專利名稱：公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，主要適用于公路橋涵后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿，具體的說(shuō)是一種公路橋涵后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用孔道壓漿劑。該壓漿劑也可適用于鐵路、核電站等大型工程的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土孔道壓漿施工。
背景技術(shù)：
在公路橋梁建設(shè)上，各種體系的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)獲得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，后張法粘結(jié)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在當(dāng)今更占據(jù)了主要地位。在后張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，為防止預(yù)應(yīng)力鋼筋銹蝕，并使預(yù)應(yīng)力鋼筋與梁體混凝土結(jié)合為整體，一般在鋼束張拉完畢之后，即需向預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)壓注水泥漿使得粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土中預(yù)應(yīng)力鋼筋和混凝土協(xié)同工作。但是，有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土的所有優(yōu)點(diǎn)都必須建立在預(yù)應(yīng)力筋與結(jié)構(gòu)混凝土粘結(jié)完好的基礎(chǔ)之上，孔道壓漿的質(zhì)量直接影響到預(yù)應(yīng)力的效率和結(jié)構(gòu)的耐久性，不少橋梁事故的發(fā)生和提前維修加固，與孔道壓漿存在著壓漿料泌水收縮產(chǎn)生孔隙、壓漿不密實(shí)、不飽滿，孔隙中滯留或滲入水分、預(yù)應(yīng)力筋得不到水泥漿體的防銹保護(hù)，致使橋梁承載力下降有很大關(guān)系。為克服水泥漿體泌水引進(jìn)的孔隙，提高孔道壓漿的飽滿度和密實(shí)性，通過(guò)廣大行業(yè)研究人員的不斷研究與實(shí)踐，對(duì)橋梁中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性和耐久性的認(rèn)識(shí)不斷提高，對(duì)壓漿料的性能要求也在不斷改進(jìn)。從后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿漿體的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(JTJ041-2000《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM1107-2002《干包裝水硬水泥砂漿(非收縮的)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》、中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制定的CCES01-2004《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》、鐵道部制定的TB/T 3192-2008《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿技術(shù)條件》、GB/T50448-2008《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》到JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》)來(lái)看，近年來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)壓漿料的檢測(cè)項(xiàng)目增多(如增加了壓力泌水率、充盈度等)，對(duì)漿體的性能指標(biāo)要求提高，特別是交通運(yùn)輸部新發(fā)布的JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》對(duì)于壓漿料性能指標(biāo)要求更高，明確規(guī)定壓漿料水膠比必須在O. 26、. 28 之間，漿體初始流動(dòng)度不超過(guò)17s，24h零泌水，3h自由膨脹率0 2%。中國(guó)專利CN1559960A公開(kāi)了一種后張有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土高性能灌漿外加劑， 其中通過(guò)采用摻入鋁粉來(lái)補(bǔ)償水泥漿體的早期收縮，但鋁粉發(fā)氣不均，發(fā)氣量難于控制，在目前有關(guān)規(guī)范中已明確規(guī)定壓漿材料中嚴(yán)禁摻入鋁粉。