專利名稱：一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及到灌漿材料的生產技術領域，尤其適用于高速鐵路橋梁支座灌漿、公路橋梁灌漿、通用建筑灌漿、大型設備安裝灌漿，具體地講，涉及到一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法。
背景技術：
按照普通水泥砂漿澆注的方法，通常需要7天以上的養護才能投入使用。冶金、化工、電力、建材、鐵路、公路、橋梁等施工及設備的鋼筋錨固和基礎灌漿，往往受到混凝土基礎二次澆注的硬化和養護時間的限制。早期的高強灌漿料主要是由有機環氧樹脂構成，其造價昂貴、易老化、毒性較大，而且效果并不理想。1998年3月28日，原冶金工業部發布了針對水泥基灌漿材料的第一部行業標準 《水泥基灌漿材料施工技術規程》YB/T9261-98，首次系統地明確了灌漿工藝及要求。2005年4月11日，國家發展和改革委員會發布了建材行業標準《水泥基灌漿材料》JC/T986-2005。2008年3月31日，中國住房和城鄉建設部與國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布了國家標準《水泥基灌漿材料應用技術規范》GB/T50448-2008，系統地對灌漿工程的設計、施工、質量控制與工程驗收提出具體要求。自20世紀90年代以來，灌漿材料產品性能近年來發展很快，我國自主開發的水泥基灌漿材料在大型設備安裝、建筑結構加固改造、基礎設施安裝改造、鐵路橋梁與公路橋梁施工工程中得到了廣泛應用，目前國內從事水泥基灌漿材料的生產企業達300余家，年產量近100萬噸，產品性能差異較大。近年來，隨著我國經濟建設和科學技術飛速發展，我國水泥基灌漿材料的加工水平與技術性能得到了較大的提升，其各項技術性能已達到國際水平，水泥基灌漿材料的使用范圍也逐漸從早期用于機械設備安裝的二次灌漿發展到用于地腳螺栓錨固，鋼結構柱腳底板的二次灌漿，混凝土結構改造、加固及后張預應力混凝土結構預留孔道灌漿等新的領域。現有水泥基類灌漿材料膠凝材料是以硫鋁酸鹽水泥、高鋁水泥為主，生產成本較高，生產工藝采用簡單混合攪拌方式，產品早期抗折強度低，后期出現開裂、抗壓強度下降、耐久性較差。
發明內容
本發明的目的在于開發一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法，解決現有水泥基灌漿材料產品早期抗折強度低，后期出現開裂、抗壓強度下降、耐久性較差的缺點。實現本發明的一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法是高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度大于42. 5MPa的硅酸鹽水泥，抗壓強度大于42. 5MPa的硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，石英砂、剛玉或鐵尾礦，有機硅類消泡劑，聚羧酸高效減水劑，甲酸鈣或碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚或羥乙基甲基纖維素醚。并按下列重量)配制
抗壓強度大于42. 5MPa的硅酸鹽水泥40_56% ；抗壓強度大于42. 5MPa的硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥0_8% ；硫鋁酸鈣類膨脹劑3-6% ;石英砂、剛玉或鐵尾礦38-42% ;有機硅類消泡劑(λ 1-0. 5% ；聚羧酸高效減水劑0-0. 7% ；甲酸鈣或碳酸鋰0-1. 5% ；葡萄糖酸鈉0-1.5% ; 甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚或羥乙基甲基纖維素醚0-0. 3% ；水干粉料總量的13_15%。本發明的生產工藝如下稱取規定配比的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥、硫鋁酸鈣類膨脹劑，采用超細攪拌磨將計量好的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥、硫鋁酸鈣類膨脹劑混合料超細粉磨至-15um，然后將配比中的石英砂、剛玉或鐵尾礦，有機硅類消泡劑，聚羧酸高效減水劑，甲酸鈣或碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，甲基纖維素醚或羥丙基甲基纖維素醚或羥乙基甲基纖維素醚加入在錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中混合制成干粉料，在現場加水攪拌灌漿成型。本發明高強微膨脹灌漿材料的性能指標如下初始流動度(mm)彡320min ;豎向膨脹率(Id) ^ O. 02 % ;抗壓強度(Id)彡 50MPa ;抗折強度(Id) IOMPa ;抗壓強度(28d) 80MPa ;抗壓強度(56d) 90MPa ；鋼筋握裹強度(圓鋼，28d) 4. 5MPa ;對鋼筋銹蝕作用無銹蝕。本發明提出了一種用硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥、硫鋁酸鈣類膨脹劑混合后進行超細粉磨制備高強微膨脹灌漿材料的新工藝方法，為灌漿材料的開發提供了新的制備方法。本發明的高強膨脹灌漿材料與現有灌漿材料相比具有如下特點①與現有以硫鋁酸鹽水泥、高鋁水泥為主要膠凝材料的水泥基灌漿材料相比，本發明的高強微膨脹灌漿材料以硅酸鹽水泥作為膠凝材料主要成分，通過超細粉碎工藝將膠凝材料成分進行超細粉碎后加工的灌漿材料，具有早期強度高、流動性優良、后期強度增長和耐久性好的特點；②與傳統環氧砂漿相比，具有微膨脹性、施工簡便快捷、無毒無害的特點；③造價低、不泌水、自流動性好、早期強度高、微膨脹、應用效果好、耐久性能優良、抗鹽性能好、流動性好、后期強度持續增長、整體性能穩定；④不產生污染物排放，具有較好的經濟效益、環境效益和社會效益。
