CN104402363A - 一种钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种钢筋连接用套筒灌浆料，由钢筋连接用套筒灌浆料干粉在现场按100重量份干粉加13 ～ 14重量份水搅拌制成，所述干粉是由以下组分原料组成的混合物，混合物中各组分含量以重量份数计算为：由普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥混合而成的复配水泥1350～1450份；石英粉250～550份，硅微粉350～500份，微硅粉150～250份，轻质碳酸钙50～100份，复合膨胀剂：50～150份，聚羧酸减水剂20～25份，改性剂2.15～2.30份；所述改性剂包括：聚醚改性硅消泡剂0.15～0.2份，葡萄糖酸钠0.8～1.0份，氧化锌0.4～0.5份，碳酸锂0.6～0.8份；该灌浆料性能稳定可靠，其制作方法简单科学。

Description

一种钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，主要一种用于装配式混凝土构件中钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法。 

背景技术

公开号为CN101921086A的专利申请技术公开了一种水泥基超高强无收缩灌浆料，这种灌浆料流动度、抗压强度均较高，适用于大型设备安装、地脚螺栓锚固等，但因配方中含有钢纤维，无法用于套筒泵送灌浆； 

公开号为CN102992722A的专利申请技术公开了一种超高强铁尾矿砂水泥基灌浆料及其制备方法，其抗压强度能达到110MPa，但该灌浆料以铁尾矿砂为骨料，最大粒径达到4.75mm，需要靠保塑剂防止离析、泌水，且仅限于设备基础二次灌浆、支座灌浆等不需要压力泵送的情况，在桥梁预制拼装施工及高层建筑等需要压力泵送的情况下，骨料粒径较大且流动度≥300mm的灌浆料易出现离析现象，导致堵管情况的发生，且该灌浆料对压力泌水、离析情况以及握裹强度无相关说明,这些指标影响到灌浆的可施工性及结构的长期性能，桥梁结构中，在车辆载荷的作用下，灌浆料握裹强度不足将导致钢筋在反复拉压应力作用下与灌浆料分离，使钢筋连接接头失效，出现结构性问题；

公开号为CN103265253A的专利申请技术公开了一种装配式建筑施工用高性能灌浆料，该灌浆料存在以下几点不足：1.以硫铝酸盐水泥为主要胶凝材料，硫铝酸盐水泥早期强度发展快，但后期强度倒缩问题不容忽视；2.硫铝酸盐水泥碱度低，不足以在钢筋表面形成钝化膜，不利于对钢筋锈蚀的防护，影响了结构的长期性能；3.该材料的握裹强度以及压力泵送时离析、泌水情况未有相关说明。

公开号为CN103910511A的专利申请技术公开了一种全程无收缩超高强钢筋套筒连接用灌浆材料, 公开号为CN103922660A的专利申请技术公开了一种钢筋套筒连接用无收缩超高强灌浆材料，以上两种灌浆料都存在以下几点不足：1、石英砂含量高，且粒径未说明，在压力泵送条件下，骨料粒径较大且流动度≥300mm的灌浆料易出现分层、离析现象，不符合JG/T 408-2013《钢筋连接用套筒灌浆料》中细骨料最大粒径不宜超过2.36mm的规定；2、所述水泥为硅酸盐水泥，且在外加剂中无任何早强、促凝组份说明，其公开的配方不具备达到其所公开的1d强度≥55MPa的效果；3、所述的早期膨胀剂为硫铝酸盐类膨胀剂，该类膨胀剂以钙矾石为膨胀源，主要发生在中后期，不具备早期塑性膨胀的效果，且膨胀率一般不超过0.1%；4、消泡剂为聚醚改性硅消泡剂或二甲基硅油消泡剂，其所述的二甲基硅油消泡剂为液态，聚醚改性硅消泡剂性状未说明，不知是固体还是液体，如为液体，则该配方在工程应用中会带来不便；5、其制作方法还是传统方法，将所有材料按重量比混合，采用胶砂搅拌机进行搅拌，施工不便。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高握裹强度、大流动度、高早强、超高强、微膨胀、抗压力泌水、抗离析等性能的钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法，以解决现有技术之后钢筋连接用套筒灌浆料存在的不足。 

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：一种钢筋连接用套筒灌浆料，是由钢筋连接用套筒灌浆料干粉在现场加水搅拌而成，所述的钢筋连接用套筒灌浆料干粉是由以下组分原料组成的混合物，混合物中各组分含量以重量份数计算为： 

