CN104072063B - 一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料及制备方法，按照重量百分比其包括以下组分：60％‑‑90％的硅酸盐水泥、2％‑‑30％的火山灰粉、3％‑‑15％的膨胀剂与1％‑‑5％的填料；及其制备方法。该灌浆材料采用火山灰为主要矿物填料，原料获得方便，成本较低，施工时在工地直接按比例与水泥混合后加入水中，经高速制浆机搅拌制浆，即可得到高流动度灌浆材料浆体，浆体不泌水、不分层离析，便于灌注，硬化后具微膨胀性，力学强度高，耐久性好，具有优良的技术性能。

Description

一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料及制备方法

技术领域

本发明涉及以火山灰为主要矿物填料的高流动度后张法预应力管道的灌浆材料，可应用于公路、铁路、大跨度建筑、水利等采用后张法预应力混凝土的结构工程，尤其涉及一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料及制备方法。

背景技术

后张法预应力混凝土结构是公路、铁路、大跨度桥梁及大跨度建筑及水利工程中应用广泛的结构形式。对于后张法预应力混凝土结构来讲，对预应力钢束的长期保护的有效性，是决定预应力结构耐久性的关键因素之一。利用以水泥为主的浆体材料灌入预应力管道，从而形成对预应力钢束的充分包裹、钝化，有效隔绝有害化学物质对预应力钢束的锈蚀，并对预应力钢束形成较强的握裹力，是对预应力钢束长期保护的主要措施，也是后张法预应力体系能够有效工作的必要条件。要到上述目的，要求灌浆材料必须容易充满整个管道并灌注密实，同时硬结后具有较高的力学强度，较小的收缩性，与预应力钢束有较大的握裹能力，有较好的耐久性和安定性能。现行的《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)对上述性能提出了明确的技术指标。但现有技术中的灌浆材料容易出现泌水、分层离析的情况，并且硬化后膨胀性能较低，力学强度较差。

因此，现有技术还有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于高流动度 后张法预应力管道的灌浆材料及制备方法，不会出现泌水、分层离析等情况，其硬化后具有微膨胀性，力学强度高。

本发明的技术方案如下：

一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料，按照重量百分比其包括以下组分：

所述的灌浆材料，其中，按照重量百分比其还包括以下组分：

减水剂 0.1％--3％；

塑性膨胀剂 0.01％--3％；

缓凝剂 0.01％--2％。

所述的灌浆材料，其中，上述灌浆材料还包括稳定剂、消泡剂、引气剂、早强剂、阻锈剂中的一种或多种；其按照重量百分比为：

稳定剂一般为水溶性纤维素类有机物，如羟乙基甲基纤维素；消泡剂一般为有机硅类或脂肪醇类消泡剂；引气剂一般为松香聚合物、皂角或三萜皂苷引气剂；早强剂一般为亚硝酸盐或甲酸盐、乙酸盐类早强剂；阻锈剂一般为氨基醇或无机盐类钢筋混凝土用阻锈剂。

所述的灌浆材料，其中，上述火山灰粉中的杂质含量小于2％，有机物含量小于0.1％，粒径为0.01μm-150μm。

所述的灌浆材料，其中，上述膨胀剂为硫铝酸钙类、氧化钙类、氧化镁类膨胀剂的一种或几种，磨细后的粒径为0.01μm-150μm。

所述的灌浆材料，其中，上述填料为冶金矿渣、硅灰、粉煤灰、石灰石粉、硅藻土、煤矸石粉中的一种或几种，磨细后的粒径为0.01μm-150μm。

所述的灌浆材料，其中，上述减水剂为聚羧酸减水剂，塑性膨胀剂为氮气类塑性膨胀剂，缓凝剂为多羟基化合物类缓凝剂、羟基羧酸及羟基羧酸盐类缓凝剂、多元醇及其衍生物类缓凝剂中的一种或多种。

