橋梁支座砂漿及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種橋梁支座砂漿及其生產(chǎn)方法，其特征在于：包括以下重量份數(shù)的原料：其中，級配石英砂45～60份、42.5硫鋁酸鹽水泥30～40份、42.5普硅水泥5～15份、U型膨脹劑1～10份、減水劑0.1～1份、保水劑0.1～0.5份、早強劑0.01～0.1份、緩凝劑0.2～1份、消泡劑0.01～0.03份。本發(fā)明的橋梁支座砂漿成本低廉、性能優(yōu)異、質(zhì)量穩(wěn)定，具有砂漿漿體流動度高、初終凝間隔時間短、強度發(fā)展快、良好的微膨脹特性，可廣泛用于高速鐵路、高速公路、交通橋梁等的橋梁支座的砂漿及其生產(chǎn)方法。
【專利說明】橋梁支座砂漿及其生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料的加工領(lǐng)域，特別是涉及一種可廣泛用于高速鐵路、高速公 路、交通橋梁等的橋梁支座的砂漿及其生產(chǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，我國高速鐵路建設(shè)正以世人矚目的速度進(jìn)行，尤其是時速超過350km/h 的客運專線里程數(shù)不斷增長，客運專線的建設(shè)對建筑工程的質(zhì)量和使用壽命提出了更高的 要求，在鐵路客運專線的橋梁施工設(shè)計中，為了提高質(zhì)量，提高使用年限，要求在橋梁支座 灌漿施工中采用耐久性更好的早強性砂漿材料。
[0003] 支座是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分，直接影響橋梁的使用壽命和結(jié)構(gòu)安全。其作用 主要有三個方面：一是將上部構(gòu)造恒載和活載可靠地傳遞給墩臺，并同時承受由荷載引起 的結(jié)構(gòu)端部水平位移、轉(zhuǎn)角等變形；二是適應(yīng)由于溫度、濕度等環(huán)境變化引起的結(jié)構(gòu)脹縮變 形；三是阻抗風(fēng)力、地震波等引起的結(jié)構(gòu)平移，減輕震動對結(jié)構(gòu)的不利影響。在我國，橡膠 支座技術(shù)相當(dāng)成熟，因其性能可靠、結(jié)構(gòu)簡單、安裝和使用方便、造價較低，可以吸收部分振 動，減小活載對橋梁結(jié)構(gòu)及墩臺的沖擊，具有減振、抗震和大變形量等特點，已基本取代了 剛性支座。
[0004]從節(jié)約成本和環(huán)境保護的角度考慮，高架橋梁代替路基成為高鐵的主要基礎(chǔ)形 式，以灌注樁、承臺、墩柱為線下結(jié)構(gòu)并架設(shè)預(yù)制箱梁。其中架梁的速度成為制約整個建設(shè) 速度的瓶頸之一，盆式橡膠支座的穩(wěn)固時間是該環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。為了提高架梁吊裝的速度，鐵 道部科學(xué)技術(shù)司發(fā)布的《客運專線橋梁盆式橡膠支座暫行技術(shù)條件》中，對盆式橡膠支座 安裝灌漿料提出了常溫下流動度>320mm、2h抗壓強度不宜低于20MPa的要求，這樣可以大 幅度縮短橋梁的吊裝時間；同時考慮到吊裝現(xiàn)場的施工速度，攪拌好的灌漿料不可能立刻 用完，因此要求灌漿料30min的流動度保留值>240mm，28d抗壓強度3 50Mpa，56d、90d強度 不倒縮。
[0005] 中國專利101486545A公開了一種膨脹可控型超早強支座砂漿材料及其制備方 法。該砂漿具有良好的流動性、早期強度高、后期強度不倒縮、膨脹性能好等優(yōu)點，但該砂漿 材料采用的膨脹劑和砂料成本昂貴，采用的添加劑組分摻量高，大大增加了材料成本，且含 有氯離子，對砂漿耐久性產(chǎn)生危害。
