專利名稱：一種高流動度微膨脹性灌漿材料及其試驗制備方法
技術領域：
本發明涉及建筑工程領域，尤其涉及一種高流動度微膨脹性灌漿材料，還涉及該灌漿材料的試驗制備方法。
背景技術：
建筑物加固施工、后張預應力管道施工等均涉及灌漿步驟。灌漿的主要目的有1、填充建筑物裂縫或預留孔道，使其與結構物之間緊密相連，提高結構的整體剛度及承載能力；2、當預留孔道內有鋼筋或剛束通過時，通過漿液在預留孔道內填充密實以保證鋼筋或剛束不易銹蝕。流動性的好壞是評價灌漿材料是否符合標準的重要因素，是保證灌漿材料泵送和施工順利進行的首要條件。絕大多數灌漿材料在低水較比狀態下流動度低，對施工造成嚴重的影響，進而影響到結構的穩定性、耐久性和使用壽命。而有的灌漿材料本身性能缺陷，施工時采用加大水膠比的辦法，以追求較大的流動度，這種做法勢必會出現漿體泌水、沉降分層現象，材料的強度、密實性、抗滲性、抗凍性、抗腐性等也隨之降低，對工程建設造成十分不良的影響。為保證灌漿飽滿，漿液必須在凝固后其體積不產生收縮，因體積收縮會產生空洞，從而使得凝固的漿液與原預留孔道、裂縫產生脫離或使得預留孔道內鋼筋或鋼束不能被漿液完全包裹而銹蝕。目前已有的灌漿材料大多是靠提高水灰比或水膠比的方法來改善流動性，雖然將水灰比提高到O. 3^0. 4時，流動度也可以達到15秒左右，但多余的水增加了泌水量，同時，現有灌漿材料的收縮較大，其膨脹率不能補償灌漿材料的收縮，導致漿液凝固后出現泌水空洞。因此，提供一種在低水膠比條件下，流動度高、泌水率低，能產生微膨脹使得灌漿孔或裂縫內漿液飽滿的灌漿材料及其試驗制備方法是本領域技術人員亟需解決的技術問
題。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明的一個目的是提供一種灌漿材料，其流動度高、泌水率低，能產生微膨脹使得灌漿后孔道內漿液飽滿，本發明的另一個目的是提供該灌漿材料的試驗制備方法。為了實現上述第一個目的，本發明提供一種高流動度微膨脹性灌漿材料，該灌漿材料包括以下重量比的成分
硅酸鹽水泥80%-90% ;膨脹劑5%-10% ;復合超細活性礦粉4%-10% ;高效減水劑
O.25%-0. 5% ;穩定劑 O. 01%-0. 10% ;阻銹劑 O. 02%_0· 15%。優選地，所述硅酸鹽水泥為強度等級42. 5的普通硅酸鹽水泥、強度等級52. 5的普通硅酸鹽水泥中的一種或兩種混合。優選地，所述膨脹劑為硫酸鹽類、鈣礬石類、氧化鎂類、堿金屬催發類膨脹劑中的一種或幾種，且氯離子總含量小于O. 75%。
優選地，所述復合超細活性礦粉為硅灰石粉、方鎂石粉、方解石粉、滑石粉、石英粉中的一種或幾種，粒度為1250目 5000目。優選地，所述高效減水劑為聚羧酸類高效減水劑、聚羧酸鹽類高效減水劑中的一種或兩種，減水率不低于15%。優選地，所述穩定劑為酰胺類穩定劑，其分子量為5*103 107。優選地，所述阻銹劑為草酸鈉類阻銹劑、羧酸鹽類阻銹劑中的一種或多種。相應的，為實現上述第二個目的，本發明還提供的一種制備上述高流動度微膨脹性灌漿材料的方法，包括以下步驟按所述灌漿材料成分的重量配比稱取各種材料，并在攪拌桶內將各種粉劑混合均勻，按水膠比O. 26 O. 31量取試驗水；
將量取的試驗水加入粉劑中，并手動使用攪拌桿攪拌至水浸入粉末中后停止攪拌； 采用攪拌機進行高速攪拌；
