分，各种组分的形状粒径各不相同，因此需要优化各原料的粒度、含量以及制备工艺，使得各组分颗粒的粒度细且粒度分布范围要窄。此外，各种组分的性能各不相同，直接一起混合细化，难于保证粒度较好地实现窄范围分布，需要分别优化各原料的粒度、含量以及制备工艺。优选地，所述矿渣微粉和粉煤灰的细度为D50≤5μm，D97≤12μm；所述镍铁渣微粉粒度d50为12～25μm；所述石英粉的粒度3～10μm，使得个组分粒径在3～10μm，以便最终得到性能优异的超高强及抗裂灌浆料。
灌浆料中小于3μm细颗粒一般不超过10％,3-32μm颗粒含量不低于65％,为了增加灌浆料强度，需要进一步减小颗粒粒径，提升细度均匀,从而提高堆积致密度。
矿渣粉的化学组分波动更小，化学成分相比于粉煤灰更接近硅酸盐水泥，矿渣粉的微观形状为不规则的玻璃体。本发明选用活性指数95％以上的矿渣微粉，先采用高压辊式研磨对其微观形状进行打磨，至粉体粒径在45μm筛孔的通过率不低于90％，研磨后的粉体比表面积不小于500㎡/kg；再用气流粉碎机进行粉碎分级得到细度为D50≤2μm，D97≤10μm的超细粉体；气流粉碎机在粉碎的同时会进行分级，可使得颗粒粉碎细度均匀。所述粉煤灰选用活性指数70％以上的二级粉煤灰或一级粉煤灰，先采用超细球磨机研磨，至粉体粒径在30μm筛孔的通过率不低于85％；再用气流粉碎机进行粉碎分级得到细度为D50≤5μm，D97≤12μm的超细粉体。由于粉煤灰的形态为球状玻璃微珠，打磨后的矿渣粉的粒径分布范围略小于粉煤灰的粒径分布范围且存在较大范围的交叉，从而很好地增强颗粒间堆积过程中的压实效应，提升颗粒堆积密实度。
进一步地，本发明的结构加固用早强灌浆料还包括0.01～0.2份聚电解质水凝胶，所述聚电解质水凝胶为Ph敏感型水凝胶或羧甲基壳聚糖水凝胶。所述钢纤维为异形带弯钩纤维，所述钢纤维先与微硅粉、镍铁渣微粉和聚电解质水凝胶搅拌混合，使得钢纤维表面均匀包裹镍铁渣微粉和聚电解质水凝胶，然后再按照各组分重量份数加入上述粉碎筛选制得的矿渣微粉和粉煤灰、石英粉、碱性激发剂、活性剂、减水剂、缓凝剂和水；各组分搅拌均匀后，利用超声粉碎将团聚的超细固体颗粒均匀分散于混合液中。超声粉碎主要用于将团聚的超细固体颗粒均匀分散于液体中，并对结构比较松散的固体颗粒进行粉碎，确保所有组分颗粒达到微米级，并使得表面均匀包裹镍铁渣微粉和聚电解质水凝胶的钢纤维分布更为均匀。即钢纤维和镍铁微粉均匀分布在环状分子链构成的“类晶体”结构，提高韧性和抗冲击强度，具有高强无收缩的特点。镍铁渣微粉用于增加机械强度的同时消除静电力影响。所述石英粉的粒度3～10μm，所述微硅粉为纳米级微硅粉；所述镍铁渣微粉由镍铁渣原料先经过蒸汽动能磨破碎然后控制分级机频率制得，粒度d50为12～25μm。
上述各组分在添加前进行粉碎筛选处理，使得各组分颗粒的粒径较为均匀地分布在2～32μm之间，从而使得各组分颗粒能够按接近最紧密方式进行堆积，大大提升抗压强度。凝结硬化过程中原材料中硅氧键和铝氧键在碱性催化剂作用下断裂后再重组反应，从而形成一种由AlO4和SiO4四面体结构单元组成的致密的三维立体网状结构，所述钢纤维为异形带弯钩纤维，与三维立体网状结构缠绕勾连，融为一体，进一步提升抗裂性能，降低干缩率，并具有高强度、良好耐久性和耐高温性。
此外，为了提高其综合性能进一步添加了纳米级微硅粉，并可考虑将矿渣微粉和粉煤灰粉碎至纳米级。优选地，本发明还向矿渣微粉和粉煤灰中加入刻蚀酸和助磨剂，粉磨粉碎后得到粒度为200-500nm的超细粉体，引入改性超细粉体进一步增加浆体内聚力。采用酸刻蚀方法制备超细粉体，一方面，在颗粒粒径相同的条件下，通过在颗粒表面刻蚀出微坑增大了颗粒的比表面积，使制得的混凝土获得更优秀的内聚力；另一方面，通过刻蚀破坏了颗粒表面的Si-O键、Al-O键，破坏了晶格，使制得的矿渣微粉和粉煤灰下水后离子溶出的速率加快，参与水化反应的速率加快，从而获得更好的早期强度。为了避免刻蚀酸影响后续的碱激发凝结硬化；所述缓凝剂优先选择碱性较强的柠檬酸钠或葡萄糖酸钠。一般来说，超细粉在堆积过程中容易受到静电力、范德华力及内聚力的影响，加入超细导电镍铁渣微粉可以抵消部分静电力的影响，再加上后续的超声粉碎处理，可以进一步减少静电力的影响。
综上所述，本发明提供的结构加固用早强灌浆料，具有如下特点：
1、快凝：地聚反应过程中，溶胶的形成和脱水反应速度比较快，网络骨架比较容易形成，另外微波、加热、干燥对反应都有促进作用。因此可快速制得高强度制品，应用于机场、道路、桥梁和军事设施的快速修建与修复等。
2、超流态：初始流动度大于300mm，可填充全部空隙，满足设备二次灌浆的要求；
3、高强、耐高温、无收缩：地聚合物是个氧化物网络结构体系，在1000℃一1200℃之间不氧化、不分解；另一方面，密实的氧化物网络体系可以隔绝空气、保护内部物质不被氧化。因此抗压、抗拉、抗弯曲强度都得到极大提升，同时高温性能好、不燃、隔热、保温(导热系数：0.24-0.38W/m·k)；具有耐高温、无收缩开裂特点，保证设备与基础之间紧密接触，能够很好地满足较高精度的施工需要。
4、抗腐蚀性：地聚合物网络结构中Si-O和Al-O在室温下较难与酸反应，具有良好的抗硫酸盐和抗污水侵蚀性能，有较强的抗冲刷性。
