CN1887781A - 一种性能可调节的无收缩灌浆料 - Google Patents

一种性能可调节的无收缩灌浆料 Download PDF

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Abstract

本发明为一种性能可调节的无收缩灌浆料，属建筑材料领域。其特点是：该灌浆料是以普通硅酸盐水泥、粉煤灰或硅灰为胶凝材料，配以石英砂及减水剂、膨胀剂、降失水剂、防早期沉缩剂和防早期收缩剂构成的水硬性混合料，具有自流性好、不沉降、不泌水、具有塑性微膨胀性，不收缩，不产生缝隙，性能可根据需求调节，且塑性阶段无沉缩；本发明产品有很好的耐久性、抗油渗性、抗冻性、抗振动性且徐变小、脆性小。主要用于大型高精度设备安装、大面积地面自动找平以及紧急抢修工程、地下工程、隧道工程、锚固工程、截水堵漏、补强工程等，用途广泛。本发明所生产的灌浆料具有成本低，施工简便、其性能可根据用户需求随意调节等特点。

Description

一种性能可调节的无收缩灌浆料
一、技术领域
本发明涉及一种基础工程用灌浆料，特别是一种性能可调节的无收缩灌浆料，主要用于大型高精度设备安装、大面积自动找平以及紧急抢修工程、地下工程、隧道工程、锚固工程、截水堵漏、补强工程等，属建筑材料领域。
二、背景技术
近年来，随着建筑市场的日益扩大和繁荣，建筑材料厂家和研究单位也不断地进行设备的更新和新型建筑材料的研究，从而在建筑市场中涌现出一大批新型的建筑材料。
为保证设备的安装与调试，通常在浇注基础时采用细实混凝土填实二次灌浆层。由于二次灌浆层空间内存在地脚螺栓等障碍物，要真正填实比较困难。而普通水泥砂浆或混凝土具有干缩性，使灌浆层硬化后不能在设备底座与混凝土基础之间形成一个紧密的结合体，致使设备底座松旷，影响长期使用，当灌浆层厚度较小时，施工又很困难。为此一些发达国家研制了专用二次灌注材料，并随设备进入国内市场，但价格昂贵。我国也已先后研制成功替代进口产品的灌注材料，但价格仍然相对偏高，也存在着一些缺点。如在使用过程中由于灌浆料收缩而产生裂缝；流动度不够而使灌浆料不能充满整个空间，出现灌浆空洞等。
灌浆料是一种用途广泛的材料，它可以于大设备安装、地面自动找平、抢修工程、锚固工程、截水堵漏、补强工程等，所以不同用途的灌浆料就需要具有不同的性能。如，为了加快设备的安装速度，提高设备安装精度，延长设备的使用寿命，设备基础的二次灌浆以及地脚螺栓的锚固等应采用流动度大，强度高和有微膨胀性的灌浆材料；地面找平工程需要自流性好的中等强度的灌浆料即可；而在混凝土结构加固与修补，以及机场停机坪、道路、设备基础等的抢修工程中需要初凝时间调节范围大、操作性好、快硬、高强的灌浆料。
三、发明内容
本发明解决的技术问题是：灌浆料无明显收缩现象产生，自流性好、不沉降、不泌水、具有塑性微膨胀性，不收缩，不产生缝隙，性能可根据用户需求随意调节调节，塑性阶段无沉缩；且具有很好的耐久性、抗油渗性、抗冻性、抗振动性，并且徐变小、脆性小，成本低，使用灵活、操作简单。
技术方案：本发明提供的性能可调节的无收缩灌浆料由胶凝材料、石英砂及少量的减水剂、膨胀剂、降失水剂、防早期沉缩剂和防早期收缩剂等构成，各种材料的组成及比例为：
(1)胶凝材料：
硅酸盐水泥       30～53％，
增强剂           0～12％；
(2)骨料          45～68％；
(3)高效减水剂    0.2～2.5％；
(4)膨胀剂        1～6％；
(5)降失水剂      0.01～0.4％；
(6)防早期沉缩剂  0.001～0.01％；
(7)防早期收缩剂  0.05～0.3％。
上述的性能可调节的无收缩灌浆料，其中胶凝材料中硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥，特别是PO42.5R型水泥，可以降低成本，不降低使用性能。
上述的性能可调节的无收缩灌浆料，其中骨料为具有一定粒度和级配的石英砂，石英砂必须符合如下粒度和级配要求：
0.0～0.16mm      5～10％(重量比)
0.16～0.315mm    25～36％(重量比)
0.315～1.25mm    25～30％(重量比)
1.25～2.5mm      14～25％(重量比)
2.5～3.0mm       0～10％(重量比)
上述的性能可调节的无收缩灌浆料，其中胶凝材料中增强剂为粉煤灰或超细硅灰粉(主要成分为SiO2)或二者复合使用；高效减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物或氨基磺酸盐减水剂或密胺系减水剂，或者其中两种或两种以上复合使用；膨胀剂为过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂复合而成，过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂的比例为1∶4～10；降失水剂为一种纤维素醚，其粘度为400～500；防早期沉缩剂为锌粉、铝粉等金属粉末；防早期收缩剂为长度为1～10mm，直径为0.02～0.1mm的聚丙烯类纤维的。