采用攪拌機進行低速攪拌。制備灌漿材料后，在低速攪拌過程中，對初始階段、30min時間點、60min時間點的攪拌漿液的流動度進行測量；將上述漿液以IOOOml的標準量筒裝滿，密封后觀察3小時豎向自由膨脹率與24小時豎向自由膨脹率，同時觀察其表面有無泌水；在400ml的壓力容器內裝200ml上述漿液，靜止IOmin后加壓至O. 36MPa保持5min，收集泌出的水，計算壓力泌水率。優選地，手動使用攪拌桿攪拌時間控制在30s以內；將量取的試驗水加入粉劑中到采用攪拌機進行高速攪拌的時間間隔不超過60s。優選地，采 用攪拌機進行高速攪拌時，攪拌機葉輪的線速度為10 15m/s，轉速為1000 1400r/min,高速攪拌時間為4 5min ;采用攪拌機進行低速攪拌時,攪拌機葉輪的線速度為3 5m/s。與現有技術相比，本發明通過對成分的調整，尤其是添加符合超細活性礦粉與堿金屬催發類膨脹劑，提高了漿液的流動度，降低了現場灌漿施工的難度，其微膨脹性保證了漿液在凝固過程中充分填充灌漿孔內的空洞，使得漿液凝固后管道內漿液飽滿，與結構物緊密結合，提高結構整體剛度的同時保證孔道內鋼筋、剛束不易被銹蝕，同時，其主要原料來源廣泛，生產成本低，對環境無污染，便于推廣應用。實驗結果表明，本發明制備的灌漿材料的水膠比為O. 26、. 31的條件下，以1725ml標準流錐測試的初始流動度為12iTl8S ；，3小時自由膨脹率為O. 2^1. 3%, 24小時自由膨脹率為O. 5^2. 5%，24小時自由泌水率為0，
O.36MPa下壓力泌水率為O. 6 1. 4%。
具體實施例方式為了進一步說明本發明的技術方案，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為了進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。實施例中含量均為重量百分比。實施例1稱取下列重量的原料；
硅酸鹽水泥以85%計，其余摻入的各種粉劑重量以15%計，重量總計為100%，各種粉劑用量占總重量的百分比為
復合超細活性礦粉(最低目數大于2000目)10%，其中方解石粉6%，石英石粉4% ； 膨脹劑4. 5%，鈣礬石類膨脹劑4. 3% ;堿金屬催發類膨脹劑O. 2% ；
聚羧酸類減水劑0. 35% ；
酰銨類穩定劑0. 05% ；
草酸鈉類阻銹劑0. 06% ；
水膠比以O. 26計，試驗時材料稱量準確度應達到土1. 0%以上，將材料干攪均勻后倒入試驗桶內，加入稱量好的水，手擰攪拌桿輕攪至水浸入粉末材料中，手動攪拌均勻的時間控制在30s以內，然后開始高速攪拌5min,攪拌機轉速1400r/min,葉片線速度15m/s,制備的漿液以1725ml標準流錐測試的初始流動度為18s，30min以1725ml標準流錐測試的流動度為22s，60min以1725ml標準流錐測試的流動度為24s，3小時自由膨脹率為1. 3%，24小時自由膨脹率為2. 5%，24小時自由泌水率為0，O. 36MPa下壓力泌水率為O. 6%。實施例2 稱取下列重量的原料；
硅酸鹽水泥以90%計，其余摻入的各種粉劑重量以10%計，重量總計為100% ;各種粉劑用量占總重量的百分比為
復合超細活性礦粉(最低目數大于5000目)5. 5%，其中方鎂石粉3%，硅灰石粉2. 5% ； 膨脹劑4%，硫酸鹽類膨脹 劑2%，氧化鎂類膨脹劑2% ；
聚羧酸類減水劑0. 38% ；
酰銨類穩定劑0. 10% ；
羧酸及鹽類阻銹劑0. 02% ；
水膠比以O. 28計，試驗時材料稱量準確度應達到土1. 0%以上，將材料干攪均勻后倒入試驗桶內，加入稱量好的水，手擰攪拌桿輕攪至水浸入粉末材料中，手動攪拌均勻的時間控制在30s以內，然后開始高速攪拌5min,攪拌機轉速為1400r/min,葉片線速度為15m/s。制備的漿液以1725ml標準流錐測試的初始流動度為14s，30min以1725ml標準流錐測試的流動度為20s，60min以1725ml標準流錐測試的流動度為23s，3小時自由膨脹率為O. 2%，24小時自由膨脹率為O. 7%，24小時自由泌水率為0，O. 36MPa壓力泌水率為1. 3%。實施例3 稱取下列重量的原料；