5、耐久性优良：不老化，没有膨胀，确保对零件无热影响和变形影响，对钢筋无锈蚀；200万次疲劳试验，50次冻融循环试验，强度无明显变化。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种结构加固用早强灌浆料，其特征在于，包含如下组分：矿渣微粉、粉煤灰、石英粉、微硅粉、钢纤维、镍铁渣微粉、碱性激发剂、活性剂、减水剂、缓凝剂和水。
2.如权利要求1所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，各组分按重量份数配比如下：
3.如权利要求1所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，所述矿渣微粉和粉煤灰的细度为D50≤5μm，D97≤12μm；所述镍铁渣微粉粒度d50为12～25μm；所述石英粉的粒度3～10μm，所述微硅粉为纳米级微硅粉。
4.如权利要求3所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，所述矿渣微粉选用活性指数95％以上的矿渣粉，先采用高压辊式研磨，至粉体粒径在45μm筛孔的通过率不低于90％，研磨后的粉体比表面积不小于500㎡/kg；再用气流粉碎机进行粉碎分级得到细度为D50≤2μm，D97≤10μm的超细粉体。
5.如权利要求3所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，所述粉煤灰选用活性指数70％以上的二级粉煤灰或一级粉煤灰，先采用超细球磨机研磨，至粉体粒径在30μm筛孔的通过率不低于85％；再用气流粉碎机进行粉碎分级得到细度为D50≤5μm，D97≤12μm的超细粉体。
6.如权利要求4或5所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，所述矿渣微粉或粉煤灰中还加入刻蚀酸和助磨剂，粉磨粉碎后得到粒度为200-500nm的超细粉体。
7.如权利要求3所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，所述镍铁渣微粉由镍铁渣原料先经过蒸汽动能磨破碎然后控制分级机频率制的，粒度d50为12～25μm。
8.如权利要求2所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，还包括0.01～0.2份聚电解质水凝胶，所述钢纤维为异形带弯钩纤维，所述钢纤维先与微硅粉、镍铁渣微粉和聚电解质水凝胶搅拌混合，使得钢纤维表面均匀包裹镍铁渣微粉和聚电解质水凝胶，然后再与其他组分混合搅拌；各组分搅拌均匀后，利用超声粉碎将团聚的超细固体颗粒均匀分散于混合液中。
9.如权利要求8所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，所述聚电解质水凝胶为Ph敏感型水凝胶或羧甲基壳聚糖水凝胶。
10.如权利要求1-9任一项所述的结构加固用早强灌浆料，其特征在于，所述碱性激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、偏硅酸钠和硫酸钠中的一种；所述活性剂为铝酸三钙、碳酸钙和三乙醇胺中的一种；所述减水剂为聚羧酸减水剂、萘系减水剂、密胺系减水剂、脂肪族系减水剂以及氨基磺酸盐减水剂中的一种或其复配；所述缓凝剂为柠檬酸钠、硼酸钠、酒石酸钠和葡萄糖酸钠中的一种。
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|---|---|
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55109263A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-22 | Amiantus Ag | Manufacture of fiber reinforced waterrsetting substance |
| CN103880377A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-06-25 | 广西交通科学研究院 | 一种地质聚合物灌浆材料及其制备方法 |
| CN106032313A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-10-19 | 上海久坚加固科技股份有限公司 | 一种结构加固用碱激发矿渣粉地聚合物砂浆及其制备方法 |
| CN107601988A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-01-19 | 上海力阳道路加固科技股份有限公司 | 一种微膨胀抗裂超早强双组份地聚合物注浆材料 |
| CN109133699A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-04 | 佛山朝鸿新材料科技有限公司 | 一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法 |
| CN112723800A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-04-30 | 江苏金木土科技有限公司 | 一种用于混凝土裂缝修复的碱激发材料及其制备方法 |
