一种快硬自密实抗裂高性能灌浆材料制造技术

本发明专利技术涉及一种可用于城市道路检查井抢修工程的快硬自密实抗裂高性能灌浆材料，制造该灌浆材料所用的原材料按重量百分比为：硅酸盐水泥10％～30％，快硬水泥20％～40％、石英砂40％～60％、促硬组分0.06％～0.25％、缓凝组分0.01％～0.1％、可再分散聚合物胶粉0.5％～1.9％、纤维素醚0.005％～0.2％、消泡剂0.08％～0.2％、高效减水剂0.61％～1％。将上述组分按比例混合均匀后得到快硬高性能灌浆干混料。使用时，将该干混料加水搅拌即可，水与干混料的重量比为0.14～0.18。本发明专利技术的灌浆材料具有快硬、自密实、抗裂等特点，同时具有良好的抗冻融性、耐久性、新老界面粘接性和体积稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水泥基快硬高性能灌浆材料，属于城市道路检查井抢修工程或建设工程抢修所用材料领域。
技术介绍
由于道路交通荷载较大以及检修方便，城市道路检查井多采用铸铁井盖。原检查井构造中，井盖与承载铸铁框是分离的，造成铸铁井盖经常丢失。用钢筋混凝土井盖代替铸铁井盖虽然可解决丢失的问题，但钢筋混凝土井盖不能承受日益增加的交通流量所带来的重荷，尤其是几十吨重的载重车辆很容易造成井盖的损坏。井盖的丢失和损坏一方面严重威胁行车安全，另一方面也影响市容市貌。为了一劳永逸地解决井盖的问题，可以采用组合式井盖改造现有分离式井盖。组合式井盖是将分离式井盖以合页固定在承载铸铁框上，开关自如，不易丢失。具体改造可以首先清除原有井盖，在检查井井口安放预埋了高强螺栓的小尺寸圈梁，接着将用合页组合的井盖和承载铸铁框用螺栓固定在圈梁上，并调整高度至设计标高，然后采用大流动性的灌浆材料将井盖和圈梁与周围基体之间的间隙进行充填，最后待材料硬化后在表面摊铺浙青混凝土。改造时也可以首先采用垫块将用合页组合的井盖和承载铸铁框垫高至设计标高，接着以柔性条环向封闭承载铸铁框以下露空井体，然后采用大流动性的灌浆材料充填井盖和圈梁与周围基体之间的间隙，最后待材料硬化后在表面摊铺浙青混凝土。为了减小施工造成的交通压力，尽快通车，全部工序至少需在1 2小时内完成。 由于浙青混凝土的摊铺需在材料硬化后才能进行，因此大流动性灌浆材料必须具备快硬功能，浇筑40 50分钟后能够硬化以满足浙青混凝土摊铺施工的需要，即具备较高的小时强度，并且该材料在2小时内需要达到足够的强度以负荷车辆荷载。由于需要浇筑的是一环形体空间，因此还要求灌浆材料具备良好的抗裂性能。另外，该材料还需具备良好的耐久性、抗冻融性、新老界面粘接性能和体积稳定性。普通的高强无收缩灌浆材料所具备的大流动、无收缩、高强等特点不能满足工程需要。在普通高强无收缩灌浆材料加入快硬水泥也不能满足2小时内快速硬化的要求。对以往文献查新得，ZL00116214. 4《超早强灌浆料》中采用硅酸盐水泥、黄砂、早强剂、Na2CO3、柠檬酸和高效减水剂，由于组分设计所限，虽具备一定的早强特点，但不具备良好的抗裂性、新老界面粘接性能和体积稳定性。ZL200610091071. 2《一种性能可调节的无收缩灌浆料》中采用硅酸盐水泥、石英砂等，由于无早强、快硬组分和改善粘接性能组分而不具备较高的小时强度和良好的新老界面粘接性能。《超早强聚合物快速修补砂浆材料》 (申请号201010183541. 4)中所公布砂浆因性能设计所限，其虽具早强特点但不具备大流动灌浆性能，因此仅能用于结构表面缺陷的修补。以往资料中未见同时具备快硬特点以及良好的自密实性、抗裂性、耐久性、抗冻融性、新老界面粘接性能和体积稳定性的快硬高性能灌浆材料。
技术实现思路