中國(guó)專利CN101157529A公開(kāi)的一種高性能水泥基無(wú)收縮防腐蝕灌漿劑、中國(guó)專利CN101817656A公開(kāi)的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁管道壓漿劑、中國(guó)專利CN102092982A公開(kāi)的一種混凝土管道壓漿劑及制備方法中所述的壓漿劑膨脹性能都僅限于24h自由膨脹率，3h自由膨脹率性能指標(biāo)還未提及；另外以上專利所述的水膠比均大于O. 30,楽;體初始流動(dòng)度均大于17s。公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑就是針對(duì)JTG/T F50-2011《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)壓漿料的性能要求而研制開(kāi)發(fā)的專用壓漿劑，實(shí)現(xiàn)了壓漿料的“低水膠比 (O. 26、. 28)、高流動(dòng)度(初始流動(dòng)度不大于17s)、零泌水(24h自由泌水率為0%)、早膨脹(3h自由膨脹率(Γ2%) ”的目標(biāo)，以達(dá)到全面提高后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的質(zhì)量可靠性和耐久性，從根本上解決孔道壓漿中存在壓漿不飽滿、不密實(shí)等問(wèn)題，真正延長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)橋梁使用壽命的目的，實(shí)現(xiàn)了壓漿料質(zhì)的飛躍，達(dá)到甚至超過(guò)了世界先進(jìn)水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑及其制備方法，使得摻加該壓漿劑的水泥漿體在O. 26、. 28低水膠比條件下達(dá)到初始流動(dòng)度小于17s 的高流動(dòng)度，3h自由膨脹率大于(T2%，24h自由泌水率為0%的性能要求。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明的具體的技術(shù)方案按照以下原料組份的重量百分比組成進(jìn)行混配
減水劑2 20% ；塑性膨脹劑10^30% ；膨脹劑50^80% ；流變助劑O. Γθ· 5%保水劑O. Γθ· 5%緩凝劑O. Γθ· 5%消泡劑O. Γθ· 5%超細(xì)活性礦物摻合料5 30%。所述的減水劑為聚竣酸系聞性能減水劑、二聚氛胺系聞效減水劑、氣基橫酸系聞效減水劑、萘系高效減水劑或木質(zhì)素磺酸鈣減水劑中的一種或一種以上的混合物，且均以粉劑摻入。所述的塑性膨脹劑為對(duì)硝基苯重氮氟硼酸鹽、亞氨基二乙腈、N，N-二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的復(fù)合物(具體成份見(jiàn)申請(qǐng)專利201110359467. I)。上述復(fù)合物與催化劑作用發(fā)生水解反應(yīng)放出氣體，均勻釋放的氣體使水泥漿體發(fā)生體積微膨脹，通過(guò)有效控制發(fā)氣量可使?jié){體微膨脹至所需范圍直至漿體終凝后停止，從而避免灌漿材料的沉降與開(kāi)裂，確保漿體密實(shí)、充盈。所述的膨脹劑為硫鋁酸鈣(硫鋁水泥熟料的主要成分即為硫鋁酸鈣)、鋁酸鈣(高鋁水泥熟料的主要成分即為鋁酸鈣)、明礬石、含鋁礦渣、煅燒高嶺土、地開(kāi)石等與硬石膏配制的硫鋁酸鹽系膨脹劑?？倝A量小于O. 75%。所述的流變助劑為有機(jī)膨潤(rùn)土、聚乙烯醇、聚丙烯酸鹽中的一種或一種以上的混合物。通過(guò)流變助劑的作用使得漿體在高剪切機(jī)械力作用狀態(tài)下具有高流動(dòng)性能。所述的保水劑為纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、黃原膠、溫輪膠、可再分散乳膠粉中的一種或一種以上的混合物。保水劑不溶于水，但能吸收相當(dāng)自身重量成百倍的水，保水劑可有效抑制水分蒸發(fā)，適度增加漿體粘度，漿體靜置時(shí)變稠，有效防止?jié){體分層。所述的緩凝劑為檸檬酸、葡萄糖酸鈉、磷酸鹽中的一種或一種以上的混合物。所述的消泡劑為有機(jī)硅化合物，有機(jī)氟化物，二硬脂酸酰乙二胺中的一種或一種以上的混合物。所述的超細(xì)活性礦物摻合料為粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅粉、磨細(xì)煅燒的高嶺土或沸石粉中的一種或一種以上的混合物。
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本發(fā)明的制備方法是按前述各重量比例稱量各組分，將各種原材料通過(guò)物理機(jī)械混合，攪拌均勻，即得到本產(chǎn)品。將本品取代強(qiáng)度不低于42. 5級(jí)的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥用量的8°/Γ 2%攪拌均勻，加水量在水膠比O. 26、. 28，用轉(zhuǎn)速不低于1000r/min攪拌機(jī)器攪拌均勻制得漿體即可用于公路橋涵后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿施工。本發(fā)明的有益效果摻加本發(fā)明的水泥漿體具有下列性能優(yōu)點(diǎn)
1)采用減水劑與流變助劑復(fù)合，使得漿體在O.26、. 28水膠比以內(nèi)，具有l(wèi)(Tl7s的流錐水泥漿流動(dòng)度；
