一种早强微膨胀水泥基灌浆材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种早强微膨胀灌浆材料及其制备方法。材料的主要成分为硅酸盐水泥，石英砂，粉煤灰，矿渣粉，硅粉，硫铝酸钙类膨胀剂，塑性膨胀剂，早强剂，保水剂，消泡剂，高效聚羧酸减水剂。与传统硫铝酸盐水泥、高铝水泥水泥作为主要胶凝材料的水泥基灌浆材料相比，本发明专利技术以硅酸盐水泥作为胶凝材料主要成分，同时配以一定量的工业副产物与少量外加剂，具备优异的早期强度、流动性、耐久性，且后期强度增长显著的特点。本发明专利技术中采用两种膨胀剂复配，能在水化早期提供显著的膨胀性能，在水化后期提供微膨胀性，有效避免了工程应用中灌浆砂浆开裂的现象。的现象。

【技术实现步骤摘要】
一种早强微膨胀水泥基灌浆材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于建筑材料
，具体是指一种早强微膨胀水泥基灌浆材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]按照普通水泥砂浆浇筑的方法，通常需要7天以上的养护才能投入使用。冶金、化工、电离、建材、铁路、公路、桥梁等施工及设备的钢筋锚固和基础灌浆，往往受到混凝土基础二次浇筑的硬化和养护时间的限制。早强的高强灌浆料主要由有机环氧树脂构成，其造价昂贵、已老化、毒性较大，而且效果并不理想。
[0003]水泥基灌浆材料是以高强度材料作为骨料，以水泥作为主要胶凝材料，辅以矿物掺合料、少量高性能混凝土外加剂以及其他成分，按一定比例混合均匀制备而成的具有合理级配的干混料。它在施工现场加水拌和后具有早强高强、流动性好、膨胀性好、不泌水、无毒无害等特点。水泥基灌浆材料因其优异工作性能与力学性能，自20世纪90年代在国内得到了迅速的推广与应用，目前广泛应用于地脚螺栓锚固、混凝土加固与改造及装配式建筑等领域。
[0004]现有技术中，采用了硫铝酸盐水泥等原料制备灌浆材料。然而，我国经济建设的高速发展与装配式建筑的快速推广，对水泥基灌浆材料的性能提出了更高的要求。为实现较高的早期强度，现有水泥基灌浆材料其生产成本高，性能不稳定，后期强度增长有限、易开裂，耐久性差，亟待解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种早强微膨胀水泥基灌浆材料，其特征在于，组分及其配比为:
[0006][0007]值得说明的是，本专利技术以硅酸盐水泥为主要胶凝材料的早强微膨胀水泥基灌浆材料，与传统硫铝酸盐水泥、高铝水泥作为主要胶凝材料的水泥基灌浆材料相比，本专利技术以硅
酸盐水泥作为胶凝材料主要成分，同时配以一定量的工业副产物与少量外加剂，具备优异的早期强度、流动性、耐久性，且后期强度增长显著的特点。另外，本专利技术中采用两种膨胀剂复配，能在水化早期提供显著的膨胀性能，在水化后期提供微膨胀性，有效避免了工程应用中灌浆砂浆开裂的现象。本专利技术对于我国经济建设的高速发展与装配式建筑的快速推广具有积极意义。
[0008]进一步地，本专利技术公开一种更为稳定性更强的技术方案，即一种早强微膨胀水泥基灌浆材料，其特征在于，组分及其配比为:
[0009][0010]进一步，所述水泥为PⅡ52.5R牌号或其以上硅酸盐水泥；
[0011]进一步，所述石英砂粒径为0.1mm～1.5mm；
[0012]进一步，所述粉煤灰为I级或Ⅱ级粉煤灰；
[0013]进一步，所述矿渣粉为S105级或S95级矿渣粉；
[0014]进一步，所述硅粉应为原状硅粉，比表面积为20～30m2/g。
[0015]进一步，所述硫铝酸钙膨胀剂应为CSA类或UEA类膨胀剂。
[0016]进一步，所述塑性膨胀剂内Cl
‑
含量应不高于万分之一。
[0017]进一步，所述早强剂应为工业级甲酸钙，有效成分含量不低于65％。
[0018]进一步，所述保水剂应为甲基纤维素醚、羟丙基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚。
[0019]进一步，所述消泡剂应为有机硅类消泡剂，且应与所有粉体原料具有很好的相容性。
[0020]进一步，所述矿渣粉为S105级或S95级矿渣粉；
[0021]进一步，所述硅粉应为原状硅粉，比表面积为20～30m2/g
[0022]进一步，所述早强剂应为工业级甲酸钙，有效成分含量不低于65％。
