專(zhuān)利名稱(chēng)：超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料及其制備方法
超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于建筑材料工程領(lǐng)域，具體涉及一種超高強(qiáng)尾礦砂水泥基灌漿料及其制備方法。
背景技術(shù)：
建筑行業(yè)、冶金行業(yè)、電力行業(yè)、交通行業(yè)都在趨于超大型化發(fā)展，工程項(xiàng)目越來(lái)越復(fù)雜。其中灌漿料在這些行業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中起到重要的作用，如大型橋梁的支座灌漿、風(fēng)力發(fā)電機(jī)灌漿、特大機(jī)電設(shè)備安裝的螺栓錨固、設(shè)備基礎(chǔ)二次灌漿等等。水泥基灌漿料是以?xún)?yōu)質(zhì)的高強(qiáng)度顆粒狀材料作為細(xì)骨料，以水泥等活性材料作為膠凝材料，并用高減水率、微膨脹、防離析等外加劑輔助配制而成的特種砂漿。它在施工現(xiàn)場(chǎng)加以一定量的水， 攪拌均勻后即可使用。灌漿料要滿足自流性好、高強(qiáng)、無(wú)收縮、微膨脹等優(yōu)異性能來(lái)保證工程應(yīng)用的要求。我國(guó)現(xiàn)行水泥基灌漿材料的國(guó)家規(guī)范《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》(GB/ T 50448-2008)和建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水泥基灌漿材料》(JC/T986-2005)對(duì)灌漿料的ld、3d和 28d抗壓強(qiáng)度指標(biāo)要求分別是20MPa、40MPa和60MPa，對(duì)彈性模量未作要求。在實(shí)際工程施工中，一些大型和超大型的設(shè)備在安裝時(shí)由于質(zhì)量非常大，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷大，對(duì)灌漿料的力學(xué)性能和疲勞強(qiáng)度提出了更高的要求，而現(xiàn)有水泥基灌漿料的28d強(qiáng)度基本在60MPa 80MPa 左右，不能滿足日益增多的大型工程項(xiàng)目對(duì)灌漿料的超高強(qiáng)度、高模量的技術(shù)要求。目前， 國(guó)內(nèi)對(duì)抗壓強(qiáng)度超過(guò)11010^、彈性模量超過(guò)456 &的超高強(qiáng)度、高模量水泥基灌漿料的研究和生廣的報(bào)道極少，聞品質(zhì)、超聞強(qiáng)水泥灌楽·料的使用只能依賴(lài)進(jìn)口。僅有中國(guó)專(zhuān)利CN 101921086 A 一種水泥基超高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料28d抗壓強(qiáng)度達(dá)到超過(guò)120MPa，但其高強(qiáng)度 是由于配比中摻有59TlO%的普通鋼纖維或異型鋼纖維以及使用了優(yōu)質(zhì)石英砂，大大增加了灌漿料的生產(chǎn)成本，使用費(fèi)用和進(jìn)口灌漿料沒(méi)有明顯優(yōu)勢(shì)。
細(xì)骨料是制備灌漿料的主要原材料，在灌漿料中重量占比一般為50%，工程中對(duì)灌漿料巨大的需求量導(dǎo)致工程中要耗費(fèi)大量的細(xì)骨料。目前，細(xì)骨料的來(lái)源大多數(shù)是精選的天然砂或優(yōu)質(zhì)石英砂，然而天然砂是一種地方資源，分布很不均勻，短期內(nèi)不可再生，很多地區(qū)天然砂資源短缺或優(yōu)質(zhì)天然砂資源儲(chǔ)量日益減少，或?yàn)楸Ｗo(hù)河道和生態(tài)環(huán)境而限制開(kāi)采，天然砂的供應(yīng)日趨緊張，而優(yōu)質(zhì)石英砂主要用于玻璃原料，價(jià)格昂貴。因此減少灌漿料中天然砂和石英砂的使用量對(duì)于緩解砂資源短缺是一條有效途徑。
