耐热型水泥基灌浆料及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑材料领域，具体公开了一种耐热型水泥基灌浆料及其制备方法。所述耐热型水泥基灌浆料按重量百分比计，其原料组成如下：水泥36％～48％，骨料45％～60％，矿物掺合料5％～12％，减水剂0.3％～0.6％，消泡剂0.01％～0.08％，稳定剂0.01％～0.1％，膨胀剂0.5％～3.5％，纤维0.1％～2％，以及水11％～15％，且除去水之外的各组分之和为100％。本发明专利技术的耐热型水泥基灌浆料具有耐热、高流动度、高强、微膨胀、自密实等优点。本发明专利技术所述耐热型水泥基灌浆料可应用于服役温度在200～600℃有耐热要求的设备基础灌浆工程。

【技术实现步骤摘要】
耐热型水泥基灌浆料及其制备方法
本专利技术属于建筑材料技术应用领域，涉及一种耐热型水泥基灌浆料，该耐热型水泥基灌浆料可应用于冶金、石油、核电等具有200～600℃耐热要求的基础改造或二次灌浆工程，本专利技术还涉及所述耐热型水泥基灌浆料的制备方法。
技术介绍
水泥基灌浆材料主要应用于梁柱接头、设备底座、桥梁支座、吊车轨道、钢结构柱脚、地脚螺栓锚固等灌浆工程。普通水泥基灌浆料最高使用温度为200℃，温度继续升高时，普通水泥基灌浆材料中的水泥浆体会出现失水现象，导致孔隙率增大，强度降低；普通水泥基灌浆材料中的骨料也会出现膨胀现象，导致结构破坏。因此，当水泥基灌浆料服役环境高于200℃时，现行国家标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50448-2015对灌浆材料的热震性和抗压强度比有限制性要求。中国专利文献CN108793893A公开了一种耐热混凝土及其制备方法，其采用普通硅酸盐水泥、玄武岩碎石与重晶石碎石、水渣以及自制早强型聚羧酸高性能减水剂，配制了一种用于200～1300℃的耐热混凝土。但是该文献所用水渣和自制减水均需预处理或预制，增加了材料的制备工序，所用骨料粒径也较大，不适用于普通灌浆工程。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种耐热型水泥基灌浆料，该灌浆材料具有耐热、高流动度、高强、微膨胀、自密实等特点。本专利技术的另一目的在于，提供上述耐热型水泥基灌浆料的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供的耐热型水泥基灌浆料，按重量百分比计，其原料组成如下：在本专利技术更优选的实施方案中，所述的耐热型水泥基灌浆料，按重量百分比计，其原料组成如下：或者，按重量百分比计，所述的耐热型水泥基灌浆料的原料组成如下：在本专利技术耐热型水泥基灌浆料中，所述水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、高铝水泥中的一种或多种。所述骨料为石英砂、玄武岩砂、矾土、焦宝石、耐火砖碎料中的一种或多种。所述矿物掺合料为微硅粉、磨细矿渣粉、磨细粉煤灰中的两种或多种；其中，所述微硅粉的比表面积为18000～20000m2/kg，所述磨细矿渣粉的比表面积为400～3000m2/kg，所述磨细粉煤灰的比表面积为400～800m2/kg。所述减水剂为粉末状聚羧酸高性能减水剂。所述消泡剂为有机硅消泡剂、聚醚消泡剂中的一种。所述稳定剂为改性膨润土、纤维素醚中的一种。所述膨胀剂为塑性膨胀剂和硬化后膨胀剂。其中，所述塑性膨胀剂为分子筛、活性炭、对硝基苯重氮氟硼酸盐中的一种；所述硬化后膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂、氧化钙类膨胀剂中的一种。所述纤维为钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种或多种。更优选地，所述纤维至少包含钢纤维。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供的上述耐热型水泥基灌浆料的制备方法，该方法包括：将水泥、骨料、矿物掺合料、减水剂、消泡剂、稳定剂、膨胀剂和纤维按照上述重量百分比，投入双轴桨叶无重力混合机中，搅拌3～5min，物料出机后加入上述对应重量百分比的水，继续搅拌3～5min，得到所述耐热型水泥基灌浆料。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于：采用优质原料并优化配比，制备出具有耐热、高流动度、高强、微膨胀、自密实等特点的耐热型水泥基灌浆材料，适用于200～600℃耐热要求的基础改造或二次灌浆工程。本专利技术制备的灌浆材料初始流动度可达350mm，流动度30min保留值可达325mm；1d抗压强度可达43.5MPa，28d抗压强度可达121.6MPa。具体地，本专利技术中，(1)采用聚羧酸高性能减水剂并控制用水量，降低了胶凝体系的水胶比，使得胶凝材料硬化后含水率更少，结构更加致密，孔隙率更低，在受热时不易因失水导致孔隙率增大。(2)矿物掺合料的复合使用增加了界面过渡区的密实度，亦降低了胶凝材料硬化后的孔隙率，减小了高温变形；另外，矿物掺合料中的矿物组分SiO2和Al2O3与水泥水化产物Ca(OH)2之间发生化学反应，生成了耐热性更强的无水硅酸钙和无水铝酸钙，减轻了胶凝材料硬化后在高温条件下的体积变化。