具體實施例方式實現本發明高強微膨脹灌漿材料及其制備方法的具體實施方式
是按照不同成份可得到操作時間不同、強度不同的產品，具體實例如下實例一本發明的高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度42. 5MPa硅酸鹽水泥，抗壓強度42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，石英砂，有機硅類消泡劑P803，聚羧酸高效減水劑，甲酸鈣，羥丙基甲基纖維素醚。并按下列重量)配制42. 5MPa 硅酸鹽水泥43% ;42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥5% ；硫鋁酸鈣類膨脹劑4% ；20-60 目石英砂35%70-140 目石英砂12% ;有機硅類消泡劑P803 :0. 25% ；聚羧酸高效減水劑0· 4% ;
甲酸鈣0.3%;羥丙基甲基纖維素醚0· 05% ；水干粉料總量的13. 5%。制備工藝如下先按配方稱取43% 42. 5MPa硅酸鹽水泥、5% 42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥、4%硫鋁酸鈣類膨脹劑，然后一起混合采用超細攪拌磨磨細至-15um，將磨細的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鈣類膨脹劑與按本規定配比稱取后的石英砂、有機硅類消泡劑P803、聚羧酸高效減水劑、甲酸鈣、羥丙基甲基纖維素醚在常溫常壓下置于錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中攪拌10分鐘，放出IOOkg重新加入攪拌機，攪拌10分鐘，上下取樣檢驗，合格后出料。實例二本發明的高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度52. 5MPa硅酸鹽水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，剛玉，石英砂，有機硅類消泡劑P803，聚羧酸高效減水劑，碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，羥乙基甲基纖維素醚。并按下列重量)配制52. 5MPa 硅酸鹽水泥53% ;硫鋁酸鈣類膨脹劑3· 0% ;20-50 目剛玉31%70-120 目石英砂12% ;有機硅類消泡劑P803 0. 25% ；聚羧酸高效減水劑0· 5% ;碳酸鋰0.05%;葡萄糖酸鈉0· 15% ；羥乙基甲基纖維素醚0. 05% ;水干粉料總量的14. 0%。制備工藝如下先按配方稱取53% 52. 5MPa硅酸鹽水泥、3%硫鋁酸鈣類膨脹劑，然后一起混合采用超細攪拌磨磨細至-15um，將磨細的硅酸鹽水泥和硫鋁酸鈣類膨脹劑與按本規定配比稱取后的剛玉、石英砂、有機硅類消泡劑P803、聚羧酸高效減水劑、碳酸鋰、葡萄糖酸鈉、羥乙基甲基纖維素醚在常溫常壓下置于錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中攪拌10分鐘，放出IOOkg重新加入攪拌機，攪拌10分鐘，上下取樣檢驗，合格后出料。實例三本發明的高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度42. 5MPa硅酸鹽水泥，抗壓強度42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，剛玉，有機硅類消泡劑P803，聚羧酸高效減水齊U，葡萄糖酸鈉，甲基纖維素醚。并按下列重量)配制42. 5MPa 硅酸鹽水泥50% ;42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥5% ；硫鋁酸鈣類膨脹劑4· 5%20-50 目剛玉28%70-120 目剛玉11. 5% ;有機硅類消泡劑P803 0. 3% ；聚羧酸高效減水劑(λ 5% ; 葡萄糖酸鈉0· 15% ；甲基纖維素醚0· 05% ；水干粉料總量的14. 0%。制備工藝如下先按配方稱取50% 42. 5MPa硅酸鹽水泥、5% 42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥、4. 5%硫鋁酸鈣類膨脹劑，然后一起混合采用超細攪拌磨磨細至_15um，將磨細的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鈣類膨脹劑與按本規定配比稱取后的剛玉、有機硅類消泡劑P803、聚羧酸高效減水劑、葡萄糖酸鈉、甲基纖維素醚在常溫常壓下置于錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中攪拌10分鐘，放出IOOkg重新加入攪拌機，攪拌10分鐘，上下取樣檢驗，合格后出料。實例四本發明的高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度42. 5MPa硅酸鹽水泥，抗壓強度42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，石英砂，鐵尾礦，有機硅類消泡劑P803，聚羧酸高效減水劑，碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，羥乙基甲基纖維素醚。并按下列重量)配制42. 5MPa 硅酸鹽水泥50% ;42. 