一種無收縮高強灌注砂漿材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于灌注材料研究應(yīng)用領(lǐng)域，為了解決目前現(xiàn)有灌漿材料存在拌合物可施工時間短、拌合物和易性不穩(wěn)定、體積穩(wěn)定性差等缺點，提供了一種無收縮高強灌注砂漿材料及其制備方法。由硅酸鹽水泥、高鋁水泥、二水石膏、緩凝劑和聚羧酸高效減水劑等按一定比例制備而成。本發(fā)明改善灌注砂漿材料的施工性能、保證灌注砂漿拌合物性能穩(wěn)定，使其具有良好的可調(diào)節(jié)施工性能和微膨脹性能及優(yōu)異的抗開裂性能。動態(tài)調(diào)整材料拌合物的施工性能，拓展產(chǎn)品的應(yīng)用使用領(lǐng)域，在傳統(tǒng)機械設(shè)備安裝加固修補工程的基礎(chǔ)上，可應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)改造、加固及預(yù)應(yīng)力孔道灌漿、封錨、道路搶修、隧道堵漏等領(lǐng)域。
【專利說明】一種無收縮高強灌注砂漿材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于灌注材料研究應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種無收縮高強灌注砂漿材料及其 制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 灌注砂漿漿料是以無機或者有機膠凝材料為基材集料，與特定級配的細骨料、超 塑化劑復(fù)合而成，應(yīng)用領(lǐng)域主要為機械設(shè)備安裝、結(jié)構(gòu)加固、快速修復(fù)補強，特殊工況應(yīng)用 施工等領(lǐng)域，具有非常高的小時強度、后期強度高，不收縮，2小時即可獲得20-40Mpa的抗 壓強度，抗折強度高。28d抗壓強度最高可達IOOMpa以上，同時具有大流動性、自密實、不需 振搗，抹壓，施工速度快等性能優(yōu)點，目前使用的灌漿材料存在拌合物和易性不穩(wěn)定、體積 穩(wěn)定性較差等缺點，影響施工質(zhì)量和灌注質(zhì)量。因此改善灌注砂漿材料的施工性能、保證灌 注砂漿拌合物性能穩(wěn)定，使其具有良好的可調(diào)節(jié)施工性能和微膨脹性能及優(yōu)異的抗開裂及 高強性能，是目前灌漿材料需要解決的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明為了解決目前現(xiàn)有灌漿材料存在拌合物可施工時間短、拌合物和易性不穩(wěn) 定、體積穩(wěn)定性差等缺點，提供了一種無收縮高強灌注砂漿材料及其制備方法。
[0004] 本發(fā)明是由如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種無收縮高強灌注砂漿材料，原料組分及 各組分占原料總量的質(zhì)量百分比如下：硅酸鹽水泥：12-20% ;高鋁水泥70-80% ;二水石膏 5-10% ;緩凝劑0? 2-0. 5% ;聚羧酸高效減水劑0? 8-1. 5% ;聚丙烯纖維0? 05-0. 08% ;其中所述 的緩凝劑為硼酸與葡萄糖酸鈉1 :〇. 8-1的比例復(fù)合；緩凝劑、減水劑和聚丙烯纖維以膠凝 材料質(zhì)量百分比計，骨料采用級配石英砂進行配置。所述聚丙烯纖維規(guī)格：長為4-6_，直 徑為0. 06-0. 08mm。所述膠凝材料指硅酸鹽水泥、高鋁水泥和二水石膏的質(zhì)量總和。
