一种高聚物孔道压浆料及其制备方法

技术领域

本发明涉及土木工程建设领域，涉及一种孔道压浆料，具体涉及一种高聚物孔道压浆料及其制备方法。

背景技术

为了进一步提高我国公路桥梁的质量，在新版的《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50-2011)中对压浆料提出了很高的要求，例如：(1)较好的流动度；(2)泌水率低，不离析，无沉降；(3)具有合适的膨胀度；(4)适宜的凝结时间；(5)具有一定的抗折抗压强度等。然而，市场上常用的压浆剂绝大多数不能满足新规范的要求，因此制符合新桥规技术要求的压浆剂具有重大的现实意义。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供一种高聚物孔道压浆料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高聚物孔道压浆料，按质量份数计，包括如下组分：硅酸盐水泥70～90份、活性矿物掺和料5～25份、复合搅拌物10～30份、引气减水剂2～5份、聚羧酸高效减水剂3～5份、纤维膨胀剂20～35份、消泡剂0.2～0.5份、防沉剂0.03～0.08份、防冻剂0.2～0.5份、碳纤维0.5～1.0份；

其中，硅酸盐水泥为42.5标号以上的硅酸盐水泥；

其中，活性矿物掺和料按重量份数计，包括以下原料：粒化高炉矿渣20～40份、硬石膏2～10份、三乙醇胺磷酸盐0.3～0.5份；

其中，复合搅拌物包括粉煤灰、石灰粉、水和活性矿物掺和料。

优选地，活性矿物掺和料的制备方法为：将粒化高炉矿渣破碎至0.5～5mm，得到细料；将所得细料与所述硬石膏混合均匀，得到混合料；在所得混合料中加入所述三乙醇胺磷酸盐后，进行粉磨至比表面积≥450m2/kg，得到活性矿物掺和料。

优选地，复合搅拌物的制备方法为：将粉煤灰、石灰粉按质量比0.8:1进行混合，搅拌均匀，得原料；将水、所得原料按质量比5:1进行混合，搅拌2～3min，之后在90～100℃下进行7～8d的高温蒸汽养护，每隔1～2d采用球磨机研磨，再养护，得养护物；将养护物在温度60～70℃下烘干、过筛，得过筛物；将过筛物在温度400～500℃下煅烧，得煅烧物；按质量比2～3:1～2，将活性矿物掺和料、煅烧物进行混合，搅拌均匀，得到复合搅拌物。

优选地，引气减水剂和所述聚羧酸高效减水剂均为粉剂，所述引气减水剂为采用多种表面活性脂类或盐类配制而成的缓凝引气高效减水剂，其中，所述表面活性脂类或盐类包括松香热聚物、松香皂、十二烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯醚。

优选地，纤维膨胀剂为MPC聚合物纤维膨胀剂。

优选地，消泡剂为聚醚类消泡剂或聚四甲基硅氧烷类消泡剂。

优选地，防沉剂为低粘度纤维素。

优选地，防冻剂为亚硝酸钠、氯化钙、亚硝酸钙和尿素中的一种或几种的混合物。

优选地，碳纤维为沥青基碳纤维。

高聚物孔道压浆料的制备方法，包括如下步骤：

(1)胶凝材料的粉磨：将硅酸盐水泥、活性矿物掺和料与复合搅拌物按重量份数称量后混合，得到混合料A，将混合料A磨至比表面积为500～600㎡/kg，均化后得到胶凝材料B；

(2)将引气减水剂、聚羧酸高效减水剂、纤维膨胀剂、消泡剂、防沉剂、防冻剂和碳纤维按重量份数称量后，放入砂浆搅拌机中，进行搅拌混合，得到混合料C，其中搅拌速度为1000r/min；

(3)将胶凝材料B和混合料C按比例加入到混合磨机中充分混合，经过均化处理后得到的成品进入成品包装罐内，检验包装，得到高聚物孔道压浆料。

在本发明中，活性矿物掺料可以有效解决浆体质量稳定性和流动性差、流动损失快，体积稳定性不良，硬化后浆体不密实，气泡、针隙类空隙多，与预应力筋粘结不实，浆体中甚至有断纹，孔道不饱满，高点外浆体起粉等施工中出现的问题。