(3)塑性膨胀剂和硬化后膨胀剂的复合使用，使本专利技术灌浆材料从塑性阶段到硬化阶段均有一定的膨胀效应，实现了灌浆材料的微膨胀，提高了材料的体积稳定性。(4)纤维采用钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维中的一种或多种，优选地，至少包含钢纤维。本专利技术所用纤维耐热性能好，高温环境下较为稳定，大幅度提高了灌浆材料的抗压强度、抗冲击强度和韧性等性能。本专利技术耐热型水泥基灌浆料的制备方法简单，现场加水搅拌均匀即可进行灌浆作业。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步阐述本专利技术。实施例1CA50-Ⅰ型铝酸盐水泥420kg，级配焦宝石490kg，微硅粉21kg，磨细矿渣粉48kg，聚羧酸高性能减水剂4.7kg，聚醚消泡剂0.3kg，改性膨润土1kg，分子筛0.2kg，UEA膨胀剂5.5kg，钢纤维7kg，玄武岩纤维2.3kg。将上述原材料投入无重力混合机中搅拌5min，出机后加入12.5％的水，搅拌5min，即得本专利技术耐热型水泥基灌浆材料。标准养护条件下测得灌浆材料各龄期的性能如表1所示。表1实施例1灌浆料物理性能本实施例配制的灌浆料初始流动度和流动度30min保留值均大于320mm，流动性好；28d抗压强度达到121.6MPa，强度高；600℃条件下热震20次以后，试块表面无脱落，热震后试件浸水端与试件标养28d的抗压强度比为91％，耐热性能良好。可满足服役环境最高温为600℃的设备基础二次灌浆技术要求。实施例2P·O42.5普通硅酸盐水泥390kg，级配石英砂510kg，微硅粉31kg，磨细矿渣粉50kg，聚羧酸高性能减水剂3.4kg，有机硅氧烷消泡剂0.3kg，纤维素醚0.3kg，分子筛0.2kg，UEA膨胀剂11.8kg，钢纤维3kg。将上述原材料投入无重力混合机中搅拌5min，出机后加入12.5％的水，搅拌3min，即得本专利技术耐热型水泥基灌浆材料。标准养护条件下测得灌浆材料各龄期的性能如表2所示。表2实施例2灌浆料物理性能本实施例配制的灌浆料初始流动度和流动度30min保留值均大于320mm，流动性好；28d抗压强度达到109.6MPa，强度高；300℃条件下热震20次以后，试块表面无脱落，热震后试件浸水端与试件标养28d的抗压强度比为92％，耐热性能良好。可满足服役环境最高温为300℃的设备基础二次灌浆技术要求。实施例3P·S·A42.5矿渣硅酸盐水泥420kg，级配玄武岩砂470kg，微硅粉17.5kg，磨细粉煤灰70kg，聚羧酸高性能减水剂4.5kg，有机硅氧烷消泡剂0.5kg，纤维素醚0.5kg，活性炭0.3kg，氧化钙类膨胀剂11.7kg，钢纤维3.5kg，玄武岩纤维1.5kg。将上述原材料投入无重力混合机中搅拌5min，出机后加入13％的水，搅拌4min，即得本专利技术耐热型水泥基灌浆材料。标准养护条件下测得灌浆材料各龄期的性能如表3所示。表3实施例3灌浆料物理性能本实施例配制的灌浆料初始流动度和30min流动度保留值均大于310mm，流动性好；28d抗压强度达到113.4MPa，强度高；500℃条件下热震20次以后，试块表面无脱落，热震后试件浸水端与试件标养28d的抗压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐热型水泥基灌浆料，其特征在于，按重量百分比计，所述灌浆料的原料组成如下：

【技术特征摘要】
1.一种耐热型水泥基灌浆料，其特征在于，按重量百分比计，所述灌浆料的原料组成如下：且除去水之外的各组分之和为100％。2.根据权利要求1所述的耐热型水泥基灌浆料，其特征在于，按重量百分比计，所述灌浆料的原料组成如下：且除去水之外的各组分之和为100％。3.根据权利要求1所述的耐热型水泥基灌浆料，其特征在于，按重量百分比计，所述灌浆料的原料组成如下：且除去水之外的各组分之和为100％。4.根据权利要求1-3任一项所述的耐热型水泥基灌浆料，其特征在于，所述水泥为强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、高铝水泥中的一种或多种。5.根据权利要求1-3任一项所述的耐热型水泥基灌浆料，其特征在于，所述骨料为石英砂、玄武岩砂、矾土、焦宝石、耐火砖碎料中的一种或多种。6.根据权利要求1-3任一项所述的耐热型水泥基灌浆料，其特征在于，所述矿物掺合料为微硅粉、磨细矿渣粉、磨细粉煤灰中的两种或多种；其中，所述微硅粉的比表面积为18000～20000m2/kg，所述磨细矿渣粉的比表面积为400～3...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋涛文，韩宇栋，张剑，唐勋海，薛乃彦，邓宽，郑旗，王永焕，李晓东，
申请(专利权)人：北京纽维逊建筑工程技术有限公司，中冶建筑研究总院有限公司，中国京冶工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11