硅酸鹽水泥以80%計，其余摻入的粉劑為水泥用量的20%，重量總計為100% ;各種粉劑用量占總重量的百分比為
復合超細活性礦粉(最低目數大于1250目)9. 6%，其中方解石粉5%，滑石粉4. 6% ； 膨脹劑10 %，其中鈣礬石類膨脹劑9. 8%，堿金屬催發類膨脹劑O. 20% ；
聚羧酸鹽類減水劑0. 25% ；
酰銨類穩定劑0. 01% ；
草酸鈉類阻銹劑0. 14% ；
水膠比以O. 29計，試驗時材料稱量準確度應達到±1. 0%以上，將材料干攪均勻后倒入試驗桶內，加入稱量好的水，手擰攪拌桿輕攪至水浸入粉末材料中，手動攪拌均勻的時間控制在30s以內，然后開始高速攪拌5min,攪拌機轉速為1000r/min,葉片線速度為10.1mfs0制備的漿液以1725ml標準流錐測試的初始流動度為17s，30min以1725ml標準流錐測試的流動度為20s，60min以1725ml標準流錐測試的流動度為22s，3小時自由膨脹率為1. 1%，24小時自由膨脹率為2. 1%, 24小時自由泌水率為0，O. 36MPa下壓力泌水率為O. 8%。實施例4 稱取下列重量的原料；
硅酸鹽水泥以90%計，其余摻入的粉劑為水泥用量的10%，重量總計為100% ;各種粉劑用量占總重量的百分比為
復合超細活性礦粉(最低目數大于1250目)5%，其中方鎂石粉4%，滑石粉1% ；
膨脹劑4. 40%，其中鈣礬石類膨脹劑4. 35%，堿金屬催發類膨脹劑O. 05%
聚羧酸鹽類減水劑0. 5% ；
酰銨類穩定劑0. 05% ；
草酸鈉類阻銹劑0. 05% ；
水膠比以O. 30計，試驗時材料稱量準確度應達到±1. 0%以上，將材料干攪均勻后倒入試驗桶內，加入稱量好的水，手擰攪拌桿輕攪至水浸入粉末材料中，手動攪拌均勻的時間控制在30s以內，然后開始高速攪拌4min,攪拌機轉速為1200r/min,葉片線速度為12. 9m/s。制備的漿液以1725ml標準流錐測試的初始流動度為12s，30min以1725ml標準流錐測試的流動度為14s，60min以1725ml標準流錐測試的流動度為19s，3小時自由膨脹率為O. 6%，24小時自由膨脹率為1. 3%, 24小時自由泌水率為0，O. 36MPa壓力泌水率為1. 2%。實施例5 稱取下列重量的原料；
硅酸鹽水泥以88%計，其余摻入的粉劑為水泥用量的12%，重量總計為100% ;各種粉劑用量占總重量的百分比為
復合超細活性礦粉(最低目數大于2000目)6%，其中方解石粉4%，石英粉2% ；
膨脹劑5. 5%，其中鈣礬石類膨脹劑4. O %，氧化鎂類膨脹劑1. 5% ；
聚羧酸鹽類減水劑0. 32% ；
酰銨類穩定劑0. 03% ；
羧酸及鹽類阻銹劑0. 15% ；
水膠比以O. 31計，試驗時材料稱量準確度應達到±1. 0%以上，將材料干攪均勻后倒入試驗桶內，加入稱量好的水，手擰攪拌桿輕攪至水浸入粉末材料中，手動攪拌均勻的時間控制在30s以內，然后開始高速攪拌5min,攪拌機轉速為1400r/min,葉片線速度為15m/s。制備的漿液以1725ml標準流錐測試的初始流動度為12s，30min以1725ml標準流錐測試的流動度為15s，60min以1725ml標準流錐測試的流動度為17s，3小時自由膨脹率為O. 3%，24小時自由膨脹率為O. 5%，24小時自由泌水率為0，O. 36MPa下壓力泌水率為1. 4%。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進、潤飾或變化，也可以將上述技術特征以適當的方式進行組合；這些改進潤飾、變化或組合，或未經改進將發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均應視為本發明的保護范圍 。
