【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，涉及預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，具體涉及一種早強(qiáng)低收縮預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

背景技術(shù)：

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)因其相比于普通混凝土具有強(qiáng)度高、抗裂性好、剛度大、自重小和耐久性好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于我國公路、橋梁以及土木建筑工程中。目前，我國大部分預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在施工過程中為了穿入預(yù)應(yīng)力鋼筋，通常需要在加工是預(yù)留孔道，這些預(yù)留孔道就需要孔道壓漿料進(jìn)行填充?？椎缐簼{料作為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體系中非常重要的工序之一，要求其具有有效防止預(yù)應(yīng)力筋的銹蝕，提供混凝土與預(yù)應(yīng)力筋之間良好的粘結(jié)力，使得預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的截面完整，保證整個(gè)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件體系具有良好的力學(xué)性能以及耐久性等作用，因此，預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的研究越來越引起大家的關(guān)注。

目前，我國的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料主要是由膠凝材料、礦粉、減水劑、膨脹劑、緩凝劑等多種材料混合而成的材料，因其沒有摻入粗細(xì)集料，漿液在凝結(jié)后存在嚴(yán)重的收縮情況，早期裂縫問題嚴(yán)重，從而導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力混凝土在凝固后，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性、力學(xué)性能和耐久性均產(chǎn)生了不利的影響。同時(shí)，因?yàn)槲覈壳暗念A(yù)應(yīng)力壓漿料配料的多樣化和多變性等問題，新拌漿液的流動(dòng)性和穩(wěn)定性差，施工性能弱，且極易產(chǎn)生離析分層和泌水，硬化后的漿體密實(shí)度不夠，孔隙率大，與預(yù)應(yīng)力筋之間的粘結(jié)力不夠牢靠，因此預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的配料依舊存在很大的改進(jìn)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種早強(qiáng)低收縮預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料及其制備方法，既可以保證預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料所必須的水化條件，有效減少漿體的凝結(jié)收縮，在施工過程中具有良好的流動(dòng)性和體積穩(wěn)定性，以及良好的力學(xué)性能和耐久性的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

早強(qiáng)低收縮預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)包括以下材料：

90％～92％的水泥，2％～3.5的活性礦物粉，0.008％～0.01％的聚丙烯酰胺，0.1％～0.4％的吸水樹脂，0.2％～0.4％的減水劑，4％～10％的秸稈灰，0.2％～0.4％的經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性的鋁粉，0.2％～0.4％的消泡劑，余量為水。

進(jìn)一步，所述水泥為42.5的普通硅酸鹽水泥。

進(jìn)一步，所述的活性礦物粉由0.5％～2％的超細(xì)凹凸棒土和1.5％的煤氣化殘?jiān)M成。

進(jìn)一步，超細(xì)凹凸棒土含水量≤15％，細(xì)度為200目，黏度≥3000cps。

進(jìn)一步，煤氣化殘?jiān)?xì)度為200目。

進(jìn)一步，所述的減水劑為占?jí)簼{料總質(zhì)量0.2％的聚丙烯酰胺－聚乙烯乙二醇支鏈減水劑。

進(jìn)一步，所述的秸稈灰細(xì)度≤100目。

進(jìn)一步，用于進(jìn)行鋁粉改性的硅烷偶聯(lián)劑為kh-570。

進(jìn)一步，所述的消泡劑為占?jí)簼{料總質(zhì)量0.2％的有機(jī)硅消泡劑。

一種制備早強(qiáng)低收縮預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的方法，該方法包括以下步驟：

步驟一：按質(zhì)量稱取上述各材料；

步驟二：將稱取好的減水劑噴霧成分布均勻的粉末狀，細(xì)度小于100目；

步驟三：在硅烷偶聯(lián)劑中加入適量的水，將其配制成濃度為0.8％的溶液，加入已稱取好的鋁粉，超聲震蕩處理，將其進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物用水清洗數(shù)次后烘干即得到改性鋁粉；

步驟四：將稱取好的以上原材料一同加入攪拌機(jī)中，攪拌后即得到該早強(qiáng)低收縮預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