一种所述灌浆材料的制备方法，其包括以下步骤：

将天然火山灰干燥后，用粉磨机进行磨细加工得到火山灰粉；

然后将硅酸盐水泥外的其它粉料，按上述比例在粉料混合机内混拌均匀后进行防潮包装，得到高流动度的灌浆剂；

最后在施工现场，将水、高流动度灌浆剂与硅酸盐水泥按比例加入高速制浆机制浆，即可得到所述灌浆材料。

本发明提供的一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料及制备方法，其获得的灌浆材料具有较小的水胶比，用水量为0.26-0.28，初始流动度＜17秒，一般为13秒-15秒，30分钟流动度＜20秒，60分钟流动度＜25秒，24小时无自由泌水、无离析；3小时钢丝间泌水率为0；3小时自由膨胀度为0-2％；24小时自由膨胀率为0-3％；3天抗压强度≥20MP_α，7天抗压强度≥40MP_α，28天抗压强度≥50MP_α，3天抗折强度≥5MP_α，7天抗折强度≥6MP_α，28天抗折强度≥10MP_α，并且该灌浆材料采用火山灰为主要矿物填料，原料获得方便，成本较低，施工时在工地直接按比例与水泥混合后加入水中，经高速制浆机搅拌制浆，即可得到高流动度灌浆材料浆体，浆体不泌水、不分层离析，便于灌注，硬化后具微膨胀性，力学强度高，耐久性好，具有优良的技术性能。

具体实施方式

本发明提供了一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料及制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料，按照重量百分比其包括以下组分：

更进一步的，所述的灌浆材料按照重量百分比还包括以下组分：

减水剂 0.1％--3％；

塑性膨胀剂 0.01％--3％；

缓凝剂 0.01％--2％。

在本发明的另一较佳实施例中，所述的灌浆材料还包括稳定剂、消泡剂、引气剂、早强剂、阻锈剂中的一种或多种；其按照重量百分比为：

稳定剂一般为水溶性纤维素类有机物，如羟乙基甲基纤维素；消泡剂一般为有机硅类或脂肪醇类消泡剂；引气剂一般为松香聚合物、皂角或三萜皂苷引气剂；早强剂一般为亚硝酸盐或甲酸盐、乙酸盐类早强剂；阻锈剂一般为氨基醇或无机盐类钢筋混凝土用阻锈剂。

并且上述火山灰粉中的杂质含量小于2％，有机物含量小于0.1％，粒径为0.01μm-150μm。上述膨胀剂为硫铝酸钙类、氧化钙类、氧化镁类膨胀剂的一种或几种，磨细后的粒径为0.01μm-150μm。

更进一步的，上述填料为冶金矿渣、硅灰、粉煤灰、石灰石粉、硅藻土、煤矸石粉中的一种或几种，磨细后的粒径为0.01μm-150μm。上述减水剂为聚羧酸减水剂，塑性膨胀剂为氮气类塑性膨胀剂，缓凝剂为多羟基化合物类缓凝剂、羟基羧酸及羟基羧酸盐类缓凝剂、多元醇及其衍生物类缓凝剂中的一种或多种。

本发明提供了一种所述灌浆材料的制备方法，其包括以下步骤：

将天然火山灰干燥后，用粉磨机进行磨细加工得到火山灰粉；

然后将硅酸盐水泥外的其它粉料，按上述比例在粉料混合机内混拌均匀后进行防潮包装，得到高流动度的灌浆剂；

最后在施工现场，将水、高流动度灌浆剂与硅酸盐水泥按比例加入高速制浆机制浆，即可得到所述灌浆材料。

为了更详尽的描述本发明，以下列举更为详尽的实施例进行说明。

其制备方法具体的为：

把灌浆材料中除硅酸盐水泥以外的材料(均为粉体材料)，按比例加入小型干粉混合机内预混均匀，然后进行防潮包装，形成灌浆剂；

在施工现场首先应对要进行灌浆的后张法预应力孔道和制浆设备进行清洁处理，至无残渣和明显积水为止；

按比例称量上述灌浆剂和硅酸盐水泥备用；

称量上述灌浆剂和硅酸盐水泥总重量的0.26％-0.28％与水充分搅拌(PH值为7)，备用；

按水、剩余灌浆剂、剩余硅酸盐水泥的顺序把与其他剩余的所有原材料投放进高速制浆机；投放过程中应开动制浆机的慢速挡，切线速度控制在2.5米/秒左右，全部材料加入后进行高速搅拌，切线速度控制在15米/ 秒--25米/秒，时间为2-4分钟，即可获得符合要求的高流动度灌浆材料；将备制好的灌浆材料放入储浆罐中，即可进行灌浆工作；

在上述过程中制浆机的高速搅拌时间应根据现场试验确定；时间太短灌浆材料分散和拌合不充分，会影响浆体流动度；时间太长会引起浆体发热，加速灌浆材料的水化反应，也会影响浆体的流动度。