复配水泥1350～1450重量份，所述复配水泥是由普通硅酸盐水泥1150～1300份和硫铝酸盐水泥100～300份混合而成的混合物；         

石英粉250～550重量份，

硅微粉350～500重量份，          微硅粉150～250重量份，

轻质碳酸钙50～100重量份，       复合膨胀剂：50～150重量份， 

聚羧酸减水剂20～25重量份，      改性剂2.15～2.30重量份；

所述改性剂包括：聚醚改性硅消泡剂0.15～0.2重量份，葡萄糖酸钠0.8～1.0重量份，氧化锌0.4～0.5重量份，碳酸锂0.6～0.8重量份；

钢筋连接用套筒灌浆料干粉与水的比例以重量份数计算为: 

钢筋连接用套筒灌浆料干粉   100重量份，

水                                   13～14重量份。

其进一步：所述复配水泥强度等级不低于42.5；其中，普通硅酸盐水泥的水泥强度等级不低于42.5#，硫铝酸盐水泥的水泥强度等级不低于42.5#；优选普通硅酸盐水泥的水泥强度等级为52.5#。 

所述石英粉的粒度为200～500目，二氧化硅含量≥99.5%。 

所述硅微粉的粒度为800~1500目，二氧化硅含量≥99.5%。 

所述微硅粉为加密微硅粉，其堆积密度≥600kg/m3，活性二氧化硅含量≥92%。 

所述轻质碳酸钙是其粒度为325~800目，碳酸钙含量≥98%的白色粉末状物质。 

所述复合膨胀剂是以99.9%～99.97%重量份的HEA抗裂防水膨胀剂和0.03%～0.1%重量份的偶氮二甲酰胺混合制成的灰色粉末状物质。 

所述聚羧酸减水剂是减水率≥25%的乳白色粉末状物质。 

所述聚醚改性硅消泡剂是白色粉末状物质。 

相关的另一技术方案是：一种钢筋连接用套筒灌浆料的制备方法，该方法是先制取钢筋连接用套筒灌浆料干粉，再将钢筋连接用套筒灌浆料干粉在现场加水搅拌而成钢筋连接用套筒灌浆料，其具体步骤是： 

A、预制钢筋连接用套筒灌浆料干粉：

A1：备料：按以下要求以及比例准备“钢筋连接用套筒灌浆料干粉”的各组分原料：

由水泥强度等级不低于42.5#的普通硅酸盐水泥1150～1300份和水泥强度等级不低于42.5#的硫铝酸盐水泥100～300份混合制成的复配水泥：1350～1450重量份；

粒度为200～500目，二氧化硅含量≥99.5%的石英粉粒：250～550重量份；

粒度为800～1500目，二氧化硅含量≥99.5%的硅微粉：350～500重量份；

堆积密度≥600kg/m3，活性二氧化硅含量≥92%的微硅粉：150～250重量份；

粒度为325~800目，碳酸钙含量≥98%的轻质碳酸钙：50～100重量份；

以99.9%～99.97%重量份的HEA抗裂防水膨胀剂和0.03%～0.1%重量份的偶氮二甲酰胺混合制成的复合膨胀剂：50～150重量份；

改性剂：2.15～2.30重量份：

所述改性剂包括：聚醚改性硅消泡剂0.15~0.2重量份，葡萄糖酸钠0.8~1.0重量份，氧化锌0.4~0.5重量份，碳酸锂0.6~0.8重量份；

A2：混合：先将上述组分物料中的改性剂、聚羧酸减水剂用小型搅拌机搅拌2~3分钟，再将改性剂、聚羧酸减水剂的混合物以及其余各组分物料一起投入犁刀式搅拌机中混合搅拌30~40min制成钢筋连接用套筒灌浆料干粉；

A3:包装：将上述钢筋连接用套筒灌浆料干粉按每袋净重25kg或50kg重量包装；

B、加水制成钢筋连接用套筒灌浆料：

在使用现场，按钢筋连接用套筒灌浆料干粉与水的比例以重量份数计算为：100:13-14的比例加水，用搅拌机混合搅拌3~5分钟，即制成可用于套筒灌浆的钢筋连接用套筒灌浆料。

由于采取以上技术方案，本发明之一种钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法具有以下特点和有益效果： 