[0005] -種制備無收縮高強灌注砂漿材料的方法，具體步驟如下： 根據(jù)（1)原料以及器具的準備：制備前將原料以及所用器具在溫度23±2°C，相對濕 度50%?90%下放置> 24h ; (2)按質(zhì)量分數(shù)分別稱取各原料，倒入行星式可調(diào)速攪拌機， 按水料比為0. 09-0. 19加水，開始250r/min慢速攪拌后勻速加水，加入總水量的90%后再 250r/min慢速攪拌90s，然后500r/min快速攪拌60s后加入剩余水，最后250r/min慢速攪 拌lmin，攪拌均勻即得無收縮高強灌注砂漿材料。
[0006] 根據(jù)材料比例對砂漿性能指標的對應(yīng)關(guān)系，采用三元相圖方法，以砂漿性能指標 要求和對應(yīng)對材料組分比例確定三元膠凝材料最佳比例，硅酸鹽水泥含量12?20%，高鋁水 泥60~80%，二水石膏5~10%，輔助采用聚羧酸高效減水劑和緩凝劑，緩凝劑采用硼酸+葡萄 糖酸鈉復(fù)合，復(fù)合比例為1 :〇. 8-1，摻量0. 2-0. 5%動態(tài)調(diào)整，改善漿體黏度、流動度經(jīng)時損 失和對漿體凝結(jié)時間可調(diào)可控，有效控制初始流動度與凝結(jié)時間，滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域施工 性能要求。
[0007] 本發(fā)明增加高分子聚合物為增韌劑，采用合理級分的石英砂作為高強度骨料，輔 以高流態(tài)、微膨脹、防離析、抗裂化等外加劑，改善灌注砂漿材料的施工性能、保證灌注砂漿 拌合物性能穩(wěn)定。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域不同，拌合物的施工性能要求不同，采用二元回歸、三元相 圖法對材料組分配比調(diào)整，拓展產(chǎn)品的應(yīng)用使用領(lǐng)域，使其具有適應(yīng)于搶修、軌道填充、支 座灌漿，尤其是適合高速鐵路橋梁支座或軌道填充等。
[0008] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明改善灌注砂漿材料的施工性能、保證灌注砂漿拌合物性 能穩(wěn)定，使其具有良好的可調(diào)節(jié)施工性能和微膨脹性能及優(yōu)異的抗開裂性能。動態(tài)調(diào)整材 料拌合物的施工性能，拓展產(chǎn)品的應(yīng)用使用領(lǐng)域，在傳統(tǒng)機械設(shè)備安裝加固修補工程的基 礎(chǔ)上，可應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)改造、加固及預(yù)應(yīng)力孔道灌漿、封錨、道路搶修、隧道堵漏等領(lǐng) 域。

【具體實施方式】
[0009] 實施例1 : 一種無收縮高強灌注砂漿材料，原料組分及各組分占原料總量的質(zhì)量 百分比如下：硅酸鹽水泥：12% ;高鋁水泥80% ;二水石膏8% ;聚羧酸高效減水劑、緩凝劑和 聚丙烯纖維按膠凝材料質(zhì)量比為：緩凝劑0. 5% ;聚羧酸高效減水劑1% ;聚丙烯纖維0. 08% ; 其中所述的緩凝劑為硼酸與葡萄糖酸鈉1 :1的比例復(fù)合。所述聚丙烯纖維規(guī)格：長為 4_6mm，直徑為 0? 06-0. 08mm。
[0010] 一種制備無收縮高強灌注砂漿材料的方法，具體步驟如下：（1)原料以及器具的 準備：制備前將原料以及所用器具在溫度23±2°C，相對濕度50%?90%下放置彡24h ; (2) 按質(zhì)量分數(shù)分別稱取各原料，倒入行星式可調(diào)速攪拌機，按水料比為〇. 09-0. 19加水，開始 250r/min慢速攪拌后勻速加水，加入總水量90%后慢速攪拌90s，然后再快速500r/min攪 拌60s后加入剩余水，最后慢速250r/min攪拌lmin，攪拌均勻即得無收縮高強灌注砂楽材 料。