以下实施例中的制备过程均按照上述方法进行制备，仅对其各个组分的含量进行调整，在以下的描述中不再对制备过程进行详述。

实施例1

按照重量百分比，其包括以下组分：

24小时无自由泌水、无离析；3小时钢丝间泌水率为0；3小时自由膨胀度为0-2％；24小时自由膨胀率为0-3％；3天抗压强度≥20MP_α，7天抗压强度≥40MP_α，28天抗压强度≥50MP_α，3天抗折强度≥5MP_α，7天抗折强度≥6MP_α，28天抗折强度≥10MP_α，并且该灌浆材料采用火山灰为主要矿物填料，原料获得方便，成本较低。

实施例2

按照重量百分比，其包括以下组分：

48小时无自由泌水、无离析；2小时钢丝间泌水率为0；3小时自由膨胀度为1-2％；36小时自由膨胀率为2-3％；3天抗压强度≥20MP_α，7天抗压强度≥40MP_α，28天抗压强度≥50MP_α，3天抗折强度≥5MP_α，7天抗折强度≥6MP_α，28天抗折强度≥10MP_α，并且该灌浆材料采用火山灰为主要矿物填料，原料获得方便，成本较低。

实施例3

按照重量百分比，其包括以下组分：

36小时无自由泌水、无离析；6小时钢丝间泌水率为0；3小时自由膨胀度为1-3％；36小时自由膨胀率为2-3％；3天抗压强度≥20MP_α，7天抗压强度≥40MP_α，28天抗压强度≥50MP_α，3天抗折强度≥5MP_α，7天抗折强度≥6MP_α，28天抗折强度≥10MP_α，并且该灌浆材料采用火山灰为主要矿物填料，原料获得方便，成本较低。

实施例4

按照重量百分比，其包括以下组分：

24小时无自由泌水、无离析；3小时钢丝间泌水率为0；3小时自由膨胀度为0-2％；24小时自由膨胀率为0-3％；3天抗压强度≥20MP_α，7天抗压强度≥40MP_α，28天抗压强度≥50MP_α，3天抗折强度≥5MP_α，7天抗折强度≥6MP_α，28天抗折强度≥10MP_α，并且该灌浆材料采用火山灰为主要矿物填料，原料获得方便，成本较低。

实施例5：

按照重量百分比，其包括以下组分：

48小时无自由泌水、无离析；2小时钢丝间泌水率为0；3小时自由膨胀度为1-2％；36小时自由膨胀率为2-3％；3天抗压强度≥20MP_α，7天抗压强度≥40MP_α，28天抗压强度≥50MP_α，3天抗折强度≥5MP_α，7天抗折强度≥6MP_α，28天抗折强度≥10MP_α，并且该灌浆材料采用火山灰为主要矿物填料，原料获得方便，成本较低。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于高流动度后张法预应力管道的灌浆材料，按照重量百分比其包括以下组分：硅酸盐水泥60％--90％，火山灰粉2％--30％，膨胀剂3％--15％，填料1％--5％，减水剂0.1％--3％，塑性膨胀剂0.01％--3％，缓凝剂0.01％--2％；

所述膨胀剂为硫铝酸钙类、氧化钙类、氧化镁类膨胀剂的一种或几种，磨细后的粒径为0.01μm-150μm；

所述减水剂为聚羧酸减水剂，塑性膨胀剂为氮气类塑性膨胀剂，缓凝剂为多羟基化合物类缓凝剂、羟基羧酸及羟基羧酸盐类缓凝剂中的一种或多种；

所述灌浆材料还包括稳定剂、消泡剂、引气剂、早强剂、阻锈剂中的一种或多种，其按照重量百分比为：稳定剂0.1％--2％，消泡剂0.1％--1％，引气剂0.1％--2％，早强剂0.2％--5％，阻锈剂0.1％--1％；

所述火山灰粉中的杂质含量小于2％，有机物含量小于0.1％，粒径为0.01μm--150μm；

所述填料为冶金矿渣、硅灰、粉煤灰、石灰石粉、硅藻土、煤矸石粉中的一种或几种，磨细后的粒径为0.01μm-150μm；

所述灌浆材料的制备方法，其包括以下步骤：

将天然火山灰干燥后，用粉磨机进行磨细加工得到火山灰粉；

然后将硅酸盐水泥外的其它粉料，按上述比例在粉料混合机内混拌均匀后进行防潮包装，得到高流动度的灌浆剂；

最后在施工现场，将水、高流动度灌浆剂与硅酸盐水泥按比例加入高速制浆机制浆，即可得到所述灌浆材料。