1. 本发明之“钢筋连接用套筒灌浆料”由胶凝材料（普通硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥混合而成的复配水泥）、矿物掺合料（石英粉、硅微粉、微硅粉和轻质碳酸钙）及复合膨胀剂、聚羧酸减水剂和改性剂组成，通过对矿物掺合料种类及级配的优化，达到在不使用现有技术均采用的以细骨料（粒径0.1~4.75mm）为主要原料的情况下，即可获得流动度≥330mm的效果，且由于不使用骨料，相对于现有技术，干粉比表面积大，固化后结构致密，增大了灌浆料对钢筋的化学胶结力及摩阻力，更高的抗压强度提高了机械咬合力，使得本发明获得高握裹强度。

2. 本发明之“钢筋连接用套筒灌浆料”以普通硅酸盐水泥为主要胶凝材料，辅以少量硫铝酸盐水泥及助剂，在获得1d强度≥50MPa的条件下，还获得碱度较高的浆液，在钢筋表面形成钝化膜，对钢筋起到锈蚀保护作用。 

3.本发明之“钢筋连接用套筒灌浆料”性能好，完全满足JG/T 408-2013《钢筋连接用套筒灌浆料》标准规定，其早期强度不低于现有技术，后期强度远高于现有技术，1d强度≥50Mpa，3d强度≥80Mpa,28d强度≥130Mpa，56d强度≥28d强度，出机流动度≥330mm，30min流动度≥280mm，微膨胀，对Φ20带肋钢筋握裹强度≥25 Mpa，且因不含砂及低水灰比，在4Mpa压力泵送下不会出现离析、分层现象，其实验机具以及相关标准是：搅拌机：采用JC/T 681-2005《行星式水泥胶砂搅拌机》，流动度：按照GB/T 2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》，抗压强度：按照GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》，握裹强度：按照DL/T 5150-2001《水工混凝土试验规程》（参见附表三）。 

4. 本发明之“钢筋连接用套筒灌浆料”采用预先生产钢筋连接用套筒灌浆料干粉,使用时，在现场加水搅拌而成浆料压浆灌注，由于钢筋连接用套筒灌浆料干粉可以用机器预先在工厂生产，因此各组分混合均匀，保证“钢筋连接用套筒灌浆料”的质量、性能稳定可靠，其制作方法简单科学。 

下面，结合实施例对本发明之一种钢筋连接用套筒灌浆料及其制备方法的技术特征作进一步的说明。 

具体实施方式

实施例一： 

一种钢筋连接用套筒灌浆料，是由钢筋连接用套筒灌浆料干粉在现场加水搅拌而成，所述的钢筋连接用套筒灌浆料干粉是由以下组分原料组成的混合物，混合物中各组分含量以重量份数计算为：

复配水泥1350重量份，是由普通硅酸盐水泥1100重量份和硫铝酸盐水泥300份混合而成的混合物；

石英粉550重量份，

硅微粉400重量份，          微硅粉150重量份，

轻质碳酸钙100重量份，       复合膨胀剂：50重量份， 

聚羧酸减水剂20重量份，      

改性剂2.15重量份；

其中：聚醚改性硅消泡剂0.15重量份，葡萄糖酸钠0.9重量份，氧化锌0.4重量份，碳酸锂0.6重量份；

所述复配水泥强度等级不低于42.5；其中，普通硅酸盐水泥的水泥强度等级不低于42.5#，本实施例优选普通硅酸盐水泥的水泥强度等级为52.5#，硫铝酸盐水泥的水泥强度等级不低于42.5#；

所述石英粉的粒度为200～500目，二氧化硅含量≥99.5%。

所述硅微粉的粒度为800~1500目，二氧化硅含量≥99.5%。 

所述微硅粉为加密微硅粉，呈深蓝色或蓝黑色颗粒，其堆积密度≥600kg/m3，活性二氧化硅含量≥92%。 

所述轻质碳酸钙是其粒度为325~800目，碳酸钙含量≥98%的白色粉末状物质。 

所述复合膨胀剂是以99.9%～99.97%重量份的HEA抗裂防水膨胀剂和0.03%～0.1%重量份的偶氮二甲酰胺混合制成的，偶氮二甲酰胺在碱性环境及水泥水化热的作用下释放氮气，使灌浆料在塑性阶段即可产生膨胀，靠硫铝酸钙基的HEA膨胀剂，在中后期生成钙矾石，填满塑性阶段产生的微孔，使灌浆料达到膨胀率指标，且不会因气孔而降低强度。 