權利要求
1.一種高流動度微膨脹性灌漿材料，其特征在于，該灌漿材料包括以下重量比的成分硅酸鹽水泥80%-90% ;膨脹劑5%-10% ;復合超細活性礦粉4%-10% ;高效減水劑O.25%-0. 5% ;穩定劑 O. 01%-0. 10% ;阻銹劑 O. 02%_0· 15%。
2.根據權利要求1所述的高流動度微膨脹性灌漿材料，其特征在于，所述硅酸鹽水泥為強度等級42. 5的普通硅酸鹽水泥、強度等級52. 5的普通硅酸鹽水泥中的一種或兩種混合。
3.根據權利要求1所述的高流動度微膨脹性灌漿材料，其特征在于，所述膨脹劑為硫酸鹽類、鈣礬石類、氧化鎂類、堿金屬催發類膨脹劑中的一種或幾種，且氯離子總含量小于O.75%。
4.根據權利要求1所述的高流動度微膨脹性灌漿材料，其特征在于，所述活性礦粉為硅灰石粉、方鎂石粉、方解石粉、滑石粉、石英粉中的一種或幾種，粒度為1250目 5000目。
5.根據權利要求1所述的高流動度微膨脹性灌漿材料，其特征在于，所述高效減水劑為聚羧酸類高效減水劑、聚羧酸鹽類高效減水劑中的一種或兩種，減水率大于15%。
6.根據權利要求1所述的高流動度微膨脹性灌漿材料，其特征在于，所述穩定劑為酰胺類穩定劑，其分子量為5*103 107。
7.根據權利要求1所述的高流動度微膨脹性灌漿材料，其特征在于，所述阻銹劑為草酸鈉類阻銹劑、羧酸鹽類阻銹劑中的一種或多種。
8.一種根據權利要求1-7任一項所述的高流動度微膨脹性灌漿材料的試驗制備方法，其特征在于，該試驗制備方法包括以下步驟 按所述灌漿材料成分的重量配比稱取各種材料，并在攪拌桶內將各種粉劑混合均勻，按水膠比O. 26 O. 31量取試驗水； 將量取的試驗水加入粉劑中，并手動使用攪拌桿攪拌至水浸入粉末中后停止攪拌； 采用攪拌機進行高速攪拌； 采用攪拌機進行低速攪拌。
9.根據權利要求8所述的高流動度微膨脹性灌漿材料的試驗制備方法，其特征在于，手動使用攪拌桿攪拌時間控制在30s以內；將量取的試驗水加入粉劑中到采用攪拌機進行高速攪拌的時間間隔不超過60s。
10.根據權利要求8或9所述的高流動度微膨脹性灌漿材料的試驗制備方法，其特征在于，采用攪拌機進行高速攪拌時，攪拌機葉輪的線速度為10 15m/s，轉速為1000 ·1400r/min,高速攪拌時間為4 5min ;采用攪拌機進行低速攪拌時,攪拌機葉輪的線速度為3 5m/ s。
全文摘要
本發明公開了一種高流動度微膨脹性灌漿材料及其試驗制備方法，該灌漿材料包括以下重量比的成分硅酸鹽水泥80%-90%；膨脹劑5%-10%；復合超細活性礦粉4%-10%；高效減水劑0.25%-0.5%；穩定劑0.01%-0.10%；阻銹劑0.02%-0.15%。該制備方法包括以下步驟按所述灌漿材料成分的重量配比稱取各種材料，并在攪拌桶內將各種粉劑混合均勻，按水膠比0.26～0.31量取試驗水；將量取的試驗水加入粉劑中，并手動使用攪拌桿攪拌至水浸入粉末中后停止攪拌；采用攪拌機進行高速攪拌；采用攪拌機進行低速攪拌。本發明提供的高流動度微膨脹性灌漿材料，在低水膠比條件下，流動度高、泌水率低，能產生微膨脹使得漿液在孔道內凝固后飽滿、密實。
文檔編號C04B111/70GK103058615SQ20131004647
公開日2013年4月24日 申請日期2013年2月6日 優先權日2013年2月6日
發明者楊劍, 黃立浦, 陳康軍 申請人:長沙聚創建筑科技有限公司