| CN113800829A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-12-17 | 西北农林科技大学 | 一种早强型超高延性地聚物混凝土材料及其制备方法 |
| CN115159918A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-11 | 中国水利水电第七工程局有限公司 | 一种水下修补用抗分散自密实混凝土及其制备方法 |
| CN115259791A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-01 | 中能建西北城市建设有限公司 | 一种火山灰基耐酸混凝土及其制备方法 |
-
2023
- 2023-03-28 CN CN202310313752.2A patent/CN116514460B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55109263A (en) * | 1979-02-09 | 1980-08-22 | Amiantus Ag | Manufacture of fiber reinforced waterrsetting substance |
| CN103880377A (zh) * | 2014-02-20 | 2014-06-25 | 广西交通科学研究院 | 一种地质聚合物灌浆材料及其制备方法 |
| CN106032313A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-10-19 | 上海久坚加固科技股份有限公司 | 一种结构加固用碱激发矿渣粉地聚合物砂浆及其制备方法 |
| CN107601988A (zh) * | 2017-10-11 | 2018-01-19 | 上海力阳道路加固科技股份有限公司 | 一种微膨胀抗裂超早强双组份地聚合物注浆材料 |
| CN109133699A (zh) * | 2018-09-17 | 2019-01-04 | 佛山朝鸿新材料科技有限公司 | 一种耐久高强型复合混凝土膨胀剂材料的制备方法 |
| CN112723800A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-04-30 | 江苏金木土科技有限公司 | 一种用于混凝土裂缝修复的碱激发材料及其制备方法 |
| CN113800829A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-12-17 | 西北农林科技大学 | 一种早强型超高延性地聚物混凝土材料及其制备方法 |
| CN115159918A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-10-11 | 中国水利水电第七工程局有限公司 | 一种水下修补用抗分散自密实混凝土及其制备方法 |
| CN115259791A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-11-01 | 中能建西北城市建设有限公司 | 一种火山灰基耐酸混凝土及其制备方法 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| DEHGHANI等: "Piezoresistive sensing of cementitious composites reinforced with shape memory alloy, steel, and carbon fibres", 《CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS》, vol. 267, 5 October 2020 (2020-10-05), pages 1 - 16, XP086429538, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121046 * |
| 刘雅琦等: "高炉镍铁渣和钢纤维改性混凝土的 耐热性和热损伤规律", 《硅酸盐通报》, vol. 40, no. 7, 31 July 2021 (2021-07-31), pages 2320 - 2330 * |
| 姚燕主编: ""水泥与混凝土研究进展-第14届国际水泥化学大会论文综述"", vol. 1, 31 October 2016, 中国建材工业出版社, pages: 179 * |
| 李凤生等: ""超细粉体技术"", vol. 1, 31 July 2000, 国防工业出版社, pages: 83 - 84 * |
| 王骏: "碱激发矿渣地质聚合物的性能调控研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》, no. 02, 15 February 2018 (2018-02-15), pages 016 - 161 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116514460B (zh) | 2024-05-24 |
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