一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其各原料按質(zhì)量百分比計為水泥23％～34％，微珠3％～5％，磷渣復(fù)合粉5％～7.5％，硅灰2.5％～3.5％，石英粉2.5％～3.5％，細(xì)集料46％～55％，減水劑0.7％～1％，消泡劑0.01％～0.03％，膨脹劑2.5％～3.5％，早強(qiáng)劑0.5％～1％。本發(fā)明是以水泥為主要膠凝材料，利用硅灰，微珠，磷渣復(fù)合粉三種水化活性不同的礦物摻合料，并輔以與此膠材體系相匹配的化學(xué)外加劑及級配合理的骨料體系，使灌漿料具有早期及后期強(qiáng)度高，流動性能好，膨脹性能可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于高精度設(shè)備安裝，設(shè)備基礎(chǔ)二次灌漿，螺栓錨固，裂縫修補(bǔ)，孔道灌漿等。
【專利說明】一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于無機(jī)灌漿材料領(lǐng)域，具體涉及到一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，水泥基材料已然成為應(yīng)用最為廣泛的人造建筑材料，由于其高強(qiáng)，耐久性 好，取材廣泛，成本低廉，現(xiàn)已大量運(yùn)用于各類建筑交通工程。但在使用過程中，它也存在一 些局限性，如脆性大，在溫濕度交替作用下易開裂等，尤其是應(yīng)用于道路方面的水泥基材料 在車輛荷載、循環(huán)磨損和所處環(huán)境因素的作用下更容易出現(xiàn)表面剝蝕、拱起，開裂等現(xiàn)象。 此外，隨著機(jī)械設(shè)備朝著大型化、精密化的方向發(fā)展，設(shè)備安裝對精度和速度提出了更高的 要求，對基礎(chǔ)灌漿、鋼筋描固所使用材料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求更為迫切。為此，國內(nèi)外從20世 紀(jì)80年代開始研制用于裂縫修補(bǔ)和設(shè)備安裝等用途的無機(jī)灌漿材料。
[0003] 無機(jī)灌漿材料是一種以各類水泥為基材，在低水膠比的基礎(chǔ)上加入細(xì)集料和一些 功能助劑，如減水劑、調(diào)凝劑、膨脹劑、消泡劑等配制出來的高強(qiáng)砂漿，它不僅具有很大的流 動度、而且早期強(qiáng)度高并伴有早期微膨脹的性質(zhì)。目前水泥灌漿料的發(fā)展也存在一些不足， 主要包括灌漿料早期塑性膨脹不夠?qū)е碌呐c基體的有效承載面小、表面空洞以及后期強(qiáng)度 發(fā)展慢的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種大流態(tài) 微膨高強(qiáng)灌漿料，具有早期及后期強(qiáng)度高，流動性能好，膨脹性能可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。
[0005] 本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，包括水泥、微珠、磷渣復(fù)合粉、硅灰、石英粉、細(xì)集料、 減水劑、消泡劑、膨脹劑、早強(qiáng)劑，各原料按質(zhì)量百分比計為水泥23%?34%，微珠3%? 5%，磷渣復(fù)合粉5%?7. 5%，硅灰2. 5%?3. 5%，石英粉2. 5%?3. 5%，細(xì)集料46%? 55,減水劑0· 7%?1%，消泡劑0· 01 %?0· 03%，膨脹劑2. 5%?3. 5%，早強(qiáng)劑0· 5%? 1%。
[0007] 按上述方案，所述微珠為粉煤灰經(jīng)過濕排灰一高壓水沖洗一浮選一收集一脫水干 燥一混珠一除雜一后續(xù)處理等流程分選出來的空心漂珠，其比表面積為850?1000m 2/kg。
[0008] 按上述方案，所述磷渣復(fù)合粉為磷渣粉和石灰石粉的混合物。優(yōu)選地，所述磷渣復(fù) 合粉按質(zhì)量百分比計為磷渣粉70?90%，石灰石粉10?30%，兩者之和為100%。其中， 磷渣粉的比表面積為650?700m 2/kg，石灰石粉的比表面積為500?600m2/kg，混合后磷渣 復(fù)合粉的比表面積為600?650m 2/kg。
[0009] 按上述方案，所述娃灰中活性二氧化娃含量不小于90 %，比表面積為20000? 25000m2/kg。
[0010] 按上述方案，所述石英粉為粒徑分別在120?200目、200?260目、260?325目、 325?600目的石英粉混合而成。優(yōu)選地，所述石英粉按質(zhì)量百分比計，各粒徑石英粉為： 120?200目石英粉10?30 %，200?260目石英粉20?35 %，260?325目石英粉20? 40 %，325?600目石英粉30?50 %，各粒徑石英粉質(zhì)量百分比之和滿足100 %。