尾礦砂是指礦山中開(kāi)采的礦石經(jīng)選礦流程處理后剩余的固體廢棄物，其組成成分中多數(shù)含有尚未完全回收的礦物。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)由于礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)而產(chǎn)生的尾礦累積堆存量已達(dá)100億噸以上，年產(chǎn)出量達(dá)到了 12億噸，占全世界尾礦產(chǎn)出量的50%以上。其中鐵尾礦占全部尾礦堆存總量的60%。目前在我國(guó)的各類(lèi)工業(yè)固體廢棄物中，煤矸石的綜合利用率達(dá)到了 62. 5%，粉煤灰達(dá)到了 67%，而尾礦的綜合利用率只有14%，相比之下，尾礦的綜合利用大大滯后。尾礦已成為我國(guó)目前產(chǎn)出量最大、綜合利用率很低的固體廢棄物。目前鐵尾礦利用狀況主要是鐵尾礦再選與有價(jià)元素的綜合回收、復(fù)墾植被、用作土壤改良劑及微量元素肥料、生產(chǎn)建筑材料等方面。在利用尾礦制備建筑材料的研究和應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外目前主要集中在利用尾礦制磚、制備水泥、加氣混凝土、制備建筑陶瓷、微晶玻璃和新型玻璃材料等方面。
通過(guò)研究，鐵尾礦砂主要礦物成分是石英、長(zhǎng)石、方解石、輝石、石榴石、角閃石及少量的赤鐵礦等，化學(xué)成分主要含有Si02、Al203、Ca0、Fe203、Mg0以及少量的K20、Na20，其物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不具備堿活性，是一種偏酸性骨料，可以安全地用于水泥混凝土和水泥砂漿的骨料。鐵尾礦砂通過(guò)篩選分級(jí)后，可以根據(jù)使用需要把不同粒級(jí)的砂粒按不同比例組合成各種細(xì)度的砂。另外，鐵尾礦砂顆粒壓碎值較低，抵抗外力破壞能力強(qiáng)，作為細(xì)骨料具有具有很好的骨架和填充作用，且鐵尾礦砂顆粒具有多棱角、表面粗糙凹凸不平的特點(diǎn)，與水泥漿體的界面粘結(jié)強(qiáng)度高，能增加混凝土或砂漿材料的強(qiáng)度尤其是抗折強(qiáng)度。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)而提供了一種超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料及其制備方法，以此減少灌漿料中天然砂和石英砂的使用，緩解天然砂資源短缺，以及由于使用價(jià)格昂貴的石英砂帶來(lái)的灌漿料成本的上升，實(shí)現(xiàn)鐵尾礦資源高效利用，所得灌漿料具有流動(dòng)性好，微膨脹，超高強(qiáng)度和高彈性模量的優(yōu)異性能。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料， 其特征在于其原料組分包括有水泥、鐵尾礦砂、多元礦物摻合料、減水劑、保塑劑、塑性膨脹劑和補(bǔ)償收縮膨脹劑，經(jīng)混合得到灌漿料，各原料組分按重量百分比計(jì)為水泥3(Γ45% 鐵尾礦砂45 55% 多元礦物摻合料6 15%減水劑0. 35 1%保塑劑0. Γ % 塑性膨脹劑0. 0Γ0. 1% 補(bǔ)償收縮膨脹劑2飛％ 。
按上述方案，所使用的水泥為52. 5級(jí)及以上強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥和42. 5級(jí)及以上強(qiáng)度等級(jí)的快硬硫鋁酸鹽水泥，其中42. 5級(jí)及以上強(qiáng)度等級(jí)的快硬硫鋁酸鹽水泥占總水泥總質(zhì)量的ο°/Γιο%。
按上述方案，所述的鐵尾礦砂粒徑<4. 75mm，細(xì)度模數(shù)在1. 7 3. O之間，其中，粒徑為O. 075mm以下的鐵尾礦砂顆粒細(xì)粉含量彡10%，壓碎值彡25%，含泥量彡1%，含水率 (1. 0%。
按上述方案，水泥、多元礦物摻合料和補(bǔ)償收縮膨脹劑組成的膠凝材料與鐵尾礦砂的膠砂比為1:0. 8 1:1. 2。