复合搅拌物可以有效解决施工现场配制过程中各种外加剂兼容性不良、水泥与减水剂适应性差等问题，以及新拌浆体泌水大、易离析分层，浆体中微沫多、流动性不好，凝结时间不适中，浆体压浆时往往不顺畅、易堵管，施工速度慢等直接关乎桥梁结构的耐久性及安全施工使用问题。

引气减水剂具有引气、减水、增强作用，明显地降低混凝土表面张力，改善混凝土的和易性，提高混凝土的流动性、可塑性和抗折强度，减少泌水和离析，提高混凝土抗渗性、抗冻融性和耐久性等，引气减水剂加入混凝土中可产生均匀稳定并且不易破坏的小气泡，适宜用于港口、码头、水利工程、抗冻融、防腐、防渗工程等要求有一定含气量的混凝土。

聚羧酸减水剂具有分散作用，它能使硅酸盐水泥成为细小的、彼此分离的单个粒子，均匀的分散在水中，还能使水泥微粒表层形成一层稳定的水膜，从而增加压浆料的和易性，减少水泥用量。

纤维膨胀剂在混凝土中乱向分布形成立体网状结构，膨胀组份补偿收缩，可再分散高分子聚合物，起到粘结憎水的作用。MPC聚合物纤维膨胀剂是国内新一代多功能抗裂型聚合物纤维膨胀剂，它是以可再分散高分子聚合物，三元膨胀组份及高强度的聚丙烯纤维，经科学复配而成，具有早强、膨胀、补偿收缩和提高混凝土抗裂抗渗的作用。

消泡剂为聚醚类消泡剂，聚醚消泡剂的酯化后，既保存聚醚类消泡剂耐高温、易于分散、表面张力低、稳定性好等优点，又因酯化后水分子与聚氧乙烯链间的氢键被削弱，使得其亲油性增加，亲水性进一步降低，有利于降低表面张力，使其活性变高，消泡能力增强。

防沉剂的使用用于浆体沉降、解决泌水的问题。

防冻剂的使用是将水泥浆液中的自由水在-5～0℃时不结冰，以保证水泥水化反应的正常进行

碳纤维的加入，使拉伸强度可成倍提高，抗弯强度也随碳纤维加入量的增加而直线上升，短切碳纤维价格低，尤其是沥青基碳纤维，容易被建材市场接受。碳纤维还具有优良的耐酸、耐碱和耐候性特性，即使是采用强碱性水泥也不会发生腐蚀。此外，碳纤维具有电磁屏蔽性和导电性能，是功能建筑材料和智能建筑材料的附加特性，将短碳纤维、聚丙烯腈纤维加入新混凝土中，制成高性能纤维混凝土新结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所提供的压浆料具有合适的初凝时间和终凝时间，又可以很大程度的增大浆体的强度、流动性，减小浆体的离析、泌水，减少后期收缩；还能提高浆体与钢筋、孔道壁之间的粘结力，防止了钢筋的锈蚀，同时抗压强度与抗折强度均较高，性能稳定，使用简单方便，可广泛应用在如公路桥涵施工中。

(1)：按照本发明配方和生产方法得到的高聚物孔道压浆料，能够轻松地配制出满足《公路桥涵施工技术规范》要求的、合格的孔道压浆混合液，减少承包商更换水泥的麻烦，合理利用当地地材，节约运输成本，降低工程造价；

(2)：本发明通过选择特定组分、特定配比配制成的压浆料，在保证减少施工时间的同时，压浆料凝结时间不至于过短引起施工不便；

(3)：本发明提供的压浆料，早期强度发展迅速且强度高，自密实性好，体积稳定性能好，对环境适应性强；同时后期强度持续增长，具有优异的长期强度和长期强度增长率；

(4)：本发明的外加剂可提高水泥的耐水性，能在潮湿路面以及下雨等不利天气进行施工，在不显著增加用水量的情况下明显改善产品的流动性，提高产品的密实度，改善产品的状态和性能；