本發(fā)明的早強(qiáng)低收縮預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，將具有礦物活性的超細(xì)凹凸棒土和煤氣化殘?jiān)?，增粘作用明顯的聚丙烯酰胺，一定儲(chǔ)水－保水性能的吸水樹脂以及良好流動(dòng)性的秸稈灰混合而成。該預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料不僅具有早期強(qiáng)度高、流動(dòng)性和體積穩(wěn)定性好、凝結(jié)收縮小、微膨脹效應(yīng)，而且還保證了預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)力，混凝土強(qiáng)度和抗凍性大幅度提高。

本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比，有益的技術(shù)效果是：

(1)本發(fā)明所提供的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料中的包括新型功能高分子材料吸水樹脂，不僅具有良好的儲(chǔ)水－保水作用，在一定程度上調(diào)節(jié)了漿體內(nèi)部的濕度分布，保證了漿體在水化過程中的需水量，促進(jìn)硅酸鹽水泥和秸稈灰的二次水化，提高漿體的早期強(qiáng)度，并且具有一定的微膨脹作用、保持漿體體積穩(wěn)定性以及提高漿體抗凍性能，有效的解決了漿液在凝結(jié)后所存在嚴(yán)重的收縮情況和早期裂縫問題，從而達(dá)到提高結(jié)構(gòu)的安全性、力學(xué)性能和耐久性的目的。

(2)本發(fā)明所提供的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料中的聚丙烯酰胺在顆粒之間相互架橋鏈接，具有良好的增粘效果、黏合作用以及提高漿體強(qiáng)度的作用。

(3)另外本發(fā)明中所提供的秸稈灰成分，可以有效的改善新拌漿體的流動(dòng)性，鋁粉成分不僅可以起到膨脹作用，而且可以提高漿體強(qiáng)度。因此，聚丙烯酰胺、秸稈灰和鋁粉的摻入可以產(chǎn)生協(xié)同作用，從而達(dá)到保證新拌漿液的流動(dòng)性和穩(wěn)定性，減少新拌漿液且極易產(chǎn)生離析分層和泌水，且還保證了預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼筋之間的粘結(jié)力，提高預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件強(qiáng)度。

(4)本發(fā)明所提供的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料中的聚丙烯酰胺－聚乙烯乙二醇支鏈減水劑為一種新型高效減水劑，該減水劑可以對(duì)漿體起到增強(qiáng)、引起、緩凝、保水等方面的作用，而且摻量小，分散度高。

(5)本發(fā)明對(duì)鋁粉進(jìn)行了表面化學(xué)改性，即首先加水使得硅烷偶聯(lián)劑發(fā)生水解反應(yīng)，然后再發(fā)生脫水縮合反應(yīng)而多聚體，加入鋁粉后，進(jìn)行超聲震蕩和攪拌處理后，這些多聚體就會(huì)和鋁粉表面的羥基充分發(fā)生氫鍵鍵合，最后通過在一定溫度下進(jìn)行干燥，則鋁粉表面的羥基發(fā)生脫水反應(yīng)，這樣，在鋁粉的表面就攜帶有反應(yīng)性官能團(tuán)，這就使得鋁粉與水的接觸角變小，更容易參與反應(yīng)，起到良好的膨脹效果。另外，改性后的鋁粉的分散度相對(duì)較高，親水性增大。

(6)本發(fā)明的整個(gè)制備工藝流程也相對(duì)較為簡單，不需要專業(yè)的技術(shù)人員操作指導(dǎo)，只需要按照本發(fā)明的敘述操作進(jìn)行即可。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

實(shí)施例1

本實(shí)例給出了一種預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，以重量計(jì)，有以下原材料組成：90％的普通硅酸鹽水泥，1％超細(xì)凹凸棒土，1.5％煤氣化殘?jiān)?.008％的聚丙烯酰胺，0.1％吸水樹脂，0.2％的減水劑，5％的秸稈灰，0.3％的鋁粉，0.008％的硅烷偶聯(lián)劑，0.2％的消泡劑，余量為水。

