CN106830825A - 用于后张预应力锚头的封锚材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种用于后张预应力锚头的封锚材料，包括以下质量百分比的组分：硅酸盐水泥67%～72%；硫酸盐水泥25%～30%；塑性膨胀剂0.01%～0.02%；流变剂0.01%～0.02%；硫酸锂0.04%～0.06%；硼酸0.40%～0.60%；复合超细活性矿粉1.0%～2.5%；减水剂0.15%～30%；阻锈剂0.02%～0.06%。该材料的制备方法，包括步骤：S1、按照质量比称取各组分并搅拌均匀；S2、按照质量比为0.26～0.28的水胶比取试验用水并手动搅拌至水浸入粉末中；S3、采用搅拌机进行搅拌；S4、降低搅拌速度，多次测量浆液的流动度经时损失；S5、测量浆液的泌水率。本发明具有水胶比低、高流动度、早强、微膨胀等优点。

Description

用于后张预应力锚头的封锚材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及建筑工程封锚技术，尤其涉及一种用于后张预应力锚头的封锚材料及其制备方法。

背景技术

目前国内尚未有对用于后张预应力锚头的封锚材料的相关专题研究，国家标准、行业标准对封锚材料的性能并未提出强制性要求，目前封锚材料主要有以下几种：

1、压浆前以原子灰封锚。原子灰是一种化学试剂，一般在汽车油漆工业中使用较多，视气候条件可在几分钟至十几分钟后即凝固达到2MPa左右的强度，基本可以达到压浆施工的要求，但真空辅助压浆因成本问题不能完全覆盖锚头而不适用；

2、以水泥砂浆封锚。施工现场取水泥，加入一定比例的沙子搅拌混合均匀直接粘附在锚具、夹片上，而后进行混凝土封端。

3、以水泥石膏粉浆体封锚。将水泥与石膏按照1: 2～3的比例混合搅拌均匀后直接粘附在锚具、夹片上，而后进行混凝土封端。

4、以水泥浆封锚。仅取水泥加水混合搅拌均匀后直接粘附在锚具、夹片上，而后进行混凝土封端。

就上述封锚方式而言：以原子灰封锚，原子灰固化剂是危险化学品，不仅具有毒性且在高温下属于易燃易爆物品，并且此种封锚方式仅满足了现场可快速进行压浆施工的要求，不能做到对锚具、夹片的保护；而以水泥砂浆或水泥浆进行封锚，搅拌得到的封锚浆液与锚具本身的粘结并不牢固，且封锚后需要等待水泥凝固以后才能进行压浆施工，通常要等到24小时以后，为此在工地现场通常在水泥中加入石膏，石膏掺入比例为水泥的2～3倍，其操作性比纯水泥浆或水泥砂浆更为容易，与锚具的粘连性也较好，并且一般2h后即可开始压浆施工，但加入石膏后封锚的强度有较大降低，同时石膏在遇水后会吸水软化，因此水泥石膏粉浆体虽然方便了施工，但在压浆施工中往往会开裂或破损，导致无法正常压浆，且长远来看水泥石膏粉浆体的强度不足，容易开裂而丧失对锚固体系的保护作用。

封锚的作用主要是保护预应力锚固***免遭锈蚀，保证结构物的耐久性。而预应力筋及锚固体系在高应力状态下更易锈蚀（约是普通状态下的6倍），如不及时采取防锈措施，就会很快因锈蚀而损失可靠的锚固性能。现场采用普通水泥浆或原子灰封锚在压浆完成以后并不会马上进行封端混凝土施工，暴露在空气中的时间比较长，大多要等到28d龄期后架梁，甚至长达几个月的存梁期，在此段时间内如果不对锚固体系进行特别保护，实际锚固***已经进入锈蚀阶段。在施工阶段并不能明显观察到，但在运营十几年时间后锚头锈蚀的现象是比较普遍的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种水胶比低、高流动度、早强、微膨胀的用于后张预应力锚头的封锚材料。本发明进一步提供该封锚材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于后张预应力锚头的封锚材料，包括以下质量百分含量的各组分：

硅酸盐水泥：67%～72%；

硫酸盐水泥：25%～30%；

塑性膨胀剂：0.01%～0.02%；

流变剂：0.01%～0.02%；

硫酸锂：0.04%～0.06%；

硼酸：0.40%～0.60%；

复合超细活性矿粉：1.0%～2.5%；

减水剂：0.15%～30%；

阻锈剂：0.02%～0.06%。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述硅酸盐水泥为标号42.5或52.5的普通硅酸盐水泥或两者的混合物。