[0006] 根據(jù)鐵道部科學(xué)技術(shù)司發(fā)行的科技基[2005] 101號文件《客運專線橋梁盆式橡 膠支座暫行技術(shù)條件》提出的對盆式橡膠支座安裝灌漿料的要求，能夠滿足其性能要求的 產(chǎn)品較少。能夠同時兼顧高流動性、超早強性、微膨脹性、后期強度穩(wěn)定性和耐久性的砂漿 的相關(guān)研究報道較少。而且在支座砂漿的生產(chǎn)和施工應(yīng)用中，由于快硬水泥的特性，大多存 在要么緩凝過度，強度發(fā)展不上去，要么無法緩凝，流動度保持時間低于30分鐘等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是提供一種成本低廉、性能優(yōu)異、質(zhì)量穩(wěn)定，具有砂漿漿體流動度 高、初終凝間隔時間短、強度發(fā)展快、良好的微膨脹特性的橋梁支座砂漿及其生產(chǎn)方法。
[0008] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的： 一種橋梁支座砂漿，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：其中，級配石英砂45?60 份、42. 5硫鋁酸鹽水泥30?40份、42. 5普硅水泥5?15份、U型膨脹劑1?10份、減水劑 0. 1?1份、保水劑0. 1?0. 5份、早強劑0. 01?0. 1份、緩凝劑0. 2?1份、消泡劑0. 01? 〇. 03份；所述的減水劑為高性能聚羧酸減水劑，為聚酯型結(jié)構(gòu)；或者是聚醚型結(jié)構(gòu)。
[0009] 以上所述的U型膨脹劑包括無水硫鋁酸鈣2?4份、明礬石0.5?2份、石膏0.4? 1. 5份和表面活性劑0. 1?0. 5份，其制備方法是將無水硫鋁酸鈣、明礬石和石膏粉磨后經(jīng) 過1200°C煅燒成膨脹熟料，然后在所得熟料中加入表面活性劑，并繼續(xù)加熱到150?200°C 下充分混合。
[0010] 以上所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、烷基苯酚 聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
[0011] 以上所述的保水劑包括鈉基膨潤土和低粘度羥丙基甲基纖維素，鈉基膨潤土和低 粘度羥丙基甲基纖維素的重量比為2:1。
[0012] 以上所述的早強劑包括甲酸鈣、硫酸鐵、氯化鈣、膨潤土、三乙醇胺、檸檬酸；甲酸 鈣、硫酸鐵、氯化鈣、膨潤土、三乙醇胺、檸檬酸的重量比為4:3:5:1:0. 1。
[0013] 以上所述的早強劑的制備方法為按配方配比選取上述原料的甲酸鈣、硫酸鐵、氯 化鈣、膨潤土經(jīng)過粉磨，攪拌混合均勻后加水加熱至40?50°C;再將三乙醇胺和檸檬酸加 入到混合物中，并繼續(xù)加熱到70?80°C進(jìn)行催化反應(yīng)20?30min，冷卻后即得。
[0014] 以上所述的緩凝劑包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸鈉和硫酸鋁；糖蜜、硼砂、葡萄糖酸鈉 和硫酸鋁的重量比為0. 5:1:1: 1，所述的糖蜜是以蔗糖精制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢糖蜜為原 料，將廢糖蜜配成質(zhì)量濃度為20?30%的溶液，經(jīng)過300Da?700Da的納濾膜透析，透析液 經(jīng)過真空濃縮后即得，廢糖蜜的作用是一種絡(luò)合劑。
[0015] 以上所述的消泡劑為有機硅、異辛醇、二異丁基甲醇、二硬脂酰乙二胺和二棕櫚酰 乙二胺中兩種以上混合。
[0016] 本發(fā)明的橋梁支座砂漿的生產(chǎn)方法，其特征在于：將級配石英砂、42. 5硫鋁酸鹽 水泥、42. 5普硅水泥、U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強劑、緩凝劑、消泡劑按重量份數(shù)稱量 后，先將U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強劑、緩凝劑和消泡劑放入砂漿攪拌機中，在攪拌 速度為1000r/min進(jìn)行攪拌混合，然后將42. 5硫鋁酸鹽水泥和42. 5普硅水泥加入砂漿攪 拌機攪拌混合，最后將級配石英砂加入砂漿攪拌機中進(jìn)行攪拌5?10分鐘，得混合料后進(jìn) 入成品包裝罐內(nèi)，檢驗包裝，得到橋梁支座砂漿。