所述聚羧酸减水剂是减水率≥25%的乳白色粉末状物质。 

所述聚醚改性硅消泡剂是白色粉末状物质。 

当在现场配制成钢筋连接用套筒灌浆料时，钢筋连接用套筒灌浆料干粉与水的比例以重量份数计算为: 钢筋连接用套筒灌浆料干粉 100重量份，水 13～14重量份。 

上述钢筋连接用套筒灌浆料的制作方法是：先预制钢筋连接用套筒灌浆料干粉，然后将钢筋连接用套筒灌浆料干粉在现场加水搅拌而成钢筋连接用套筒灌浆料，其具体步骤是： 

A、预制钢筋连接用套筒灌浆料干粉：

A1、备料：按以下要求以及比例准备“钢筋连接用套筒灌浆料干粉”的各组分原料：

由水泥强度等级为52.5#的普通硅酸盐水泥1150重量份与水泥强度等级为42.5的硫铝酸盐水泥200重量份混合制成复配水泥 1350重量份；

粒度为200～500目，二氧化硅含量≥99.5%的石英粉粒：550重量份；

粒度为800~1500目，二氧化硅含量≥99.5%的硅微粉：400重量份；

堆积密度≥600kg/m3，活性二氧化硅含量≥92%的微硅粉：150重量份；

粒度为325~800目，碳酸钙含量≥98%的轻质碳酸钙：100重量份；

复合膨胀剂：50重量份；

减水率≥25%的聚羧酸减水剂：20重量份；

由聚醚改性硅消泡剂，葡萄糖酸钠，氧化锌，碳酸锂混合制成的改性剂：2.15重量份；

其中：聚醚改性硅消泡剂0.15重量份，葡萄糖酸钠0.9重量份，氧化锌0.4重量份，碳酸锂0.6重量份；

A2、混合：先将上述组分物料中的改性剂、聚羧酸减水剂用小型搅拌机搅拌2~3分钟，再将改性剂、聚羧酸减水剂的混合物以及其余各组分物料一起投入犁刀式搅拌机中混合搅拌30~40min制成钢筋连接用套筒灌浆料干粉；

A3、包装：将上述钢筋连接用套筒灌浆料干粉按每袋净重25kg或50kg重量包装；

B、加水制成钢筋连接用套筒灌浆料：

在使用现场，按钢筋连接用套筒灌浆料干粉与水的比例以重量份数计算为：100: 14的比例加水，用搅拌机混合搅拌3~5分钟，即制成可用于套筒灌浆的钢筋连接用套筒灌浆料。 

实施例二～实施例五是本发明实施例一的一种变换，其组成钢筋连接用套筒灌浆料干粉中各组分的品质要求与实施例一一样，各组分用量与实施例一相比，还可以增加或减少，一般各组分的取值范围是： 

复配水泥1350～1450重量份，所述复配水泥是由普通硅酸盐水泥1150～1300份和硫铝酸盐水泥100～300份混合而成的混合物；         

石英粉250～450重量份，

硅微粉350～500重量份，          微硅粉150～250重量份，

轻质碳酸钙50～100重量份，       复合膨胀剂：100～150重量份， 

聚羧酸减水剂20～25重量份，      改性剂2.15～2.30重量份；

所述改性剂包括：聚醚改性硅消泡剂0.15～0.2重量份，葡萄糖酸钠0.8～1.0重量份，氧化锌0.4～0.5重量份，碳酸锂0.6～0.8重量份。

各实施例中，各组分的具体用量参见附表一：《实施例一～实施例五中钢筋连接用套筒灌浆料干粉中各组分的用量一览表》 

本发明实施例二～实施例五之钢筋连接用套筒灌浆料的制备方法同实施例一，只不过由于各实施例中各组分比例不同（参见附表一、附表二），制作出的“钢筋连接用套筒灌浆料”的技术性能参数不同（参见附表三：本发明钢筋连接用套筒灌浆料性能测试结果与JG/T 408-2013 钢筋连接用套筒灌浆料性能标准值对比一览表）。

本发明“钢筋连接用套筒灌浆料干粉”中各组分用量也不仅仅限于附表一列出的数据，只要在本发明说明书或权利要求书记载的范围内均可。 

作为本发明各实施例的又一种变换，在B、加水制成钢筋连接用套筒灌浆料工序，钢筋连接用套筒灌浆料干粉与水的比例还可以改变，一般，钢筋连接用套筒灌浆料干粉与水的比例以重量份数计算为: 钢筋连接用套筒灌浆料干粉 100重量份：水 13～14重量份。 

 

Claims (10)