5MPa 硫鋁酸鹽水泥4· 5% ;硫鋁酸鈣類膨脹劑3· 5% ;20-50 目石英砂31%70-120 目鐵尾礦10% ;有機硅類消泡劑P803 0. 3% ；聚羧酸高效減水劑(λ 4% ;碳酸鋰0.1%;葡萄糖酸鈉0.1%;羥乙基甲基纖維素醚0· 1% ;水干粉料總量的14. 5 %。制備工藝如下先按配方稱取50% 42. 5MPa硅酸鹽水泥、4. 5% 42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥、3. 5%硫鋁酸鈣類膨脹劑，然后一起混合采用超細攪拌磨磨細至_15um，將磨細的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鈣類膨脹劑與按本規定配比稱取后的石英砂、鐵尾礦、有機硅類消泡劑P803、聚羧酸高效減水劑、碳酸鋰、葡萄糖酸鈉、羥乙基甲基纖維素醚在常溫常壓下置于錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中攪拌10分鐘，放出IOOkg重新加入攪拌機，攪拌10分鐘，上下取樣檢驗，合格后出料。
權利要求
1.一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法，其特征在于高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度大于42. 5MPa的硅酸鹽水泥，抗壓強度大于42. 5MPa的硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，石英砂、剛玉或鐵尾礦，有機硅類消泡劑，聚羧酸高效減水劑，甲酸鈣或碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚或羥乙基甲基纖維素醚。并按下列重量)配制抗壓強度大于42. 5MPa的硅酸鹽水泥40-56% ;抗壓強度大于42. 5MPa的硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥0-8% ;硫鋁酸鈣類膨脹劑3-6% ;石英砂、剛玉或鐵尾礦38-42% ;有機硅類消泡劑0. 1-0. 5% ;聚羧酸高效減水劑0-0. 7% ;甲酸鈣或碳酸鋰0-1. 5% ;葡萄糖酸鈉0-1. 5% ;甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚或羥乙基甲基纖維素醚0-0. 3% ;水干粉料總量的13-15% ;本發明的生產工藝如下稱取規定配比的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥、硫鋁酸鈣類膨脹劑，采用超細攪拌磨將計量好的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥、硫鋁酸鈣類膨脹劑混合料超細粉磨至-15um，然后將配比中的石英砂、剛玉或鐵尾礦，有機硅類消泡劑，聚羧酸高效減水劑，甲酸鈣或碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，甲基纖維素醚或羥丙基甲基纖維素醚或羥乙基甲基纖維素醚加入在錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中混合制成干粉料，在現場加水攪拌灌漿成型。
2.根據權利要求I所述的一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法，其特征在于本發明的高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度42. 5MPa硅酸鹽水泥，抗壓強度42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，石英砂，有機硅類消泡劑P803，聚羧酸高效減水劑，甲酸鈣，羥丙基甲基纖維素醚。并按下列重量)配制42. 5MPa硅酸鹽水泥43%;42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥5% ;硫鋁酸鈣類膨脹劑4% ；20-60目石英砂35% ；70-140目石英砂12% ;有機硅類消泡劑P803 :0. 25% ;聚羧酸高效減水劑0. 4% ;甲酸鈣0. 3% ;羥丙基甲基纖維素醚0. 05% ;水干粉料總量的13. 5% ;制備工藝如下先按配方稱取43% 42. 5MPa硅酸鹽水泥、5% 42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥、4%硫鋁酸鈣類膨脹劑，然后一起混合采用超細攪拌磨磨細至-15um，將磨細的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鈣類膨脹劑與按本規定配比稱取后的石英砂、有機硅類消泡劑P803、聚羧酸高效減水劑、甲酸鈣、羥丙基甲基纖維素醚在常溫常壓下置于錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中攪拌10分鐘，放出IOOkg重新加入攪拌機，攪拌10分鐘，上下取樣檢驗，合格后出料。