[0017] 本發(fā)明突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步是： 1、本發(fā)明的橋梁支座砂漿漿體流動度高，流動度保持大于30分鐘，具有良好的自流平 特性，澆灌后無需震搗即可填充全部空隙，施工簡單易行。
[0018] 2、本發(fā)明的橋梁支座砂漿體初終凝間隔時間短，強度發(fā)展快，并實現(xiàn)了初凝時間 的精準(zhǔn)控制，漿體攪拌好后35-43分鐘開始初凝，55分鐘左右終凝完成，從而保證了 2h的強 度發(fā)展。
[0019] 3、本發(fā)明的橋梁支座砂漿漿體初凝后強度發(fā)展快，2h>25Mpa，滿足架軌機車在 上面運行的強度要求，提高架軌速度和施工效率。
[0020] 4、本發(fā)明的橋梁支座砂漿漿體凝結(jié)后具有良好的微膨脹特性，保證澆灌的支座能 大面積的支撐橋梁，保證了橋梁的平衡和穩(wěn)定，保證了橋梁安全。
[0021] 5、本發(fā)明的橋梁支座砂漿漿體后期強度發(fā)展高，后期強度大于55Mpa，長期不倒 縮，抗折強度高（3lOMpa)，滿足高鐵支座灌漿的強度要求。
[0022] 6、本發(fā)明膨脹劑的膨脹速率能夠與砂漿的強度發(fā)展相協(xié)調(diào)，相同摻量下，膨脹性 能是普通砂漿的3倍，膨脹速率快，膨脹穩(wěn)定期早、對后期水分補充的依賴程度低，具有良 好的抗裂防滲功能。
[0023] 7、本發(fā)明的早強劑增大水泥水化速度，促進(jìn)混凝土的終凝，減少混凝土初終凝時 間間隔，同時使砂漿漿體的早期強度有較大提高，能夠加速漿體的凝結(jié)硬化，提高早期強 度。
[0024] 8、本發(fā)明采用硫鋁酸鹽水泥作為主要凝膠材料，并與42. 5普硅水泥進(jìn)行復(fù)配，達(dá) 到急凝的效果，由于普硅水泥具有較大的干縮性，因此需要用U型膨脹劑進(jìn)行摻和，以保證 砂漿的微膨脹特性。

【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作以下說明。
[0026] 實施例1 (一）原料及重量： 級配石英砂45份、42. 5硫鋁酸鹽水泥40份、42. 5普硅水泥15份、U型膨脹劑10份、 減水劑1份、保水劑0. 5份、早強劑0. 1份、緩凝劑1份、消泡劑0. 03份： 所述的減水劑為高性能聚羧酸減水劑，為聚酯型結(jié)構(gòu)；所述的U型膨脹劑包括無水硫 鋁酸鈣、明礬石、石膏和表面活性劑；所述的保水劑包括鈉基膨潤土和低粘度羥丙基甲基纖 維素；以上所述的早強劑包括甲酸鈣、硫酸鐵、氯化鈣、膨潤土、三乙醇胺、檸檬酸；所述的 緩凝劑包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸鈉和硫酸鋁；所述的消泡劑為有機硅、異辛醇和二異丁基 甲醇。
[0027](二）制作 將級配石英砂、42. 5硫鋁酸鹽水泥、42. 5普硅水泥、U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強 齊IJ、緩凝劑、消泡劑按重量份數(shù)稱量后，先將U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強劑、緩凝劑和 消泡劑放入砂漿攪拌機中，在攪拌速度為l〇〇〇r/min進(jìn)行攪拌混合，然后將42. 5硫鋁酸鹽 水泥和42. 5普硅水泥加入砂漿攪拌機攪拌混合，最后將級配石英砂加入砂漿攪拌機中進(jìn) 行攪拌5?10分鐘，得混合料后進(jìn)入成品包裝罐內(nèi)，檢驗包裝，得到橋梁支座砂漿。
[0028] 實施例2 (一）原料及重量： 級配石英砂50份、42. 5硫鋁酸鹽水泥35份、42. 5普硅水泥10份、U型膨脹劑4份、減 水劑0. 5份、保水劑0. 2份、早強劑0. 05份、緩凝劑0. 5份、消泡劑0. 02份： 所述的減水劑為高性能聚羧酸減水劑，為聚醚型結(jié)構(gòu)；所述的U型膨脹劑包括無水硫 鋁酸鈣、明礬石、石膏和表面活性劑；所述的保水劑包括鈉基膨潤土和低粘度羥丙基甲基纖 維素；以上所述的早強劑包括甲酸鈣、硫酸鐵、氯化鈣、膨潤土、三乙醇胺、檸檬酸；所述的 緩凝劑包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸鈉和硫酸鋁；所述的消泡劑為有機硅和二棕櫚酰乙二胺。