按上述方案，所述的多元礦物摻合料由硅粉與I級(jí)粉煤灰、S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉和 Microbead微珠活性微粉中的至少一種復(fù)合組成，其中硅粉中SiO2的含量> 85%，硅粉28d 活性指數(shù)> 85%。
按上述方案，所述的MiCTobead微珠活性微粉為深圳同成新材料科技有限公司生成的Microbead微珠活性微粉，其比表面積3000 m2/kg以上。
按上述方案，所述的減水劑為聚羧酸系減水劑粉劑，其減水率> 30%。
按上述方案，所述的保塑劑為赫克力士天普化工有限公司生產(chǎn)的5011L可再分散乳膠粉。
按上述方案，所述的塑性膨脹劑為N，N- 二亞硝基五亞甲基四胺。
按上述方案，所述的補(bǔ)償收縮膨脹劑為硫鋁酸鈣類(lèi)混凝土膨脹劑UEA、AEA和CSA中的任意一種，其水中7d限制率彡O. 025%，空氣中21d限值膨脹率彡-O. 020%。
所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料的制備方法，其特征在于分別按照重量分?jǐn)?shù)稱(chēng)取各種組分材料，先將減水劑、保塑劑、塑性膨脹劑和補(bǔ)償收縮膨脹劑投入到小型混料機(jī)中預(yù)混5 10min，混勻后待用；將水泥、鐵尾礦砂、多元礦物摻合料和預(yù)混好的外加劑投入到大型混料機(jī)中，混合攪拌l(Tl5min至均勻，即得超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，各原料組分按重量百分比計(jì)為水泥3(Γ45% 鐵尾礦砂45 55% 多元礦物摻合料6 15%減水劑0. 35 1%保塑劑0. Γ % 塑性膨脹劑0. 0Γ0. 1%補(bǔ)償收縮膨脹劑2飛％。
下面針對(duì)本發(fā)明各組分的作用進(jìn)行逐一說(shuō)明采用快硬硫鋁酸鹽水泥目的是使灌漿料獲得高的早期力學(xué)性能。
硅粉顆粒的平均粒徑在O.1 μ m，具有極高的活性和微細(xì)集料填充作用，與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生火山灰反應(yīng)從而將大量膠凝性能低的Ca(OH)2轉(zhuǎn)化成高膠凝性的 C-S-H凝膠，且可以填充于水泥顆粒之間形成最大的粘合密實(shí)堆積，對(duì)改善鐵尾礦砂與水泥漿體之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度和降低水泥顆粒和水化產(chǎn)物之間的微細(xì)孔隙有很好的作用，有助于灌漿料密實(shí)度和強(qiáng)度的提高。另外，由于鐵尾礦砂的顆粒表面粗糙、粒形多棱角，導(dǎo)致漿體的流動(dòng)性變差。采用I級(jí)粉煤灰、S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉或Microbead微珠活性微粉等活性礦物摻合料能夠充分利用這些礦物質(zhì)材料組分的顆粒形貌效應(yīng)來(lái)改善漿體的流動(dòng)性，有利于保證灌漿料的高流動(dòng)性及塑性穩(wěn)定性，其中MiciObead微珠活性微粉是一種完美正球狀、 顆粒極細(xì)的鋁硅酸鹽物質(zhì)，具有優(yōu)異的微細(xì)填充和“滾珠潤(rùn)滑”效應(yīng)，物理減水效果顯著，能顯著增加漿體流動(dòng)性，并且具有較高的活性，摻入后對(duì)漿體也有一定的增強(qiáng)效果。
減水劑為聚羧酸系高效減水劑粉劑，摻量以滿足灌漿料的流動(dòng)性要求為準(zhǔn)。使用減水率較高的減水劑能夠解決低水料比與高流動(dòng)性矛盾，由于超高強(qiáng)度灌漿料的水料比很低且鐵尾礦砂顆粒粗糙多棱角引起灌漿料流動(dòng)性不良，因此需要采用減水率更大的聚羧酸高效減水劑來(lái)更多地釋放水泥細(xì)粉和礦物摻合料微細(xì)粉顆粒包裹的水分，改善灌漿料中超細(xì)粉料的分散性和漿體的流動(dòng)性。
保塑劑為可再分散醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚乳膠粉，是一種具有良好抗皂化性能的遇水可再分散乳膠粉，作用是提高漿體的保水能力，改善漿體的流動(dòng)度保持性。