1.一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：该钢筋连接用套筒灌浆料是由钢筋连接用套筒灌浆料干粉在现场加水搅拌而成，所述的钢筋连接用套筒灌浆料干粉是由以下组分原料组成的混合物，混合物中各组分含量以重量份数计算为：

复配水泥1350～1450重量份，所述复配水泥是由普通硅酸盐水泥1150～1300份和硫铝酸盐水泥100～300份混合而成的混合物；         

石英粉250～550重量份，

硅微粉350～500重量份，          微硅粉150～250重量份，

轻质碳酸钙50～100重量份，       复合膨胀剂：50～150重量份， 

聚羧酸减水剂20～25重量份，      改性剂2.15～2.30重量份；

所述改性剂包括：聚醚改性硅消泡剂0.15～0.2重量份，葡萄糖酸钠0.8～1.0重量份，氧化锌0.4～0.5重量份，碳酸锂0.6～0.8重量份；

钢筋连接用套筒灌浆料干粉与水的比例以重量份数计算为: 

钢筋连接用套筒灌浆料干粉   100重量份，

水                                    13～14重量份。

2.根据权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述复配水泥强度等级不低于42.5；其中，普通硅酸盐水泥的水泥强度等级不低于42.5#，硫铝酸盐水泥的水泥强度等级不低于42.5#；优选普通硅酸盐水泥的水泥强度等级为52.5#。

3.根据权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述石英粉的粒度为200～500目，二氧化硅含量≥99.5%。

4.根据权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述硅微粉的粒度为800~1500目，二氧化硅含量≥99.5%。

5.根据权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述微硅粉为加密微硅粉，其堆积密度≥600kg/m3，活性二氧化硅含量≥92%。

6.根据权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述轻质碳酸钙是其粒度为325~800目，碳酸钙含量≥98%的白色粉末状物质。

7.根据权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述复合膨胀剂是以99.9%～99.97%重量份的HEA抗裂防水膨胀剂和0.03%～0.1%重量份的偶氮二甲酰胺混合制成的灰色粉末状物质。

8.根据权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料其特征在于：所述聚羧酸减水剂是减水率≥25%的乳白色粉末状物质。

9.根据权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料，其特征在于：所述聚醚改性硅消泡剂是白色粉末状物质。

10.如权利要求1所述的一种钢筋连接用套筒灌浆料的制备方法，其特征在于，该方法是先制取钢筋连接用套筒灌浆料干粉，再将钢筋连接用套筒灌浆料干粉在现场加水搅拌而成钢筋连接用套筒灌浆料，其具体步骤是： 

A、预制钢筋连接用套筒灌浆料干粉：

A1：备料：按以下要求以及比例准备“钢筋连接用套筒灌浆料干粉”的各组分原料：

由水泥强度等级不低于42.5#的普通硅酸盐水泥1150～1300份和水泥强度等级不低于42.5#的硫铝酸盐水泥100～300份混合制成的复配水泥：1350～1450重量份；

粒度为200～500目，二氧化硅含量≥99.5%的石英粉粒：250～550重量份；

粒度为800～1500目，二氧化硅含量≥99.5%的硅微粉：350～500重量份；

堆积密度≥600kg/m3，活性二氧化硅含量≥92%的微硅粉：150～250重量份；

粒度为325~800目，碳酸钙含量≥98%的轻质碳酸钙：50～100重量份；

以99.9%～99.97%重量份的HEA抗裂防水膨胀剂和0.03%～0.1%重量份的偶氮二甲酰胺混合制成的复合膨胀剂：50～150重量份；

改性剂：2.15～2.30重量份；

所述改性剂包括：聚醚改性硅消泡剂0.15~0.2重量份，葡萄糖酸钠0.8~1.0重量份，氧化锌0.4~0.5重量份，碳酸锂0.6~0.8重量份；

A2：混合：先将上述组分物料中的改性剂、聚羧酸减水剂用小型搅拌机搅拌2~3分钟，再将改性剂、聚羧酸减水剂的混合物以及其余各组分物料一起投入犁刀式搅拌机中混合搅拌30~40min制成钢筋连接用套筒灌浆料干粉；

A3:包装：将上述钢筋连接用套筒灌浆料干粉按每袋净重25kg或50kg重量包装；

B、加水制成钢筋连接用套筒灌浆料：

在使用现场，按钢筋连接用套筒灌浆料干粉与水的比例以重量份数计算为：100:13-14的比例加水，用搅拌机混合搅拌3~5分钟，即制成可用于套筒灌浆的钢筋连接用套筒灌浆料。