[0029](二）制作 將級配石英砂、42. 5硫鋁酸鹽水泥、42. 5普硅水泥、U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強 齊IJ、緩凝劑、消泡劑按重量份數(shù)稱量后，先將U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強劑、緩凝劑和 消泡劑放入砂漿攪拌機中，在攪拌速度為l〇〇〇r/min進(jìn)行攪拌混合，然后將42. 5硫鋁酸鹽 水泥和42. 5普硅水泥加入砂漿攪拌機攪拌混合，最后將級配石英砂加入砂漿攪拌機中進(jìn) 行攪拌5?10分鐘，得混合料后進(jìn)入成品包裝罐內(nèi)，檢驗包裝，得到橋梁支座砂漿。
[0030] 實施例3 (一）原料及重量： 級配石英砂55份、42. 5硫鋁酸鹽水泥38份、42. 5普硅水泥12份、U型膨脹劑8份、減 水劑0. 8份、保水劑0. 4份、早強劑0. 08份、緩凝劑0. 8份、消泡劑0. 02份： 所述的減水劑為高性能聚羧酸減水劑，為聚酯型結(jié)構(gòu)；所述的U型膨脹劑包括無水硫 鋁酸鈣、明礬石、石膏和表面活性劑；所述的保水劑包括鈉基膨潤土和低粘度羥丙基甲基纖 維素；以上所述的早強劑包括甲酸鈣、硫酸鐵、氯化鈣、膨潤土、三乙醇胺、檸檬酸；所述的 緩凝劑包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸鈉和硫酸鋁；所述的消泡劑為有機硅、異辛醇、二異丁基甲 醇和二硬脂酰乙二胺。
[0031](二）制作 將級配石英砂、42. 5硫鋁酸鹽水泥、42. 5普硅水泥、U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強 齊IJ、緩凝劑、消泡劑按重量份數(shù)稱量后，先將U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強劑、緩凝劑和 消泡劑放入砂漿攪拌機中，在攪拌速度為l〇〇〇r/min進(jìn)行攪拌混合，然后將42. 5硫鋁酸鹽 水泥和42. 5普硅水泥加入砂漿攪拌機攪拌混合，最后將級配石英砂加入砂漿攪拌機中進(jìn) 行攪拌5?10分鐘，得混合料后進(jìn)入成品包裝罐內(nèi)，檢驗包裝，得到橋梁支座砂漿。
[0032] 實施例4 (一）原料及重量： 級配石英砂60份、42. 5硫鋁酸鹽水泥30份、42. 5普硅水泥5份、U型膨脹劑1份、減 水劑0. 1份、保水劑0. 1份、早強劑0. 01份、緩凝劑0. 2份、消泡劑0. 01份： 所述的減水劑為高性能聚羧酸減水劑，為聚醚型結(jié)構(gòu)；所述的U型膨脹劑包括無水硫 鋁酸鈣、明礬石、石膏和表面活性劑；所述的保水劑包括鈉基膨潤土和低粘度羥丙基甲基纖 維素；以上所述的早強劑包括甲酸鈣、硫酸鐵、氯化鈣、膨潤土、三乙醇胺、檸檬酸；所述的 緩凝劑包括糖蜜、硼砂、葡萄糖酸鈉和硫酸鋁；所述的消泡劑為有機硅、二異丁基甲醇、二硬 脂酰乙二胺和二棕櫚酰乙二胺。
[0033](二）制作 將級配石英砂、42. 5硫鋁酸鹽水泥、42. 5普硅水泥、U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強 齊IJ、緩凝劑、消泡劑按重量份數(shù)稱量后，先將U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強劑、緩凝劑和 消泡劑放入砂漿攪拌機中，在攪拌速度為l〇〇〇r/min進(jìn)行攪拌混合，然后將42. 5硫鋁酸鹽 水泥和42. 5普硅水泥加入砂漿攪拌機攪拌混合，最后將級配石英砂加入砂漿攪拌機中進(jìn) 行攪拌5?10分鐘，得混合料后進(jìn)入成品包裝罐內(nèi)，檢驗包裝，得到橋梁支座砂漿。
[0034]本發(fā)明主要技術(shù)指標(biāo)：

【權(quán)利要求】