发明效果
本发明为性能可调节的无收缩灌浆料。由于本发明复合了特殊的防收缩组分，所以无明显的收缩，并且可以根据不同用户的要求调节原料的配比，达到不同的需求。如28天强度可高可低(60～100MPa)，凝结时间可快可慢(2～12小时)，流动度可大可小(240～360mm)，一天竖向膨胀率可高可低(0.02～0.5％)，且塑性阶段无沉缩。本发明产品有很好的耐久性、抗油渗性、抗冻性、抗振动性并且徐变小、脆性小，使用灵活、操作简单。
本发明由于采用了价格低廉的材料，如用粉煤灰代替硅灰粉、用粉煤灰部分代替普通硅酸盐水泥，使用PO42.5R型水泥，减水剂采用萘磺酸盐甲醛缩合物，膨胀剂采用过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂复合等，所以本发明的灌浆料比同类的灌浆料具有成本低的特点，但并不降低其使用功能，有些性能甚至高于同类灌浆料。
本发明为一种性能可调节的无收缩灌浆料，经过各种性能试验和测试，具有如下特点和功能：
1.流动性好：流动度为240～360mm，并且可以根据需求调节。在水灰比很低的情况下，可得到很大的流动性，不需人工振捣，便能完全填充空间，并能实现自流平和自密实。
2.微膨胀性：一天竖向膨胀率为0.02～0.5％，并且可调，填充部位不产生收缩，确保粘结处无缝，不松动，与钢筋握裹力大，与老混凝土粘结牢固，用于地面找平，可大大提高施工效率。
3.早强，高强：1天抗压强度20～60MPa可调，28天60～95MPa可调，设备安装当天即可试车。
4.耐久性高：耐老化，对钢筋无腐蚀，经300次冻融循环强度不降低。
5.抗油渗性：在机油中浸泡数天后，其强度比浸泡前有所提高。
6.徐变小、脆性小，抗折强度高，压折比小于6.3。
五、具体实施方式
实施例1，一种性能可调节的无收缩灌浆料，
本灌浆料由胶凝材料、石英砂及少量的减水剂、膨胀剂、降失水剂、防早期沉缩剂和防早期收缩剂以及拌和水组成，各种材料的配比为：
PO42.5R型水泥40.5％；
粉煤灰6.1％；
石英砂49％；
石英砂的级配为：
0.0～0.16mm      9％(重量比)
0.16～0.315mm    35％(重量比)
0.315～1.25mm    28％(重量比)
1.25～2.5mm      18％(重量比)
2.5～3.0mm       10％(重量比)
萘磺酸盐甲醛缩合物和氨基磺酸盐混合物1.28％，萘磺酸盐甲醛缩合物和氨基磺酸盐的比例为：3∶1。
过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂3.0％，过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂的比例为：1∶6
纤维素醚0.061％；
金属铝粉0.009％；
聚丙烯类纤维0.05％，聚丙烯类纤维的长度为4～8mm，直径为0.06～0.08mm；
拌和水，上述灌浆料总重量的12.5％。
本实施例所得的灌浆料的性能在表1中给出。本实施例产品主要用于早期强度要求较高的工程，如设备基础二次灌浆或低温下施工混凝土，1d强度达40MPa以上，24小时设备可以正常运行，且生产的原材料成本较低。
实施例2，一种性能可调节的无收缩灌浆料
本灌浆料由胶凝材料、石英砂及少量的减水剂、膨胀剂、降失水剂、防早期沉缩剂和防早期收缩剂以及拌和水组成，各种材料的配比为：
PO42.5R型水泥，41.5％。
粉煤灰，7.4％。
石英砂，47.5％。
石英砂的级配为：
0.0～0.16mm      8％(重量比)
0.16～0.315mm    35％(重量比)
0.315～1.25mm    30％(重量比)
1.25～2.5mm      15％(重量比)
2.5～3.0mm       12％(重量比)
萘磺酸盐甲醛缩合物和氨基磺酸盐混合物，0.95％。(萘磺酸盐甲醛缩合物和氨基磺酸盐的比例为：3∶1)。
过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂，2.58％。(过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂膨胀剂的比例为：1∶6.5)
纤维素醚，0.027％。
金属铝粉，0.008％。
聚丙烯类纤维，0.035％。(聚丙烯类纤维的长度为4～8mm，直径为0.06～0.08mm)
拌和水，上述灌浆料总重量的13.5％。
本实施例所得的灌浆料的性能在表1中给出。本实施例产品主要用于早期强度要求较高的工程，如设备基础二次灌浆或低温下施工混凝土，大面积耐磨地坪施工工程，1d强度较高，达40MPa以上，24小时安装的设备和施工地面可以正常运行，且生产的原材料成本较低。
实施例3，一种性能可调节的无收缩灌浆料
本灌浆料由胶凝材料、石英砂及少量的减水剂、膨胀剂、降失水剂、防早期沉缩剂和防早期收缩剂以及拌和水组成，各种材料的配比为：
PO42.5R型水泥，31.5％。
超细硅灰粉，1.2％。