[0011] 按上述方案，所述細(xì)集料為水洗機(jī)制砂和石英砂的混合物。優(yōu)選地，所述細(xì)集料按 質(zhì)量百分比計為水洗機(jī)制砂50?70%，石英砂30?50%，兩者之和為100%。其中，所述 水洗機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為I. 0?1. 2,石粉含量不大于1 %，MB值不大于I. 0 ;所述石英砂的 細(xì)度模數(shù)為0.7?1.5。
[0012] 按上述方案，所述減水劑為粉狀聚羧酸高性能減水劑，減水率不小于30%。
[0013] 按上述方案，所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。
[0014] 按上述方案，所述膨脹劑為塑性膨脹劑、MgO膨脹劑和硫鋁酸鈣膨脹劑的混合物。 優(yōu)選地，所述膨脹劑按質(zhì)量百分比計，各組分含量為：塑性膨脹劑2?5 %，MgO膨脹劑20? 35 %，硫鋁酸鈣膨脹劑60?75 %，各組分之和為100 %。
[0015] 按上述方案，所述早強(qiáng)劑為三乙醇胺、硫酸鈉、碳酸鋰和甲酸鈣中的一種或幾種按 任意比例的混合物。優(yōu)選地，所述早強(qiáng)劑按質(zhì)量百分比計，各組分含量為：三乙醇胺0? 20%，硫酸鈉0?40%，碳酸鋰0?40%，甲酸鈣50?100%，各組分之和為100%。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明取得的有益效果為：
[0017] (1)本發(fā)明是以水泥為主要膠凝材料，適量摻入硅灰、微珠、磷渣復(fù)合粉等粒徑不 同的超細(xì)礦物摻合料，可逐級完善粉料體系的顆粒級配，降低粉料體系的物理水用量。由于 礦物摻合料的水化活性不同，復(fù)摻可有效提高灌漿料早期及后期強(qiáng)度。
[0018] (2)本發(fā)明中的微珠是粉煤灰經(jīng)過特殊工藝分選出的亞微米級玻璃體球狀顆粒。 盡管比表面積大幅增加會需要更多的濕潤水，但其密實(shí)填充效應(yīng)又大幅減少孔隙水，因此 適量摻入微珠對灌漿料的工作性沒有不利影響。在摻有高效減水劑和低水灰比的灌漿料膠 材體系下，由于其良好的填充效應(yīng)，反而能夠大幅度提高灌漿料的工作性。再者，微珠本身 的水化活性較高，在后期將與水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次水化反應(yīng)，有利于灌漿料 后期強(qiáng)度的發(fā)展。
[0019] (3)本發(fā)明中的磷渣粉是電爐法生產(chǎn)黃磷時所產(chǎn)生的固體廢棄物，本身具有一定 的水化活性，但由于磷渣粉中含有大量可溶性的P、F等緩凝組分，單摻磷渣粉存在灌漿料 初凝時間較長，早期強(qiáng)度低等問題。在磷渣粉中復(fù)合部分石灰石粉后，除了能夠有效控制灌 漿料的凝結(jié)時間外，還可顯著提高灌漿料的工作性能和后期力學(xué)性能。
[0020] (4)本發(fā)明中摻入級配合理的石英粉，即能有效抑制水泥水化產(chǎn)物的凝聚，減小灌 楽料30min的流動度損失，還可減小灌楽料的體積收縮。
[0021] (5)本發(fā)明在水洗機(jī)制砂的基礎(chǔ)上復(fù)合了適量的石英砂，在保證細(xì)集料合理級配 的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了細(xì)集料的骨料效應(yīng)，有利于灌漿料力學(xué)性能的提高。
[0022] (6)本發(fā)明中所使用的有機(jī)硅消泡劑，耐堿性強(qiáng)，在灌漿料中的強(qiáng)堿環(huán)境下能夠迅 速消除漿料中的氣泡，并且抑泡持久，可大幅提高灌漿料的力學(xué)性能，消除灌漿料與基體接 觸面的麻面現(xiàn)象。
[0023] (7)本發(fā)明中所使用的膨脹劑復(fù)合了性能不同的三類膨脹劑，塑性膨脹劑可在水 泥水化初期發(fā)生水解并釋放出氣體，使得灌漿料在塑性階段產(chǎn)生微膨脹，從而避免了因灌 漿料沉降所導(dǎo)致的與基體接觸面積過小，表面空洞等問題；復(fù)合摻入適量的硫鋁酸鈣膨脹 劑和MgO膨脹劑可保證灌漿料中后期的膨脹性能。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明不 僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0025] 本發(fā)明的實(shí)施例需按配比準(zhǔn)確稱量各種原料，稱量誤差須小于1 %，各原料組分均 能從市場上購買獲得。