[0023]本专利技术还公开一种基于上述材料的早强微膨胀水泥基灌浆材料制备方法，其特征在于：
[0024]将全部原料按比例混合均匀，获得干混料；
[0025]灌浆时，加水量为干混料质量的9％～12％；
[0026]将加水后的干混料机械搅拌5分钟以上，获得灌浆料。该灌浆料具有优秀流动性的灌浆材料，按工程需要灌浆即可。
[0027]本专利技术的优点在于：
[0028]①
使用粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料，其微粒能够吸附在带负电的水泥颗粒表面，起到了“滚珠效应”，能够在很大程度上降低浆体的剪切应力与塑性粘度，进而提高流动度。且粉煤灰、矿渣粉属于传统工业废料，实现了废弃物再利用，环境友好；
[0029]②
以硅酸盐水泥作为主要胶凝材料，有助于后期强度的稳步增长与优秀的耐久性；
[0030]③
甲酸钙作为早强剂加入，其电离产生的酸性环境与Ca
2+
，促进了C2S与C3S的水化和AFT的结晶，有利于AFT、Ca(OH)2与C
‑
S
‑
H凝胶等水化产物在早起快速形成，促进了浆体早期强的的快速增长，且使灌浆料具备一定的抗冻性；
[0031]④
硫铝酸钙类膨胀剂与塑性膨胀剂复配，塑性膨胀剂的加入为水泥水化至凝结之前，在碱性条件下与水反应产生氮类气体，为水泥基灌浆材料提供早期膨胀性能。硫铝酸钙类膨胀剂则主要对水泥终凝后的膨胀起主要贡献，其水化产物填补骨料与胶凝材料间的缝隙，不仅提供了较好的中后期膨胀性能，还使水泥基灌浆材料密实度更好，获得更优秀的强度。
具体实施方式
[0032]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0033]实例中使用的胶凝材料(水泥、粉煤灰、矿渣粉、硅粉)的主要成分见表1。
[0034]表1 P
·Ⅱ52.5R水泥、矿渣粉、粉煤灰、硅粉化学成分含量(％)
[0035][0036]其中，水泥为PⅡ52.5R硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅱ级粉煤灰，密度2.4g/cm2，含水量0.5％；矿渣粉为S95级矿渣粉，比表面积429.3m2/kg；硅粉，比表面积24000m2/kg，需水量136％。
[0037]实例中使用的UEA膨胀剂外观为灰白色粉末，堆积密度为0.78g/cm2，其主要膨胀成分为硫酸铝、氧化铝、硫铝酸钾，膨胀稳定，主要成分见表1；塑性膨胀剂为水溶性发气材料，外观呈淡黄色粉末，粒径2
‑
5μm，为铝矾土矿物在氮气环境下同氧化钙、炭烧结细磨而成的复杂混合物，其在碱性环境下与水反应产生氮气，使浆体产生膨胀；消泡剂为非离子表面活性剂，外观为白色粉末，主要化学成分为矿物油与聚乙二醇；高效聚羧酸减水剂，外观呈白色粉末，易溶于水，减水率为28％。
[0038]实施例1：
[0039]按照以下配比称取各个组分：
[0040]石英砂45kg(粒径为0.3mm～2.36mm)
[0041]PⅡ52.5R硅酸盐水泥40kg
[0042]粉煤灰3kg(Ⅱ级)
[0043]矿渣粉3kg(S95级)
[0044]硅粉2kg(比表面积为24000m2/g)
[0045]UEA膨胀剂4kg
[0046]塑性膨胀剂20g(Cl本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种早强微膨胀水泥基灌浆材料，其特征在于，所述组分及其配比为:2.一种稳定性更强的早强微膨胀水泥基灌浆材料，其特征在于，组分及其配比为:。3.根据权利要求1或2所述的一种早强微膨胀水泥基灌浆材料，其特征在于：所述水泥为PⅡ52.5R牌号或其以上硅酸盐水泥。4.根据权利要求1或2所述的一种早强微膨胀水泥基灌浆材料，其特征在于：所述石英砂粒径为0.1mm～1.5mm。5.根据权利要求1或2所述的一种早强微膨胀水泥基灌浆材料，其特征在于：所述粉煤灰为I级或Ⅱ级粉煤灰。6.根据权利要求1或2所述的一种早强微膨胀水泥基灌浆材料，其特征在于：所述硫铝酸钙膨胀剂应为CSA类或UEA类膨胀剂。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡少伟，郭家旭，齐浩，王沛怡，聂影，陶修，赵轩，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：