粉煤灰，10％
石英砂，54.3％。
石英砂的级配为：
0.0～0.16mm      8％(重量比)
0.16～0.315mm    34％(重量比)
0.315～1.25mm    29％(重量比)
1.25～2.5mm      20％(重量比)
2.5～3.0mm       9％(重量比)
萘磺酸盐甲醛缩合物，1.0％。
过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂，1.83％。(过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂的比例为：1∶4.5)
纤维素醚，0.1％。
金属锌粉，0.012％。
聚丙烯类纤维，0.058％。(聚丙烯类纤维的长度为4～9mm，直径为0.04～0.08mm)
拌和水，上述灌浆料总重量的14.5％。
本实施例所得的灌浆料的性能在表1中给出。本实施例产品的特点是胶凝材料由部分粉煤灰代替，生产成本更低，且性能满足使用要求。该灌浆料对于新旧混凝土的粘结性较好，主要用于新旧建构筑的加固处理。
实施例4，一种性能可调节的无收缩灌浆料
本灌浆料由胶凝材料、石英砂及少量的减水剂、膨胀剂、降失水剂、防早期沉缩剂和防早期收缩剂以及拌和水组成，各种材料的配比为：
PO42.5R型水泥，36.5％。
超细硅灰粉，2.0％。
粉煤灰，7.5％
石英砂，50％。
石英砂的级配为：
0.0～0.16mm      10％(重量比)
0.16～0.315mm    30％(重量比)
0.315～1.25mm    28％(重量比)
1.25～2.5mm      23％(重量比)
2.5～3.0mm       9％(重量比)
萘磺酸盐甲醛缩合物，1.48％。
过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂，2.38％。(过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂的比例为：1∶5.2)
纤维素醚，0.056％。
金属铝粉，0.01％。
聚丙烯类纤维，0.074％。(聚丙烯类纤维的长度为5～10mm，直径为0.05～0.08mm)
拌和水，上述灌浆料总重量的14％。
本实施例所得的灌浆料的性能在表1中给出。本实施例产品的性能同实施例3差不多，主要用于新旧建构筑的加固处理。
实施例5，一种性能可调节的无收缩灌浆料
本实施例是实施例1的对比实施例，在本实施例中把实施例1中的PO42.5R型水泥换为PO52.5水泥，并且水泥的用量降低，可以看到实施例5和实施例1相比，流动度、1d竖向膨胀率、与园钢筋的握裹力变化不大，只是1d和28d抗压强度有所提高。
本灌浆料由胶凝材料、石英砂及少量的减水剂、膨胀剂、降失水剂、防早期沉缩剂和防早期收缩剂以及拌和水组成，各种材料的配比为：
PO52.5型水泥，35.5％。
粉煤灰，11.1％。
石英砂，49％。
石英砂的级配为：
0.0～0.16mm      9％(重量比)
0.16～0.315mm    35％(重量比)
0.315～1.25mm    28％(重量比)
1.25～2.5mm      18％(重量比)
2.5～3.0mm       10％(重量比)
萘磺酸盐甲醛缩合物和氨基磺酸盐混合物，1.28％。(萘磺酸盐甲醛缩合物和氨基磺酸盐的比例为：3∶1)。
过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂，3.0％。(过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂的比例为：1∶6)
纤维素醚，0.061％。
金属铝粉，0.009％。
聚丙烯类纤维，0.05％。(聚丙烯类纤维的长度为4～8mm，直径为0.06～0.08mm)
拌和水，上述灌浆料总重量的12.5％。
本实施例所得的灌浆料的性能在表1中给出。本实施例产品的配比特点是胶凝材料的主要成份为PO52.5，原材料生产成本较前四个实施例较高，但它的性能较高，(如抗冻性、抗渗性、抗徐变性、抗油渗性)等等，主要用于强度要求较高，环境要求较恶劣的工程中。
表1  实施例所得的灌浆料的性能
  流动度(mm)   1d竖向膨胀率(％)   抗压强度(MPa)   与园钢筋的握裹力(MPa)   凝结时间(h:min)
  1d   28d
  初凝   终凝
  实施例1   310   0.08   51.2   98.4   ≥8   4:20   6:35
  实施例2   330   0.09   54.0   96.8   ≥8   3:58   6:05
  实施例3   290   0.02   23.6   62.4   ≥8   10:20   12:55
  实施例4   300   0.03   40.2   82.4   ≥8   8:30   10:25
  实施例5   300   0.08   60.2   106.8   ≥8   3:45   5:25