塑性膨脹劑為亞硝基化合物N，N- 二亞硝基五亞甲基四胺。該有機(jī)化合物在水泥水化的初始階段，在堿金屬催化作用下，自身發(fā)生分解不斷產(chǎn)生氮?dú)猱a(chǎn)生微膨脹以補(bǔ)償塑性階段的收縮，從而避免了灌漿料在塑性階段的沉降與開(kāi)裂，確保了灌漿料的密實(shí)、充盈， 且具有摻量低，形成的泡孔均勻穩(wěn)定致密，對(duì)鋼筋無(wú)損害的優(yōu)點(diǎn)。
補(bǔ)償收縮膨脹劑為用于補(bǔ)償收縮和微膨脹混凝土的硫鋁酸鈣類(lèi)膨脹劑UEA、AEA 和CSA。膨脹劑摻入漿體后，其中的硫鋁酸鈣、鋁酸一鈣、硬石膏、硫鋁酸鉀等主要礦物與水泥中的Ca(OH)2水化產(chǎn)物、二水石膏等發(fā)生水化反應(yīng)形成鈣礬石產(chǎn)生適度膨脹，補(bǔ)償水泥水化的自收縮和干燥收縮，防止灌漿料的收縮開(kāi)裂，提高灌漿料硬化體的體積穩(wěn)定性，使灌漿料與和設(shè)備基礎(chǔ)之間的接觸不至于因?yàn)楣酀{料的收縮而產(chǎn)生縫隙影響設(shè)備運(yùn)行的安全性。
本發(fā)明的有益效果(I)本發(fā)明灌漿料采用的水料比低，用水量少，水料比為O. 09、. 11，使得漿體具有超高的力學(xué)性能，Id抗壓強(qiáng)度彡50MPa ；3d抗壓強(qiáng)度彡70 MPa, 7d抗壓彡90 MPa, 28d抗壓 ^ llOMPa，且28d抗壓彈性模量> 50GPa。這種超高強(qiáng)度、高模量的灌漿料，能夠滿足在實(shí)際工程施工中一些大型和超大型的設(shè)備、構(gòu)件的安裝固定，如用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)、單樁、 風(fēng)塔的過(guò)渡件等區(qū)域，這些設(shè)備和構(gòu)件質(zhì)量非常大，運(yùn)行時(shí)負(fù)荷大，對(duì)灌漿料有極高強(qiáng)度和抗疲勞性能的要求；(2)本發(fā)明中充分利用了鐵 尾礦砂顆粒具有的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、顆粒強(qiáng)度高、表面粗糙與水泥粘結(jié)能力強(qiáng)等骨架特點(diǎn)，作為灌漿料細(xì)骨料替代優(yōu)質(zhì)天然砂和精選石英砂使用。 鐵尾礦砂占灌漿料組成總量最高可達(dá)55%，從而大大減少了灌漿料中天然砂或石英砂的使用量，緩解了天然砂緊缺的問(wèn)題，并且降低灌漿料成本。本發(fā)明為鐵尾礦砂資源的高效、大量利用提供了一種有利途徑；(3)本發(fā)明的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料采用聚羧酸高效減水劑、I級(jí)粉煤灰、S95 級(jí)磨細(xì)礦渣粉或Microbead微珠活性微粉和保塑劑等多種有機(jī)、無(wú)機(jī)材料配合來(lái)改善灌漿料在塑性階段的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。漿體具有高流動(dòng)性，漿體擴(kuò)展流動(dòng)度> 340mm,填充或充盈性能優(yōu)異，且在保持高流動(dòng)下未有離析分層現(xiàn)象，能夠滿足各種用途情況下的超高強(qiáng)度灌漿；(4 )本發(fā)明的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料采用塑性膨脹劑和補(bǔ)償收縮膨脹劑進(jìn)行復(fù)合，在塑性階段和硬化后期均能夠產(chǎn)生適度膨脹，解決了灌漿料塑性階段沉降、早期自收縮和硬化后期干燥收縮等全程體積穩(wěn)定性問(wèn)題，確保了所灌注的空間的密實(shí)填充和耐久性?xún)?yōu)巳升；(5)本發(fā)明灌漿料為一種干混料，制備工藝簡(jiǎn)單，各種原材料來(lái)源廣泛，成本低廉。采用袋裝包裝的形式，使用時(shí)與一定比例的水(水料比為O. 09、. 11)混合攪拌均勻即可使用，施工簡(jiǎn)便。
具體實(shí)施方式
超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，根據(jù)工程應(yīng)用的要求，通過(guò)調(diào)整灌漿料的配合比可以獲得所需要的性能。為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