[0026] 下述實(shí)施例中所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級為52. 5,其比表面積為 360m2/kg ;減水劑為粉狀聚羧酸高性能減水劑，減水率為36%，消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；磷 渣粉的比表面積為650?700m2/kg，石灰石粉的比表面積為500?600m 2/kg。
[0027] 實(shí)施例1
[0028] -種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其原料按質(zhì)量百分比計為：普通硅酸鹽水泥23%， 硅灰3 %，微珠5 %，磷渣復(fù)合粉7 %，石英粉3 %，細(xì)集料54. 79 %，減水劑0. 7 %，消泡劑 0.01%，膨脹劑3%，早強(qiáng)劑0.5%。
[0029] 本實(shí)施例中，硅灰中活性二氧化硅含量為92%，比表面積為20000m2/kg ;微珠的 比表面積為850m2/kg ;磷渣復(fù)合粉中磷渣粉的質(zhì)量百分比為70%，石灰石粉的質(zhì)量百分 比為30%，磷渣復(fù)合粉的比表面積為610m2/kg ;石英粉中各粒徑石英粉按質(zhì)量百分比計為 120?200目石英粉15 %，200?260目石英粉20 %，260?325目石英粉30 %，325?600 目石英粉35%。細(xì)集料中按質(zhì)量百分比計為水洗機(jī)制砂70%，石英砂30% ;其中，水洗機(jī) 制砂的細(xì)度模數(shù)為1. 〇,石粉含量〇. 8%、MB值0. 4 ;所述石英砂的細(xì)度模數(shù)為0. 8。膨脹 劑中塑性膨脹劑、MgO膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑的質(zhì)量百分比分別為早強(qiáng) 劑由碳酸鋰和甲酸鈣復(fù)合而成，其中碳酸鋰的質(zhì)量百分比為35%，甲酸鈣的質(zhì)量百分比為 65%。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其各組分按質(zhì)量百分比計為：普通硅酸鹽水泥 33 %，加密硅灰3. 5 %，微珠3 %，磷渣復(fù)合粉6 %，石英粉3 %，細(xì)集料47. 08 %，減水劑 0. 9 %，消泡劑0. 02 %，膨脹劑2. 5 %，早強(qiáng)劑1 %。
[0032] 本實(shí)施例中，硅灰中活性二氧化硅含量為92%，比表面積為22000m2/kg ;微珠的 比表面積為950m2/kg ;磷渣復(fù)合粉中磷渣粉的質(zhì)量百分比為80%，石灰石粉的質(zhì)量百分 比為20%，磷渣復(fù)合粉的比表面積為630m2/kg ;石英粉中各粒徑石英粉按質(zhì)量百分比計為 120?200目石英粉20 %，200?260目石英粉25 %，260?325目石英粉20 %，325?600 目石英粉35%。細(xì)集料中水洗機(jī)制砂的質(zhì)量百分比為60%，石英砂的質(zhì)量百分比為40% ; 其中，水洗機(jī)制砂細(xì)度模數(shù)為1. 1，石粉含量0. 6%、MB值0. 4 ;石英砂的細(xì)度模數(shù)為1. 0。膨 脹劑中塑性膨脹劑、MgO膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑的質(zhì)量百分比分別為早 強(qiáng)劑由三乙醇胺和甲酸鈣復(fù)合而成，其中三乙醇胺的質(zhì)量百分比為20%，甲酸鈣的質(zhì)量百 分比為80%。
[0033] 實(shí)施例3
[0034] 一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其各組分按質(zhì)量百分比計為：普通硅酸鹽水泥 34 %，加密硅灰3. 5 %，微珠3 %，磷渣復(fù)合粉5 %，石英粉3. 5 %，細(xì)集料46. 47 %，減水劑 1 %，消泡劑0. 03 %，膨脹劑2. 5 %，早強(qiáng)劑1 %。
[0035] 本實(shí)施例中，硅灰中活性二氧化硅含量為94%，比表面積為25000m2/kg ;微珠的 比表面積為IOOOmVkg ;磷渣復(fù)合粉中磷渣粉的質(zhì)量百分比為90%，石灰石粉的質(zhì)量百分 比為10%，磷渣復(fù)合粉的比表面積為650m2/kg ;石英粉中各粒徑石英粉按質(zhì)量百分比計為 120?200目石英粉10 %，200?260目石英粉20 %，260?325目石英粉20 %，325?600 目石英粉50%;細(xì)集料中水洗機(jī)制砂的質(zhì)量百分比為50%，石英砂的質(zhì)量百分比為50%;其 中，水洗機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)為1.2,石粉含量0.4%、MB值0.2 ;石英砂細(xì)度模數(shù)為1.5。膨 脹劑中塑性膨脹劑、MgO膨脹劑、硫鋁酸鈣膨脹劑的質(zhì)量百分比分別為早 強(qiáng)劑由三乙醇胺、硫酸鈉、碳酸鋰和甲酸鈣復(fù)合而成，其質(zhì)量百分比分別為 和 55%。
