一种钢筋连接用套筒灌浆料制造技术

本发明专利技术涉及一种钢筋连接用套筒灌浆料，包括质量份数如下的原料：水泥、硅灰、石英砂、聚羧酸减水剂、萘系减水剂膨胀和水；其中，所述膨胀剂包括质量份数如下的原料：金属化合物颗粒、丙烯酸纤维和金属单质。所述发明专利技术可以有效地提高钢筋连接用套筒灌浆料的抗折抗压能力、静浆流动度，并减少灌浆料中气孔的数量。

【技术实现步骤摘要】
一种钢筋连接用套筒灌浆料
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种钢筋连接用套筒灌浆料。
技术介绍
近年来，随着我国经济快速发展和产业结构优化转型，现代建筑产业及建筑技术也得到了相应的发展与革新，预制装配式建筑便是当前我同住宅产业化进程中重点发展的结构形式之一。所谓装配式建筑是将建筑物搭建出来，如同将工厂生产好的零件组装成机器一样，在工厂将预制构件做好，然后运到施工现场组装而成。装配式建筑建造速度快、受气候条件制约小，并且能够更好地实现建造质量、施工工期、人工用量和成本方面的控制，具有现场施工能耗和污染下降、人力成本低、生产效率高等突出优势。对于预制装配式建筑而言，其关键的难点在于构造部位节点间的连接，通常采用钢筋连套筒灌浆的连接技术。即在常温下将钢筋连接用套筒灌浆料注入套筒，使二者形成可靠粘结，从而二者能实现力的传递，并承受设计结构所必须的荷载。灌浆料是以水泥为主体的配方，众所周知，水泥由于其水化和凝结过程，均会产生体积收缩，从而需要在灌浆料中添加膨胀剂来补偿水泥收缩的体积。早起的膨胀剂曾采用铝粉，其反应速度快，发气量大，难以控制，膨胀不稳定，容易使得水泥基体内部形成微小的裂纹，尤其是发出的氢气会由于“氢脆”等因素发生过一些事故，目前这类膨胀剂已经鲜有人使用。膨胀剂中含有膨胀源。在膨胀剂遇水后，膨胀源体积会缓慢增加，从而导致整个灌浆料的体积增加。根据国标GB23439-2009《混凝土膨胀剂》的规定，硫铝酸钙类混凝土膨胀剂是其中一大类常用的混凝土膨胀剂。其指的是与水泥、水拌合后，水化反应生成三硫型水化硫铝酸钙而产生体积膨胀的混凝土膨胀剂。比较有代表性的是日本CSA膨胀剂。我国1985年研制成功的的UEA使用与CSA类似的硫铝酸盐熟料，与一定量的硬石膏、明矾石粉磨而成。1991年石家庄特种水泥厂研制出高效UEA，近几年来，我国已经研制出与日本类似的CSA膨胀剂。由于该类膨胀剂可控制性好，使用安全，存放期长，钙矾石的化学稳定性和耐久性优良等多重优点。CSA和UEA是目前市场上的主流产品。然而，传统的减水剂，如聚羧酸减水剂或萘系减水剂，其单用或者复配，与膨胀剂的相容性较差，因此导致膨胀剂在钢筋连接用套筒灌浆料中分布极为不均匀，使得膨胀源在水泥基体中的膨胀过程中，不可避免地会发生膨胀不均匀的现象，从而使得灌浆料内部的水泥基体从周围所受到的挤压力不相同；另外，膨胀剂中通常含有大量的金属化合物颗粒，其与水泥基体之间的物理混合不甚理想，水泥基体无法完全地无缝填充金属化合物颗粒周围的空间，再加上浆料一般为稠度很大的成分，静浆流动性有限，从而容易在金属化合物颗粒和水泥基体的界面处形成气孔，造成材料的内部缺陷。随着钢筋连接用套筒灌浆料的受力和使用年限的增长，以上两个原因较容易导致在灌浆料的内部和中间产生裂缝，进而使得灌浆料的抗折抗压强度降低，并有可能造成节点坍塌的风险。鉴于以上原因，需要重新设计一种钢筋连接用套筒灌浆料配方，来克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的旨在提供一种钢筋连接用套筒灌浆料，含有改性的萘系减水剂，与羧酸减水剂和膨胀剂复配后，可以有效地克服上述缺陷。本专利技术通过以下技术手段得以实现。其中，所述膨胀剂包括质量份数如下的原料：金属化合物颗粒10-25份丙烯酸纤维4-10份金属单质4-10份；其中，所述改性萘系减水剂为一种无规共聚物，由含有聚乙二醇支链的萘衍生物，β-萘磺酸和甲醛共聚后，经碱液中和得到。进一步地，所述改性萘系减水剂具有结构单元A和结构单元B，所述结构单元A和结构单元B的结构式如下所示：A:B:p为5-10的整数。进一步地，含有聚乙二醇支链的萘衍生物，β-萘磺酸和甲醛的物质的量之比为1:7-25:8.5-27，优选为1:10-20:11.5-22。进一步地，所述改性萘系减水剂的制备方法如下所述：S1.0-5℃下，将β-萘磺酸加入到氯磺酸中搅拌，反应2-5h，然后倒入水中，收集沉淀并干燥，得到β-萘磺酰氯；S2.0-5℃下，向二氯甲烷中加入与聚乙二醇单甲醚，用固体碱作催化剂，向其中分批加入β-萘磺酰氯，加完后0-5℃下反应2-5h，然后将体系倒入水中，用二氯甲烷萃取，减压蒸馏溶剂，然后过柱提纯，得到含有聚乙二醇支链的萘衍生物；S3.