實(shí)施例1一種超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，按照重量百分比，其配方如下普通52. 5硅酸鹽水泥36. 8%42. 5級(jí)快硬硫鋁酸鹽水泥2. 5%鐵尾礦砂49. 7%多元礦物摻合料8%補(bǔ)償收縮膨脹劑2. 33%減水劑0. 4%塑性膨脹劑0. 02%保塑劑0. 25%配合比中使用的鐵尾礦砂細(xì)度模數(shù)在1. 7到3. 0，配合比中使用的鐵尾礦砂粒徑及級(jí)配要求具體如下4.75 2. 36mm 14%2. 36mm 1. 18mm 35%1. 18m O. 3mm 31%^ O. 3mm20%其中粒徑為O. 075mm以下的鐵尾礦砂顆粒細(xì)粉含量< 10%，壓碎值< 25%，含泥量< 1%， 含水率彡1. 0%。
減水劑使用弗克科技(蘇州)有限公司生產(chǎn)的FOX talonlOl聚羧酸減水劑粉劑， 其減水率> 30%,塑性膨脹劑為N，N- 二亞硝基五亞甲基四胺，補(bǔ)償收縮膨脹劑為硫鋁酸鈣類(lèi)膨脹劑UEA (其水中7d限制率彡O. 025%,空氣中21d限值膨脹率彡-O. 020%)，保塑劑為赫克力士天普化工有限公司生產(chǎn)的5011L可再分散乳膠粉(醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚膠粉)，多元礦物摻合料采用硅粉、I級(jí)粉煤灰(硅灰37. 5%，I級(jí)粉煤灰62. 5%)復(fù)合組成，其中硅粉SiO2的含量> 85%，硅粉28d活性指數(shù)> 85%，拌制出的灌漿料流動(dòng)性好。
本實(shí)施例制備時(shí)，先將各組分按配方將減水劑、保塑劑、塑性膨脹劑和補(bǔ)償收縮膨脹劑投入到小型混料機(jī)中預(yù)混5 10min，混勻后待用；將水泥、鐵尾礦砂、多元礦物摻合料和預(yù)混好的外加劑投入到大型混料機(jī)中，混合攪拌l(Tl5min至均勻，即得超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，使用時(shí)再按O. 10的水料比稱(chēng)取灌漿料拌合水(即IOOOkg灌漿料干粉加水 100kg),采用混凝土或砂衆(zhòng)強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌5min 7min至形成均勻、可自流的衆(zhòng)體即可用于灌漿施工。
實(shí)施例2 一種超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，按照重量百分比，其配方如下普通52. 5硅酸鹽水泥37. 2%42. 5快硬硫鋁酸鹽水泥2. 5%鐵尾礦砂49. 5%多元礦物摻合料7. 4%補(bǔ)償收縮膨脹劑2. 5%減水劑0. 5%塑性膨脹劑0. 02%保塑劑0. 38%配合比中使用的鐵尾礦砂細(xì)度模數(shù)在1. 7到3. 0，配合比中使用的鐵尾礦砂粒徑及級(jí)配要求具體如下2. 36mnTl. 18mm 33%1.18m O. 3mm 37%O.3^0. 15mm 30%壓碎值彡25%，含泥量彡1%，含水率彡1. 0%。
多元礦物摻合料采用硅粉和S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉(硅粉25%，S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉75%) 復(fù)合組成，其中硅粉SiO2的含量彡85%，硅粉28d活性指數(shù)彡85%，其他同上例。
本實(shí)施例制備時(shí)，先將各組分按配方將減水劑、保塑劑、塑性膨脹劑和補(bǔ)償收縮膨脹劑投入到小型混料機(jī)中預(yù)混5 10min，混勻后待用；將水泥、鐵尾礦砂、多元礦物摻合料和預(yù)混好的外加劑投入到大型混料機(jī)中，混合攪拌l(Tl5min至均勻，即得超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，使用時(shí)再按O. 11的水料比稱(chēng)取灌漿料拌合水(即IOOOkg灌漿料干粉加水 IlOkg),采用混凝土或砂衆(zhòng)強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌5min 7min至形成均勻、可自流的衆(zhòng)體即可用于灌漿施工。此配合比拌制出的灌漿料流動(dòng)相對(duì)實(shí)施例1流動(dòng)性稍低一些。