[0036] 制備本發(fā)明所述大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料時只需將實(shí)施例中各種原料按配比準(zhǔn)確 稱量，再混合均勻，使用時只需要加入水?dāng)嚢杈鶆蚣纯?，即根?jù)灌漿料的使用特點(diǎn)選擇適當(dāng) 的水料比（水料比即用水量與干料的比例質(zhì)量比）攪拌均勻即可。
[0037] 應(yīng)用測試：本發(fā)明實(shí)施例1?3制備的大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料的應(yīng)用測試效果如 表1所示。其中，流動度測試嚴(yán)格按照GB 50119-2003附錄A，堅向膨脹率測試嚴(yán)格按照GB 50119-2003附錄C，抗壓強(qiáng)度嚴(yán)格按照GB/T 17671-1999,對鋼筋的銹蝕作用嚴(yán)格按照GB 8076-1997附錄B，泌水率嚴(yán)格按照GB/T 50080的相關(guān)步驟進(jìn)行。
[0038]表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于其原料包括水泥、微珠、磷渣復(fù)合粉、硅 灰、石英粉、細(xì)集料、減水劑、消泡劑、膨脹劑、早強(qiáng)劑，各原料按質(zhì)量百分比計為水泥23%? 34%，微珠3%?5%，磷渣復(fù)合粉5%?7. 5%，硅灰2. 5%?3. 5%，石英粉2. 5%?3. 5%， 細(xì)集料46%?55%，減水劑0? 7%?1%，消泡劑0? 01%?0? 03%，膨脹劑2. 5%?3. 5%， 早強(qiáng)劑〇. 5%?1%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述微珠為粉煤灰 分選出來的空心漂珠，其比表面積為850?1000m2/kg。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述磷渣復(fù)合粉為 磷渣粉和石灰石粉的混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述磷渣復(fù)合粉按 質(zhì)量百分比計為磷渣粉70?90%，石灰石粉10?30%，兩者之和為100% ;所述磷渣復(fù)合 粉的比表面積為600?650m2/kg。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述石英粉為粒徑 分別在120?200目、200?260目、260?325目、325?600目的石英粉混合而成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述石英粉按質(zhì) 量百分比計，各粒徑石英粉為：120?200目石英粉10?30 %，200?260目石英粉20? 35 %，260?325目石英粉20?40 %，325?600目石英粉30?50 %，各粒徑石英粉質(zhì)量 百分比之和滿足100%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述細(xì)集料為水洗 機(jī)制砂和石英砂的混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述膨脹劑為塑性 膨脹劑、MgO膨脹劑和硫鋁酸鈣膨脹劑的混合物。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述膨脹劑按質(zhì) 量百分比計，各組分含量為：塑性膨脹劑2?5%，MgO膨脹劑20?35%，硫鋁酸鈣膨脹劑 60?75%，各組分之和為100%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大流態(tài)微膨高強(qiáng)灌漿料，其特征在于所述早強(qiáng)劑為三 乙醇胺、硫酸鈉、碳酸鋰和甲酸鈣中的一種或幾種按任意比例的混合物。
【文檔編號】C04B28/00GK104402345SQ201410709682
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】陳景, 甘戈金, 盧佳林, 劉永道, 黃海珂, 王晶晶 申請人:中建商品混凝土成都有限公司