3.根據權利要求I所述的一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法，其特征在于本發明的高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度52. 5MPa硅酸鹽水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，剛玉，石英砂，有機硅類消泡劑P803，聚羧酸高效減水劑，碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，羥乙基甲基纖維素醚。并按下列重量)配制52. 5MPa硅酸鹽水泥53% ;硫鋁酸鈣類膨脹劑3. 0% ；20-50目剛玉31% ；70-120目石英砂12% ;有機硅類消泡劑P803 0. 25% ;聚羧酸高效減水劑0. 5% ;碳酸鋰0. 05% ;葡萄糖酸鈉0. 15% ;羥乙基甲基纖維素醚0. 05% ;水干粉料總量的14. 0% ;制備工藝如下先按配方稱取53% 52. 5MPa硅酸鹽水泥、3%硫鋁酸鈣類膨脹劑，然后一起混合采用超細攪拌磨磨細至-15um，將磨細的硅酸鹽水泥和硫鋁酸鈣類膨脹劑與按本規定配比稱取后的剛玉、石英砂、有機硅類消泡劑P803、聚羧酸高效減水劑、碳酸鋰、葡萄糖酸鈉、羥乙基甲基纖維素醚在常溫常壓下置于錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中攪拌10分鐘，放出IOOkg重新加入攪拌機，攪拌10分鐘，上下取樣檢驗，合格后出料。
4.根據權利要求I所述的一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法，其特征在于本發明的高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度42. 5MPa硅酸鹽水泥，抗壓強度42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，剛玉，有機硅類消泡劑P803，聚羧酸高效減水劑，葡萄糖酸鈉，甲基纖維素醚。并按下列重量)配制42. 5MPa硅酸鹽水泥50% ；42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥5% ;硫鋁酸鈣類膨脹劑4. 5% ；20-50目剛玉28% ;70_120目剛玉11. 5% ;有機硅類消泡劑P803 :0. 3% ;聚羧酸高效減水劑0. 5% ;葡萄糖酸鈉0. 15% ;甲基纖維素醚O.05% ;水干粉料總量的14. 0% ;制備工藝如下先按配方稱取50% 42. 5MPa硅酸鹽水泥、5% 42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥、4. 5%硫鋁酸鈣類膨脹劑，然后一起混合采用超細攪拌磨磨細至-15um，將磨細的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鈣類膨脹劑與按本規定配比稱取后的剛玉、有機硅類消泡劑P803、聚羧酸高效減水劑、葡萄糖酸鈉、甲基纖維素醚在常溫常壓下置于錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中攪拌10分鐘，放出IOOkg重新加入攪拌機，攪拌10分鐘，上下取樣檢驗，合格后出料。
5.根據權利要求I所述的一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法，其特征在于本發明的高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度42. 5MPa硅酸鹽水泥，抗壓強度42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，石英砂，鐵尾礦，有機硅類消泡劑P803，聚羧酸高效減水劑，碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，羥乙基甲基纖維素醚。并按下列重量)配制42. 5MPa硅酸鹽水泥50%；42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥4. 5% ;硫鋁酸鈣類膨脹劑3. 5% ;20_50目石英砂31%；70-120目鐵尾礦10% ;有機硅類消泡劑P803 :0. 3% ;聚羧酸高效減水劑0. 4% ;碳酸鋰O.1% ;葡萄糖酸鈉0. I % ;羥乙基甲基纖維素醚0. I % ;水干粉料總量的14.5% ;制備工藝如下先按配方稱取50% 42. 5MPa硅酸鹽水泥、4. 5% 42. 5MPa硫鋁酸鹽水泥、3. 5 %硫鋁酸鈣類膨脹劑，然后一起混合采用超細攪拌磨磨細至-15um，將磨細的硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鈣類膨脹劑與按本規定配比稱取后的石英砂、鐵尾礦、有機硅類消泡劑P803、聚羧酸高效減水劑、碳酸鋰、葡萄糖酸鈉、羥乙基甲基纖維素醚在常溫常壓下置于錐型攪拌機或強制式混凝土攪拌機中攪拌10分鐘，放出IOOkg重新加入攪拌機，攪拌10分鐘，上下取樣檢驗，合格后出料。
全文摘要
本發明提供了一種高強微膨脹灌漿材料及其制備方法，高強微膨脹灌漿材料的原料為抗壓強度大于42.5MPa的硅酸鹽水泥，抗壓強度大于42.5MPa的硫鋁酸鹽水泥或高鋁水泥，硫鋁酸鈣類膨脹劑，石英砂、剛玉或鐵尾礦，有機硅類消泡劑，聚羧酸高效減水劑，甲酸鈣或碳酸鋰，葡萄糖酸鈉，甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素醚或羥乙基甲基纖維素醚。具有如下特點①與現有以硫鋁酸鹽水泥、高鋁水泥為主要膠凝材料的水泥基灌漿材料相比，本發明以硅酸鹽水泥作為膠凝材料主要成分，通過超細粉碎工藝將膠凝材料成分進行超細粉碎后加工的灌漿材料，具有早期強度高、流動性優良、后期強度增長和耐久性好的特點；②與傳統環氧砂漿相比，具有微膨脹性、施工簡便快捷、無毒無害的特點。
文檔編號C04B28/06GK102924019SQ20111022935
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月11日 優先權日2011年8月11日
發明者楊飛華, 郝利煒, 吳學謙 申請人:北京建筑材料科學研究總院有限公司