在反应器中，将含有聚乙二醇支链的萘衍生物、β-萘磺酸与甲醛混合，加入浓硫酸作为催化剂，在100-110℃下反应，得到含有聚乙二醇支链的萘衍生物和β-苯磺酸的无规共聚物；S4.向S3中，加入碱液中和，在80-100℃下反应，得到改性萘系减水剂。进一步地，所述甲醛的物质的量，是含有聚乙二醇支链的萘衍生物和β-萘磺酸物质的量之和的1-1.1倍。进一步地，所述聚羧酸减水剂选自聚丙烯酸减水剂。进一步地，所述金属化合物颗粒包括硅酸钙、明矾石、石膏粉、硫氯酸钙或碳酸钙。进一步地，所述金属化合物颗粒包括以下质量份数的成分：进一步地，所述金属单质选自铁或铜的一种或两种。进一步地，所述水泥选自普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。本专利技术具有以下有益效果：令人意外地发现，本专利技术采用改性萘系减水剂、聚丙烯酸减水剂复配的方式，二者与膨胀剂中的丙烯酸纤维具有优异的协同作用。具体地：1.聚丙烯酸减水剂和改性萘系减水剂复配后，由于改性萘系减水剂中引入了长链的聚乙二醇链段，而烷氧基链段是存在极性的，因此加强了改性萘系减水剂与聚丙烯酸减水剂上羧酸根的相互作用，同时促进了与丙烯酸纤维和金属化合物颗粒的相容性，以及对其分散的效果，可以使得膨胀剂中的成分均匀地分散在水泥基体之中，从而膨胀剂在膨胀过程中，可以在整个水泥基体中同时膨胀，使得水泥基体从周围所受的挤压力较为均匀，从而降低甚至杜绝水泥基体因膨胀不均而造成的开裂或应力积聚等现象；2.改性萘系减水剂的聚乙二醇链段具有优异的柔性特征，可以协同直径和长径比在一定范围内的丙烯酸纤维对混凝土进行增韧，因此降低了水泥基体的脆性，使得膨胀过程中水泥基体能够更好地抵御受到来自膨胀剂的膨胀力的作用。3.改性萘系减水剂的聚乙二醇链段与聚丙烯酸减水剂共同作用，一方面可以对金属化合物颗粒和水泥基体进行紧密地粘合，从而减少了金属化合物颗粒与水泥基体之间无法无缝粘合的趋势；另一方面，改性萘系减水剂的聚乙二醇链段与聚丙烯酸减水剂还能增加浆料的静浆流动性，从而有效降低产生气孔的问题。具体实施方式以下结合具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。本专利技术实施例所述原料均为市售，除非特别说明，采用的原料和方法为本
常规原料和方法。如果没有特别说明，本专利技术实施例中的术语“份”均指质量份。其中，所述硅灰采购自上海埃凯硅粉材料有限公司，型号为90U。所述石英砂采购自潍坊天诚建材有限公司，规格为40-70目。所述聚丙烯酸采购自广州穗玥新材料有限公司，型号为SOLURYL60L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于，包括质量份数如下的原料：/n

【技术特征摘要】
1.一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于，包括质量份数如下的原料：



其中，所述膨胀剂包括质量份数如下的原料：
金属化合物颗粒10-25份
丙烯酸纤维4-10份
金属单质4-10份；
其中，所述改性萘系减水剂为一种无规共聚物，由含有聚乙二醇支链的萘衍生物，β-萘磺酸和甲醛共聚后，经碱液中和得到。


2.根据权利要求1所述一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于，所述改性萘系减水剂具有结构单元A和结构单元B，所述结构单元A和结构单元B的结构式如下所示：
A:B:
p为5-10的整数。


3.根据权利要求1所述一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于，含有聚乙二醇支链的萘衍生物，β-萘磺酸和甲醛的物质的量之比为1:7-25:8.5-27，优选为1:10-20:11.5-22。


4.根据权利要求1所述一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于，所述改性萘系减水剂的制备方法包括如下步骤：
S1.0-5℃下，将β-萘磺酸加入到氯磺酸中搅拌，反应2-5h，然后倒入水中，收集沉淀并干燥，得到β-萘磺酰氯；
S2.0-5℃下，向二氯甲烷中加入与聚乙二醇单甲醚，用固体碱作催化剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马清浩，
申请(专利权)人：北京慕洋新材料技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11