上述預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的制備方法包括以下步驟：

步驟一：按質(zhì)量稱取上述各原材料；

步驟二：將稱取好的減水劑噴霧成分布均勻的粉末狀，細(xì)度用100目篩篩余量小于1％；

步驟三：在稱取好的硅烷偶聯(lián)劑中加入適量的水，將其配置成濃度為0.8％的溶液，加入已稱取好的鋁粉，超聲震蕩處理4min，再在25℃下攪拌2.5h，將其進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物用水清洗數(shù)次后，在120℃下烘干12h，即得到改性鋁粉，細(xì)度小于200目。

步驟四：將稱取好的以上原材料一同加入攪拌機(jī)中，在30℃的攪拌溫度下，攪拌時(shí)間為4分鐘，攪拌結(jié)束后即得到該預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

實(shí)施例2

本實(shí)例給出了一種預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，以重量計(jì)，有以下原材料組成：90％的普通硅酸鹽水泥，0.5％超細(xì)凹凸棒土，1.5％煤氣化殘?jiān)?.008％的聚丙烯酰胺，0.2％吸水樹脂，0.2％的減水劑，8％的秸稈灰，0.3％的鋁粉，0.008％的硅烷偶聯(lián)劑，0.2％的消泡劑，余量為水。

上述預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的制備方法包括以下步驟：

步驟一：按質(zhì)量稱取上述各原材料；

步驟二：將稱取好的減水劑噴霧成分布均勻的粉末狀，細(xì)度用100目篩篩余量小于1％；

步驟三：在稱取好的硅烷偶聯(lián)劑中加入適量的水，將其配置成濃度為0.8％的溶液，加入已稱取好的鋁粉，超聲震蕩處理4min，再在25℃下攪拌2.5h，將其進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物用水清洗數(shù)次后，在120℃下烘干12h，即得到改性鋁粉，細(xì)度小于200目。

步驟四：將稱取好的以上原材料一同加入攪拌機(jī)中，在30℃的攪拌溫度下，攪拌時(shí)間為4分鐘，攪拌結(jié)束后即得到該預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

實(shí)施例3

本實(shí)例給出了一種預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，以重量計(jì)，有以下原材料組成：92％的普通硅酸鹽水泥，0.5％超細(xì)凹凸棒土，1.5％煤氣化殘?jiān)?.01％的聚丙烯酰胺，0.2％吸水樹脂，0.2％的減水劑，8％的秸稈灰，0.3％的鋁粉，0.008％的硅烷偶聯(lián)劑，0.2％的消泡劑，余量為水。

上述預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的制備方法包括以下步驟：

步驟一：按質(zhì)量稱取上述各原材料；

步驟二：將稱取好的減水劑噴霧成分布均勻的粉末狀，細(xì)度用100目篩篩余量小于1％；

步驟三：在稱取好的硅烷偶聯(lián)劑中加入適量的水，將其配置成濃度為0.8％的溶液，加入已稱取好的鋁粉，超聲震蕩處理4min，再在25℃下攪拌2.5h，將其進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物用水清洗數(shù)次后，在120℃下烘干12h，即得到改性鋁粉，細(xì)度小于200目。

步驟四：將稱取好的以上原材料一同加入攪拌機(jī)中，在25℃的攪拌溫度下，攪拌時(shí)間為4分鐘，攪拌結(jié)束后即得到該預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

實(shí)施例4

本實(shí)例給出了一種預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，以重量計(jì)，有以下原材料組成：92％的普通硅酸鹽水泥，1％超細(xì)凹凸棒土，1.5％煤氣化殘?jiān)?.01％的聚丙烯酰胺，0.4％吸水樹脂，0.2％的聚丙烯酰胺－聚乙烯乙二醇支鏈減水劑，10％的秸稈灰，0.3％的鋁粉，0.008％的硅烷偶聯(lián)劑，0.2％的消泡劑，余量為水。