本专利技术是为城市道路检查井抢修工程及其它建设工程的抢修工况提供一种具备快硬、自密实、抗裂特点及兼具良好的抗冻融性、耐久性、新老界面粘接性能和体积稳定性的高性能灌浆材料及其制备方法。本专利技术提供的是一种快硬自密实抗裂高性能灌浆材料的组合物，该组合物中各组分重量百分比为硅酸盐水泥10 % 30 %、快硬水泥20 % 40 %、石英砂40 % 60 %、促硬组分0. 06% 0. 25%、缓凝组分0. 01% 0. 1%、可再分散聚合物胶粉0. 5% 1. 9%、 甲基纤维素醚0. 005 % 0. 2 %、消泡剂0. 08 % 0. 2 %、高效减水剂0. 61 % 1 %。各组分按上述比例配合的组合物，能使本专利技术的灌浆材料具有快硬、自密实、抗裂等特点并兼具良好的抗冻融性、耐久性、新老界面粘接性能和体积稳定性。这种高性能灌浆材料是一种干混料，在使用现场加水搅拌1 2分钟即可使用，水与本专利技术所述灌浆干混料的重量比为0. 14 0. 18。在本专利技术中，以碱金属碳酸盐或氢氧化物作为水泥的促硬组分，能够加速水泥快速硬化，尤其对快硬硫铝酸盐水泥作用比较明显，能显著提高浆体的早期强度。这里所说的碱金属为锂、钠或钾。本专利技术中促硬组分的用量为0. 06% 0. 25%。本专利技术中所用的水泥为硅酸盐水泥和快硬水泥，其中快硬水泥为快硬硫铝酸盐水泥或快硬硅酸盐水泥中的一种，而普通硅酸盐水泥为符合GB175《通用硅酸盐水泥》的硅酸盐水泥。快硬水泥可使浆体具有较高的早期强度，在快硬水泥和促硬组份的共同作用下，浆体可快速硬化。而普通硅酸盐水泥的使用，可以保证浆体的后期强度稳定发展。本专利技术的灌浆材料加水搅拌施工50分钟后，抗压强度可达8MPa以上，1. 5小时后抗压强度可达12MPa 以上，且弯拉强度可达1. SMPa以上；观天后抗压强度可达45MPa以上。因此，将硅酸盐水泥与快硬水泥组合使用，并配合使用促硬组分，可以使灌浆材料施工后达到快硬、早强、后期强度发展稳定的效果。本专利技术中所用的石英砂由20 40目石英砂和40 70目石英砂共同组成，二者比例大于3 2。石英砂化学性质稳定、强度高，主要作为骨架材料使用。本专利技术中，减水剂与可再分散聚合物的用量对浆体流动性影响较大。为保证浆体的大流动性从而实现其自密实性及抗裂性能，本专利技术所用的减水剂为萘磺酸盐减水剂、氨基磺酸盐减水剂、密胺减水剂或聚羧酸减水剂中的一种，减水剂的用量为0. 61 % 1 %，可使灌浆材料在加水搅拌后流动度达到MOmm以上，这种大流动性可以保证灌浆材料浇注后在自重作用下自动、密实地填充空间，从而提高产品的密实性与抗裂性能。减水剂的用量少于总重量的0.61%，则灌浆材料流动性不佳；减水剂的用量大于1%，则容易产生分层、离析、泌水等问题。本专利技术中的可再分散聚合物胶粉起增粘作用，可以提高浆体与浇筑空间周围界面的粘接力，同时还因聚合物胶粉具有一定的弹性而起到抗裂作用。本专利技术中，可再分散聚合物胶粉用量为0. 5% 2%，产品加水搅拌施工1. 5小时后，粘接强度可达2MPa以上。可再分散聚合物胶粉用量如果少于0. 5%，则粘接效果较差；如果用量大于2%，则会降低灌浆材料的流动性而影响浇灌时填充的密实性，从而影响施工质量，并且会降低材料硬化后的抗压强度。缓凝剂可以延缓浆体的初凝时间，而促硬组分可加速水化缩短浆体的终凝和硬化时间，使得浆体在十几分钟内即经历初凝、终凝并硬化。本专利技术中所用的缓凝剂为硼砂、硼酸、酒石酸或葡萄糖酸钠中的一种。适当的含气量可使浆体在不明显降低强度的前提下具有良好的抗冻融性能，本专利技术采用适宜掺量的消泡剂调整浆体在搅拌浇筑过程中的气泡量，使浆体硬化后具有良好的抗冻融性能，经检验可经受300次以上冻融循环作用。本专利技术所用的消泡剂为聚醚类粉体消泡剂。本专利技术的产品具有良好的早期抗裂性能，其抗裂性主要是通过添加减水剂来调整浆体的流动性，以提高其硬化后的密实性；同时，可再分散聚合物胶粉具有一定的增粘作用及弹性，并辅以甲基纤维素醚，也使浆体具备良好的早期抗裂性能，本专利技术经抗裂性试验及现场施工检验无开裂现象发生。本专利技术所制备的灌浆材料，其硬化后具有良好的密实性，经测试，其电通量小于 800库伦，具有良好的阻碍离子迁移能力，因而具备优异的耐久性。同时由于采用石英砂作为骨架，使得本专利技术产品具有良好的体积稳定性。本专利技术与现有技术相比其优点在于具有快速硬化和超早强特点，早期抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于城市道路检查井抢修工程的快硬自密实抗裂高性能灌浆材料的组合物，其特征在于该组合物中各组分按重量百分比为：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴长龙，辛德胜，王跃松，王岳华，厉世宝，杨学彦，胡海峰，
申请(专利权)人：大连建科北方化学有限公司，
类型：发明
国别省市：91