Claims (10)

1.一种性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，灌浆料的组分为：
(1)胶凝材料：其中
硅酸盐水泥         30～53％，
增强剂             0～12％；
(2)骨料            45～68％；
(3)高效减水剂      0.2～2.5％；
(4)膨胀剂          1～6％；
(5)降失水剂        0.01～0.4％；
(6)防早期沉缩剂    0.001～0.01％；
(7)防早期收缩剂    0.05～0.3％。
2.根据权利要求1所述的性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，胶凝材料中硅酸盐水泥为普通硅酸盐水泥，特别是PO42.5R型水泥。
3.根据权利要求1所述的性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，胶凝材料中增强剂为粉煤灰或超细硅灰粉，超细硅灰粉的主要成分为SiO2，或二者复合使用。
4.根据权利要求1所述的性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，骨料为具有一定粒度和级配的石英砂。
5.根据权利要求4所述的高强无收缩灌浆料，其特征在于，石英砂必须符合如下粒度和级配，级配按重量比计，要求如下：
0.0～0.16mm      5～10％；
0.16～0.315mm    25～36％；
0.315～1.25mm    25～30％；
1.25～2.5mm    14～25％；
2.5～3.0mm     0～10％。
6.根据权利要求1所述的性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，高效减水剂为萘磺酸盐甲醛缩合物减水剂或氨基磺酸盐减水剂或密胺系减水剂，或者其中两种或两种以上复合使用。
7.根据权利要求1所述的性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，膨胀剂为过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂复合而成，过烧生石灰和硫铝酸盐膨胀剂的比例为1∶4～10。
8.根据权利要求1所述的性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，降失水剂为纤维素醚，粘度为400～500。
9.根据权利要求1所述的性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，防早期沉缩剂为金属粉末，金属粉末为锌粉或铝粉，或者二者混合使用。
10.根据权利要求1所述的性能可调节的无收缩灌浆料，其特征在于，防早期收缩剂为聚丙烯类纤维，聚丙烯类纤维的长度为1～10mm，直径为0.02～0.1mm。
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