實(shí)施例3 超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，按照重量百分比，其配方如下普通52. 5硅酸鹽水泥32. 7%鐵尾礦砂54%多元礦物摻合料10. 2%補(bǔ)償收縮膨脹劑2. 49%減水劑0. 36%塑性膨脹劑0. 02%保塑劑0. 23%配合比中使用的鐵尾礦砂細(xì)度模數(shù)在1. 7到3. 0，配合比中使用的鐵尾礦砂粒徑及級(jí)配要求具體如下2.36mnTl. 18mm 27%1.18mm O. 3mm 53%^ O. 3mm20%其中粒徑為O. 075mm以下的鐵尾礦砂顆粒 細(xì)粉含量< 10%，壓碎值< 25%，含泥量< 1%， 含水率彡1. 0%。
減水劑使用弗克科技(蘇州)有限公司生產(chǎn)的FOX talonlOl聚羧酸粉劑減水劑，塑性膨脹劑為N，N- 二亞硝基五亞甲基四胺，補(bǔ)償收縮膨脹劑為硫鋁酸鈣類(lèi)膨脹劑CSA (其水中7d限制率彡O. 025%，空氣中21d限值膨脹率≤-O. 020%)，保塑劑為赫克力士天普化工有限公司生產(chǎn)的5011L可再分散乳膠粉(醋酸乙烯酯/乙烯二元共聚膠粉)。多元礦物摻合料采用硅粉、深圳同成新材料科技有限公司生產(chǎn)的Microbead微珠活性微粉(硅粉20%，微珠活性微粉80%)復(fù)合而成。
本實(shí)施例制備時(shí)，先將各組分按配方將減水劑、保塑劑、塑性膨脹劑和補(bǔ)償收縮膨脹劑投入到小型混料機(jī)中預(yù)混5 10min，混勻后待用；將水泥、鐵尾礦砂、多元礦物摻合料和預(yù)混好的外加劑投入到大型混料機(jī)中，混合攪拌l(Tl5min至均勻，即得超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，使用時(shí)再按按O. 09的水料比稱(chēng)取灌漿料拌合水(即IOOOkg灌漿料干粉加水 90kg),采用混凝土或砂衆(zhòng)強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌5mirT7min至形成均勻、可自流的衆(zhòng)體即可用于灌漿施工。本實(shí)施例中相比之前的配方主要是增加了鐵尾礦砂的比例，使用高活性的具有礦物減水作用的微珠活性微粉，保證了漿體的高強(qiáng)度及良好的流動(dòng)性。
按上述三種配方配制制得的超高強(qiáng)鐵尾礦水泥基灌漿料性能良好，實(shí)施例中灌漿料性能見(jiàn)下表，試驗(yàn)方法依照GBT50448-2008《水泥基灌漿材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》
權(quán)利要求
1.超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于其原料組分包括有水泥、鐵尾礦砂、多元礦物摻合料、減水劑、保塑劑、塑性膨脹劑和補(bǔ)償收縮膨脹劑，經(jīng)混合得到灌漿料，各原料組分按重量百分比計(jì)為 水泥3(Γ45% 鐵尾礦砂45 55% 多元礦物摻合料6 15% 減水劑0. 35 1%保塑劑0. Γ % 塑性膨脹劑0. 0Γ0. 1%補(bǔ)償收縮膨脹劑2飛％ 。
2.如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于所使用的水泥為52. 5級(jí)及以上強(qiáng)度等級(jí)的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥和42. 5級(jí)及以上強(qiáng)度等級(jí)的快硬硫鋁酸鹽水泥，其中42. 5級(jí)及以上強(qiáng)度等級(jí)的快硬硫鋁酸鹽水泥占總水泥總質(zhì)量的0% 10%。
3.如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于所述的鐵尾礦砂粒徑< 4. 75mm，細(xì)度模數(shù)在1. 7 3. O之間，其中，粒徑為O. 075mm以下的鐵尾礦砂顆粒細(xì)粉含量彡10%，壓碎值彡25%，含泥量彡1%，含水率彡1.0%。