(5)：本发明中压浆料的原料组分安全无毒环保，具有较高的实用价值和良好的应用前景。

具体实施方式

下面对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：一种高聚物孔道压浆料，按质量份数计，包括如下组分：硅酸盐水泥70～90份、活性矿物掺和料5～25份、复合搅拌物10～30份、引气减水剂2～5份、聚羧酸高效减水剂3～5份、纤维膨胀剂20～35份、消泡剂0.2～0.5份、防沉剂0.03～0.08份、防冻剂0.2～0.5份、碳纤维0.5～1.0份；

其中，硅酸盐水泥为42.5标号以上的硅酸盐水泥；

其中，活性矿物掺和料按重量份数计，包括以下原料：粒化高炉矿渣20～40份、硬石膏2～10份、三乙醇胺磷酸盐0.3～0.5份；活性矿物掺和料的制备方法为：将粒化高炉矿渣破碎至0.5～5mm，得到细料；将所得细料与硬石膏混合均匀，得到混合料；在所得混合料中加入三乙醇胺磷酸盐后，进行粉磨至比表面积≥450m2/kg，得到活性矿物掺和料。

其中，复合搅拌物包括粉煤灰、石灰粉、水和活性矿物掺和料。复合搅拌物的制备方法为：将粉煤灰、石灰粉按质量比0.8:1进行混合，搅拌均匀，得原料；将水、所得原料按质量比5:1进行混合，搅拌2～3min，之后在90～100℃下进行7～8d的高温蒸汽养护，每隔1～2d采用球磨机研磨，再养护，得养护物；将养护物在温度60～70℃下烘干、过筛，得过筛物；将过筛物在温度400～500℃下煅烧，得煅烧物；按质量比2～3:1～2，将活性矿物掺和料、煅烧物进行混合，搅拌均匀，得到复合搅拌物。

其中，引气减水剂和聚羧酸高效减水剂均为粉剂，引气减水剂为采用多种表面活性脂类或盐类配制而成的缓凝引气高效减水剂，其中，表面活性脂类或盐类包括松香热聚物、松香皂、十二烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基苯酚聚氧乙烯醚。

其中，纤维膨胀剂为MPC聚合物纤维膨胀剂。

其中，消泡剂为聚醚类消泡剂或聚四甲基硅氧烷类消泡剂。

其中，防沉剂为低粘度纤维素。

其中，防冻剂为亚硝酸钠、氯化钙、亚硝酸钙和尿素中的一种或几种的混合物。

其中，碳纤维为沥青基碳纤维。

实施例2：实施例1中高聚物孔道压浆料的制备方法，包括如下步骤：

(1)胶凝材料的粉磨：将硅酸盐水泥、活性矿物掺和料与复合搅拌物按重量份数称量后混合，得到混合料A，将混合料A磨至比表面积为500～600㎡/kg，均化后得到胶凝材料B；

(2)将引气减水剂、聚羧酸高效减水剂、纤维膨胀剂、消泡剂、防沉剂、防冻剂和碳纤维按重量份数称量后，放入砂浆搅拌机中，进行搅拌混合，得到混合料C，其中搅拌速度为1000r/min；

(3)将胶凝材料B和混合料C按比例加入到混合磨机中充分混合，经过均化处理后得到的成品进入成品包装罐内，检验包装，得到高聚物孔道压浆料。

对实施例1中高聚物孔道压浆料的性能进行测试，结果如下：

从上表看出，本发明所提供的压浆料具有合适的初凝时间和终凝时间，又可以很大程度的增大浆体的强度、流动性，减小浆体的离析、泌水，减少后期收缩；还能提高浆体与钢筋、孔道壁之间的粘结力，防止了钢筋的锈蚀，同时抗压强度与抗折强度均较高，性能稳定，使用简单方便，可广泛应用在如公路桥涵施工中。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围。