所述复合超细活性矿粉为硅灰石粉、方解石粉、滑石粉、I级粉煤灰中的一种、两种或多种，且目数为1250目～5000目。

所述减水剂为聚羧酸类减水剂、聚羧酸盐类减水剂或两者的混合物。

所述阻锈剂为亚硝酸盐、草酸钠阻锈剂。

所述流变剂粘度介于400-600cps之间。

一种上述用于后张预应力锚头的封锚材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照质量比称取各组分并搅拌均匀；

S2、按照质量比为0.26～0.28的水胶比取试验用水，并手动搅拌至水浸入粉末中；

S3、采用搅拌机进行搅拌；

S4、降低搅拌速度并保证不产生沉淀，多次测量浆液的流动度经时损失；

S5、测量浆液的泌水率。

作为上述技术方案的进一步改进：

S3中搅拌机叶轮线速度为10～15m/s，转速为1500～3000r/min，搅拌时间为3～5min。

S4中分别测试初始时刻、5min、15min和30min浆液的流动度经时损失，在先后两次测试的时间间隔段内，叶轮线速度为3～5m/s。

S5中以1000ml的标准量筒装满浆液，密封后观察2小时竖向自由膨胀率与24小时竖向自由膨胀率，同时观察表面有无泌水。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的用于后张预应力锚头的封锚材料其主要原材料来源广泛，生产成本较低，便于推广使用；封锚材料主要特性包括：水胶比低，可低至0.26～0.28，24h自由泌水率为零，避免用水过大导致泌水产生；流动度高，经过1725ml标准流锥的初始流动度为小于40s，5min的流动度经时损失小于5s，15min的流动度经时损失小于10s，30min的流动度经时损失小于30s，降低了现场灌浆施工的难度；塑性阶段产生微膨胀，2小时自由膨胀率可控制在0～1.2%以内，24小时自由膨胀率可控制在0～2.0%以内，微膨胀性保证了浆液在凝固过程中充分填充模具内的空洞，使得浆液凝固后饱满密实，与结构物紧密结合；早强，2小时抗压强度大于2MPa、抗折强度大于0.5MPa，28d抗压强度大于50MPa、抗折强度大于10MPa，满足现场压浆施工的要求，提高了施工效率。

本发明公开的制备方法，步骤简单、操作方便。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本发明做进一步详细说明，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1

称取下列重量的原料；

硅酸盐水泥以67%计，硫酸盐水泥30%计，其余掺入的各种粉剂重量以3%计，重量总计为100%。

各种粉剂用量占总重量的百分比为:

复合超细活性矿粉且最低目数大于2000目：2.2%，其中硅灰石粉1.2%，石英石粉1%；

塑性膨胀剂：碱金属催发类膨胀剂0.02%；

聚羧酸盐类减水剂：0.18%；

亚硝酸钙阻锈剂：0.03%；

硼酸：0.50%；

硫酸锂：0.05%；

流变剂：0.02%，粘度介于400-600cps；

水胶比以0.28计，试验时材料称量准确度应达到±1.0%，将材料手动搅均匀后倒入试验桶内，加入称量好的水，手拧搅拌杆轻搅至水浸入粉末材料中，手动搅拌的时间控制在60s以内，然后开始高速搅拌3min，搅拌机转速3000r/min，叶片线速度15m/s，制备的浆液以1725ml标准流锥测试的初始流动度为21s，5min以1725ml标准流锥测试的流动度为24s，15min以1725ml标准流锥测试的流动度为31s，30min以1725ml标准流锥测试的流动度为43s，2小时自由膨胀率为0.8%，24小时自由膨胀率为1.4%，24小时自由泌水率为零。

表1为2h、1d、28d抗压、抗折强度

实施例2

称取下列重量的原料；

硅酸盐水泥以72%计，硫酸盐水泥25.5%计，其余掺入的各种粉剂重量以2.5%计，重量总计为100%，各种粉剂用量占总重量的百分比为:

复合超细活性矿粉：1.5% 其中滑石粉0.5%，I级粉煤灰1.0%；

塑性膨胀剂：碱金属催发类膨胀剂0.01%；

聚羧酸类减水剂：0.32%；

草酸钠阻锈剂：0.02%；

硼酸：0.60%；

硫酸锂：0.04%；

流变剂：0.01%，粘度介于400-600cps之间。

水胶比以0.28计，试验时材料称量准确度应达到±1.0%，将材料干搅均匀后倒入试验桶内，加入称量好的水，手拧搅拌杆轻搅至水浸入粉末材料中，手动搅拌均匀的时间控制在60s以内，然后开始高速搅拌5min，搅拌机转速2400r/min，叶片线速度12m/s，制备的浆液以1725ml标准流锥测试的初始流动度为18s，5min以1725ml标准流锥测试的流动度为22s，15min以1725ml标准流锥测试的流动度为27s，30min以1725ml标准流锥测试的流动度为39s，2小时自由膨胀率为0.5%，24小时自由膨胀率为0.9%，24小时自由泌水率为零。

表2为2h、1d、28d抗压、抗折强度

实施例3

称取下列重量的原料；

硅酸盐水泥以70%计，硫酸盐水泥28%计，其余掺入的各种粉剂重量以2%计，重量总计为100%。

各种粉剂用量占总重量的百分比为：

复合超细活性矿粉：1.2% 其中硅灰石粉0.7%，方解石粉0.5%；

塑性膨胀剂：碱金属催发类膨胀剂0.02%；

聚羧酸类减水剂：0.18%；

草酸钠阻锈剂：0.025%；

硼酸：0.40%；

硫酸锂：0.06%；

流变剂：0.015%，粘度介于400-600cps；

水胶比以0.27计，试验时材料称量准确度应达到±1.0%，将材料干搅均匀后倒入试验桶内，加入称量好的水，手拧搅拌杆轻搅至水浸入粉末材料中，手动搅拌均匀的时间控制在60s以内，然后开始高速搅拌5min，搅拌机转速1800r/min,叶片线速度10m/s，制备的浆液以1725ml标准流锥测试的初始流动度为23s，5min以1725ml标准流锥测试的流动度为28s，15min以1725ml标准流锥测试的流动度为36s，30min以1725ml标准流锥测试的流动度为52s，2小时自由膨胀率为0.8%，24小时自由膨胀率为1.3%，24小时自由泌水率为零。

表3为2h、1d、28d抗压、抗折强度

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种用于后张预应力锚头的封锚材料，其特征在于，包括以下质量百分含量的各组分：

硅酸盐水泥：67%～72%；

硫酸盐水泥：25%～30%；

塑性膨胀剂：0.01%～0.02%；

流变剂：0.01%～0.02%；

硫酸锂：0.04%～0.06%；

硼酸：0.40%～0.60%；

复合超细活性矿粉：1.0%～2.5%；

减水剂：0.15%～30%；

阻锈剂：0.02%～0.06%。

2.根据权利要求1所述的用于后张预应力锚头的封锚材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥为标号42.5或52.5的普通硅酸盐水泥或两者的混合物。

3.根据权利要求1所述的用于后张预应力锚头的封锚材料，其特征在于，所述复合超细活性矿粉为硅灰石粉、方解石粉、滑石粉、I级粉煤灰中的一种、两种或多种，且目数为1250目～5000目。

4.根据权利要求1或2或3所述的用于后张预应力锚头的封锚材料，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸类减水剂、聚羧酸盐类减水剂或两者的混合物。

5.根据权利要求1或2或3所述的用于后张预应力锚头的封锚材料，其特征在于，所述阻锈剂为亚硝酸盐、草酸钠阻锈剂。

6.根据权利要求1或2或3所述的用于后张预应力锚头的封锚材料，其特征在于，所述流变剂粘度介于400-600cps之间。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的用于后张预应力锚头的封锚材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、按照质量比称取各组分并搅拌均匀；

S2、按照质量比为0.26～0.28的水胶比取试验用水，并手动搅拌至水浸入粉末中；

S3、采用搅拌机进行搅拌；

S4、降低搅拌速度并保证不产生沉淀，多次测量浆液的流动度经时损失；

S5、测量浆液的泌水率。

8.根据权利要求7所述的用于后张预应力锚头的封锚材料的制备方法，其特征在于，S3中搅拌机叶轮线速度为10～15m/s，转速为1500～3000r/min，搅拌时间为3～5min。

9.根据权利要求7所述的用于后张预应力锚头的封锚材料的制备方法，其特征在于，S4中分别测试初始时刻、5min、15min和30min浆液的流动度经时损失，在先后两次测试的时间间隔段内，叶轮线速度为3～5m/s。

10.根据权利要求7所述的用于后张预应力锚头的封锚材料的制备方法，其特征在于，S5中以1000ml的标准量筒装满浆液，密封后观察2小时竖向自由膨胀率与24小时竖向自由膨胀率，同时观察表面有无泌水。