[0011] 制備好的無收縮高強灌注砂漿材料，凝結(jié)時間試驗按GB/T 50080-2002中第4節(jié) 的規(guī)定進行；流動度試驗按JC/T 986-2005中的規(guī)定進行；泌水率試驗按GB/T 50080-2002 中5. 1的規(guī)定進行；抗壓強度和抗折強度按照GB/T 17671-1999 ;水泥膠砂強度檢驗用ISO 法進行：將拌合好的砂漿材料倒入試模，不振動，2h抗壓強度試件應(yīng)在試驗前2min內(nèi)拆模， 拆模后應(yīng)立即按規(guī)定進行強度試驗；彈性模量按照JGJ 70-90建筑砂漿基本性能試驗方法 第八章靜力受壓彈性模量試驗方法進行；膨脹率參照JC/T 453-1992自應(yīng)力水泥物理檢驗 方法中自由膨脹率試驗方法進行：砂漿膨脹率測試試件脫模和養(yǎng)護規(guī)定：砂漿攪拌成型在 標準條下養(yǎng)護24h± Ih后拆模，迅速測試其初始長度，然后養(yǎng)護至28d測其長度；收縮率參 照JC/T 453-1992自應(yīng)力水泥物理檢驗方法中自由膨脹率試驗方法進行，硬化體試件在標 準條件下養(yǎng)護24h± Ih后拆模，迅速測試其初始長度，然后至于標準干縮室進行養(yǎng)護。
[0012] 摻加規(guī)格為L=4_6mm，d=0. 06-0. 08mm的聚丙烯纖維0. 05-0. 08%，改善拌合物離析 和泌水，使骨料均勻分布，形成具有保水性能良好的均勻整體，降低溫度裂縫和長期收縮裂 縫，阻止水泥基體原有缺陷(微裂縫）的擴展并有效延緩新裂縫的出現(xiàn)，使?jié){體硬化后具有 良好的抗裂性能。該材料適合用于混凝土結(jié)構(gòu)改造。
[0013] 根據(jù)施工工藝方法不同，對采用直接灌注和采用壓注工藝方式施工進行膠砂比、 骨料級配、流動度進行動態(tài)調(diào)整，選取4種人工級配石英砂作為填充骨料級配對應(yīng)膠砂比 針對配比應(yīng)用如表1 :

【權(quán)利要求】
1. 一種無收縮高強灌注砂漿材料，其特征在于：原料組分及各組分占原料總量的質(zhì)量 百分比如下：硅酸鹽水泥：12-20% ;高鋁水泥70-80% ;二水石膏5-10% ;緩凝劑0. 2-0. 5% ;聚 羧酸高效減水劑〇. 8-1. 5% ;聚丙烯纖維0. 05-0. 08% ;其中所述的緩凝劑為硼酸與葡萄糖酸 鈉1 :〇. 8-1的比例復(fù)合；緩凝劑、減水劑和聚丙烯纖維以膠凝材料質(zhì)量百分比計，骨料采用 級配石英砂進行配置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無收縮高強度灌注砂漿材料，其特征在于：所述聚丙烯 纖維規(guī)格：長為4_6mm，直徑為0. 06-0. 08mm。
3. -種制備權(quán)利要求1所述的無收縮高強灌注砂漿材料的方法，其特征在于具體步 驟如下：（1)原料以及器具的準備：制備前將原料以及所用器具在溫度23±2°C，相對濕度 50%?90%下放置彡24h ;(2)按質(zhì)量分數(shù)分別稱取各原料，倒入行星式可調(diào)速攪拌機，按照 水與原料比為0. 09-0. 19加水，開始250r/min慢速攪拌后勻速加水，加入總水量的90%后 再250r/min慢速攪拌90s，然后500 r/min快速攪拌60s后加入剩余水，最后250r/min慢 速攪拌lmin，攪拌均勻即得無收縮高強灌注砂漿材料。
【文檔編號】C04B111/70GK104276803SQ201410482786
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月20日
【發(fā)明者】別永輝, 易聃, 陳春雨, 段峰濤, 竇偉, 續(xù)亮亮, 梁麗九, 馬靜, 郝語帥, 王濤 申請人:山西三江工程檢測有限公司, 中鐵三局集團有限公司