上述預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的制備方法包括以下步驟：

步驟一：按質(zhì)量稱取上述各原材料；

步驟二：將稱取好的減水劑噴霧成分布均勻的粉末狀，細(xì)度用100目篩篩余量小于1％；

步驟三：在稱取好的硅烷偶聯(lián)劑中加入適量的水，將其配置成濃度為0.8％的溶液，加入已稱取好的鋁粉，超聲震蕩處理4min，再在25℃下攪拌2.5h，將其進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物用水清洗數(shù)次后，在120℃下烘干12h，即得到改性鋁粉，細(xì)度小于200目。

步驟四：將稱取好的以上原材料一同加入攪拌機(jī)中，在25℃～30℃的攪拌溫度下，攪拌時(shí)間為4分鐘，攪拌結(jié)束后即得到該預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

性能測試

按照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(jtp/tf50-2011)對(duì)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁孔道壓漿技術(shù)條件技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定，對(duì)上述實(shí)例制得的預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料進(jìn)行性能測試，其具體性能指標(biāo)如下：

實(shí)施例5

本實(shí)例給出了一種預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，以重量計(jì)，有以下原材料組成：91％的普通硅酸鹽水泥，1.5％超細(xì)凹凸棒土，1.5％煤氣化殘?jiān)?.009％的聚丙烯酰胺，0.4％吸水樹脂，0.3％的減水劑，4％的秸稈灰，0.2％的鋁粉，0.008％的硅烷偶聯(lián)劑，0.3％的消泡劑，余量為水。

上述預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的制備方法包括以下步驟：

步驟一：按質(zhì)量稱取上述各原材料；

步驟二：將稱取好的減水劑噴霧成分布均勻的粉末狀，細(xì)度用100目篩篩余量小于1％；

步驟三：在稱取好的硅烷偶聯(lián)劑中加入適量的水，將其配置成濃度為0.8％的溶液，加入已稱取好的鋁粉，超聲震蕩處理4min，再在25℃下攪拌2.5h，將其進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物用水清洗數(shù)次后，在120℃下烘干12h，即得到改性鋁粉，細(xì)度小于200目。

步驟四：將稱取好的以上原材料一同加入攪拌機(jī)中，在25℃～30℃的攪拌溫度下，攪拌時(shí)間為4分鐘，攪拌結(jié)束后即得到該預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

實(shí)施例6

本實(shí)例給出了一種預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料，以重量計(jì)，有以下原材料組成：90％的普通硅酸鹽水泥，2％超細(xì)凹凸棒土，1.5％煤氣化殘?jiān)?.01％的聚丙烯酰胺，0.4％吸水樹脂，0.4％的減水劑，4％的秸稈灰，0.4％的鋁粉，0.008％的硅烷偶聯(lián)劑，0.4％的消泡劑，余量為水。

上述預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料的制備方法包括以下步驟：

步驟一：按質(zhì)量稱取上述各原材料；

步驟二：將稱取好的減水劑噴霧成分布均勻的粉末狀，細(xì)度用100目篩篩余量小于1％；

步驟三：在稱取好的硅烷偶聯(lián)劑中加入適量的水，將其配置成濃度為0.8％的溶液，加入已稱取好的鋁粉，超聲震蕩處理4min，再在25℃下攪拌2.5h，將其進(jìn)行過濾，過濾產(chǎn)物用水清洗數(shù)次后，在120℃下烘干12h，即得到改性鋁粉，細(xì)度小于200目。

步驟四：將稱取好的以上原材料一同加入攪拌機(jī)中，在25℃～30℃的攪拌溫度下，攪拌時(shí)間為4分鐘，攪拌結(jié)束后即得到該預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料。

以上實(shí)例可以看出，該早強(qiáng)低收縮預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料不僅可以很大程度的增大漿體流動(dòng)性，減小漿體的離析、泌水，提高漿體的早期強(qiáng)度，減少漿體的收縮，減少早期裂縫產(chǎn)生；另外，漿體與鋼筋之間具有良好的粘結(jié)力，阻止了鋼筋的銹蝕。因此，本發(fā)明若應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力孔道壓漿料中，將會(huì)很大程度的改善壓漿料在使用過程中所產(chǎn)生的各種缺陷，提高預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能和耐久性。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式僅限于此，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。