4.如權(quán)利要求3所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于水泥、多元礦物摻合料和補(bǔ)償收縮膨脹劑組成的膠凝材料與鐵尾礦砂的膠砂比為1:0. 8^1 :1. 2。
5.如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于所述的多元礦物摻合料由硅粉與I級(jí)粉煤灰、S95級(jí)磨細(xì)礦渣粉和MiciObead微珠活性微粉中的至少一種復(fù)合組成，其中硅粉中SiO2的含量彡85%，硅粉28d活性指數(shù)彡85%。
6.如權(quán)利要求5所述的超高強(qiáng)尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于所述的MiCTobead微珠活性微粉為深圳同成新材料科技有限公司生成的MiCTobead微珠活性微粉，其比表面積3000 α/kg 以上。
7.如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于所述的減水劑為聚羧酸系減水劑粉劑，其減水率> 30%。
8.如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于所述的保塑劑為赫克力士天普化工有限公司生產(chǎn)的501IL可再分散乳膠粉。
9.如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于所述的塑性膨脹劑為N，N- 二亞硝基五亞甲基四胺。
10.如權(quán)利要求1所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，其特征在于所述的補(bǔ)償收縮膨脹劑為硫鋁酸鈣類(lèi)混凝土膨脹劑UEA、AEA和CSA中的任意一種，其水中7d限制率彡O. 025%,空氣中21d限值膨脹率彡-O. 020%。
11.如權(quán)利要求ι- ο中任一權(quán)利所述的超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料的制備方法，其特征在于分別按照重量分?jǐn)?shù)稱(chēng)取各種組分材料，先將減水劑、保塑劑、塑性膨脹劑和補(bǔ)償收縮膨脹劑投入到小型混料機(jī)中預(yù)混5 10min，混勻后待用；將水泥、鐵尾礦砂、多元礦物摻合料和預(yù)混好的外加劑投入到大型混料機(jī)中，混合攪拌l(Tl5min至均勻，即得超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料，各原料組分按重量百分比計(jì)為 水泥3(Γ45% 鐵尾礦砂45 55% 多元礦物摻合料6 15% 減水劑0. 35 1%保塑劑0. Γ % 塑性膨脹劑0. 0Γ0. 1%補(bǔ)償收縮膨脹劑2飛％。
全文摘要
本發(fā)明涉及超高強(qiáng)鐵尾礦砂水泥基灌漿料及其制備方法，由下列組分按下述重量比配制而成水泥30%~45%、鐵尾礦砂45%~55%、多元礦物摻合料6~15%、減水劑0.35~1%、保塑劑0.1~1%、塑性膨脹劑0.01~0.1%、補(bǔ)償收縮膨脹劑2~6%。將上述組分混合均勻后加水?dāng)嚢杈鶆蚣纯墒褂?，水料比?.09~0.11。本灌漿材料流動(dòng)性好、塑性階段具有良好穩(wěn)定性，從塑性階段至硬化后期全程無(wú)收縮，且具有超高的初期強(qiáng)度、最終強(qiáng)度及彈性模量，1d抗壓強(qiáng)度達(dá)到50MPa，28d抗壓強(qiáng)度能達(dá)到超過(guò)110MPa，28d彈性模量超過(guò)45GPa。適用于各種需要高強(qiáng)度、高模量重要部位或區(qū)域灌漿使用。
文檔編號(hào)C04B111/70GK102992722SQ20121054251
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者李北星, 宋小婧, 王威, 陳夢(mèng)義 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)