1. 一種橋梁支座砂漿，其特征在于，包括以下重量份數(shù)的原料：其中，級配石英砂45? 60份、42. 5硫鋁酸鹽水泥30?40份、42. 5普硅水泥5?15份、U型膨脹劑1?10份、減 水劑0. 1?1份、保水劑0. 1?0. 5份、早強劑0. 01?0. 1份、緩凝劑0. 2?1份、消泡劑 0. 01?0. 03份；所述的減水劑為高性能聚羧酸減水劑，為聚酯型結(jié)構(gòu)；或者是聚醚型結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁支座砂漿，其特征在于：所述的U型膨脹劑包括無水硫 錯酸I丐2?4份、明研^石0. 5?2份、石骨0. 4?1. 5份和表面活性劑0. 1?0. 5份，其制 備方法是將無水硫鋁酸鈣、明礬石和石膏粉磨后經(jīng)過1200°C煅燒成膨脹熟料，然后在所得 熟料中加入表面活性劑，并繼續(xù)加熱到150?200°C下充分混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的橋梁支座砂漿，其特征在于：所述的表面活性劑為十二烷基 苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、烷基苯酚聚氧乙烯醚中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁支座砂漿，其特征在于：所述的保水劑包括鈉基膨潤土 和低粘度羥丙基甲基纖維素，鈉基膨潤土和低粘度羥丙基甲基纖維素的重量比為2:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁支座砂漿，其特征在于：所述的早強劑包括甲酸鈣、硫酸 鐵、氯化鈣、膨潤土、三乙醇胺、檸檬酸；甲酸鈣、硫酸鐵、氯化鈣、膨潤土、三乙醇胺、檸檬酸 的重量比為4:3:5:1:0. 1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的橋梁支座砂漿，其特征在于：所述的早強劑的制備方法為按 配方配比選取上述原料的甲酸鈣、硫酸鐵、氯化鈣、膨潤土經(jīng)過粉磨，攪拌混合均勻后加水 加熱至40?50°C ;再將三乙醇胺和檸檬酸加入到混合物中，并繼續(xù)加熱到70?80°C進(jìn)行 催化反應(yīng)20?30min，冷卻后即得。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁支座砂漿，其特征在于：所述的緩凝劑包括糖蜜、硼砂、 葡萄糖酸鈉和硫酸鋁；糖蜜、硼砂、葡萄糖酸鈉和硫酸鋁的重量比為〇.5:1:1:1，所述的糖 蜜是以蔗糖精制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢糖蜜為原料，將廢糖蜜配成質(zhì)量濃度為20?30%的溶 液，經(jīng)過300Da?700Da的納濾膜透析，透析液經(jīng)過真空濃縮后即得。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的橋梁支座砂漿，其特征在于：所述的消泡劑為有機硅、異辛 醇、二異丁基甲醇、二硬脂酰乙二胺和二棕櫚酰乙二胺中兩種以上混合。
9. 如權(quán)利要求1所述的橋梁支座砂漿的生產(chǎn)方法，其特征在于：將級配石英砂、42. 5硫 鋁酸鹽水泥、42. 5普硅水泥、U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強劑、緩凝劑、消泡劑按重量份 數(shù)稱量后，先將U型膨脹劑、減水劑、保水劑、早強劑、緩凝劑和消泡劑放入砂漿攪拌機中， 在攪拌速度為l〇〇〇r/min進(jìn)行攪拌混合，然后將42. 5硫鋁酸鹽水泥和42. 5普硅水泥加入 砂漿攪拌機攪拌混合，最后將級配石英砂加入砂漿攪拌機中進(jìn)行攪拌5?10分鐘，得混合 料后進(jìn)入成品包裝罐內(nèi)，檢驗包裝，得到橋梁支座砂漿。
【文檔編號】C04B28/06GK104370511SQ201410570239
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】覃乃舟 申請人:廣西南寧柏睿通合成建材科技有限公司