2)優(yōu)異的保水性能，使得漿體常壓24h自由泌水率為0%，采用O.22MPa^0. 36MPa壓力灌漿漿體壓力泌水率小于2. 0%，尤其適用于長(zhǎng)流程、細(xì)管徑的灌漿作業(yè)；
3)采用專利技術(shù)水泥基灌漿料專用塑性膨脹劑和硫鋁酸鹽膨脹劑復(fù)合使用，使得漿體3h自由膨脹率大于(Γ2%，防止?jié){體下沉造成灌漿漏洞，后期漿體持續(xù)微膨脹，使得壓漿料具有較高的體積穩(wěn)定性，密實(shí)性；
4)對(duì)鋼筋無(wú)銹蝕，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；
5)對(duì)水泥適應(yīng)性好，施工操作簡(jiǎn)單，特別適合公路、橋梁、核電站等大型工程的后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿的施工。
具體實(shí)施例方式表I壓漿劑組成與配方
權(quán)利要求
1.一種公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，它是由下述重量百分比的原料制成減水劑2 20% ；塑性膨脹劑10^30% ；膨脹劑50^80% ；流變助劑O. Γθ· 5%保水劑O. Γθ· 5%緩凝劑O. Γθ· 5%消泡劑O. Γθ· 5%超細(xì)活性礦物摻合料 5 30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于原料配方最佳配比值為，減水劑10% ；塑性膨脹劑20% ；膨脹劑60% ；流變助劑O. 3% ；保水劑O. 3% ；緩凝劑O. 3% ；消泡劑O. 3% ；超細(xì)活性礦物摻合料8. 8%ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于 所述減水劑為聚羧酸系高性能減水劑、三聚氰胺系高效減水劑、氨基磺酸系高效減水劑、萘系高效減水劑或木質(zhì)素磺酸鈣減水劑中的一種或一種以上的混合物，且均以粉劑摻入。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于 所述塑性膨脹劑為對(duì)硝基苯重氮氟硼酸鹽、亞氨基二乙腈、N, N- 二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺的復(fù)合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于 所述膨脹劑為硫鋁酸鈣(硫鋁水泥熟料)、鋁酸鈣(高鋁水泥熟料)、明礬石、含鋁礦渣、煅燒高嶺土、地開(kāi)石與硬石膏配制的硫鋁酸鹽系膨脹劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于 所述流變助劑為有機(jī)膨潤(rùn)土、聚乙烯醇、聚丙烯酸鹽中的一種或一種以上的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于 所述保水劑為纖維素衍生物、聚丙烯酰胺、黃原膠、溫輪膠、可再分散乳膠粉中的一種或一種以上的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于 所述緩凝劑為檸檬酸、葡萄糖酸鈉、磷酸鹽中的一種或一種以上的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于 所述消泡劑為有機(jī)硅化合物，有機(jī)氟化物，二硬脂酸酰乙二胺中的一種或一種以上的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑，其特征在于所述超細(xì)活性礦物摻合料為粉煤灰、磨細(xì)礦渣、硅粉、磨細(xì)煅燒的高嶺土或沸石粉中的一種或一種以上的混合物。
11.一種權(quán)利要求I至10任一所述的公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑的制備方法，其特征在于按所述各重量比例稱量各組分，將各種原材料通過(guò)物理機(jī)械混合，攪拌均勻，即得到本產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種公路橋涵后張預(yù)應(yīng)力混凝土梁專用壓漿劑及其制備方法，它是由減水劑、塑性膨脹劑、膨脹劑、流變助劑、保水劑、緩凝劑、消泡劑、超細(xì)活性礦物摻合料等組分構(gòu)成，摻加該壓漿劑后能實(shí)現(xiàn)壓漿料的“低水膠比(0.26~0.28)、高流動(dòng)度(初始流動(dòng)度不大于17s)、零泌水(24h自由泌水率為0%)、早膨脹(3h自由膨脹率0~2%)”的目標(biāo)，以達(dá)到全面提高后張預(yù)應(yīng)力孔道壓漿的質(zhì)量可靠性和耐久性，從根本上解決孔道壓漿中存在壓漿不飽滿、不密實(shí)等問(wèn)題，真正延長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)橋梁使用壽命的目的，實(shí)現(xiàn)了壓漿料性能質(zhì)的飛躍。
文檔編號(hào)C04B24/38GK102584101SQ20121001835
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者付丹華, 劉興榮, 唐修生, 杜志芹, 溫金保, 王冬, 王毅, 祝燁然, 蔡明 , 陳國(guó)新, 高欣欣, 黃國(guó)泓 申請(qǐng)人:南京瑞迪高新技術(shù)有限公司