本發(fā)明屬于建筑用錨固材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)機(jī)植筋膠及其制備方法。

背景技術(shù)：

植筋膠在建筑結(jié)構(gòu)是加固中應(yīng)用較為廣泛，目前，常用的植筋膠為有機(jī)植筋膠。有機(jī)植筋膠是由合成樹(shù)脂、填充材料及化學(xué)助劑組成的建筑結(jié)構(gòu)粘接加固材料。有機(jī)植筋膠有它顯著的優(yōu)點(diǎn)，如：錨固力強(qiáng)、施工簡(jiǎn)捷、材料成本低、耐腐蝕性等特點(diǎn)，適用于新老建筑物聯(lián)接、建筑物抗震加固、設(shè)備基礎(chǔ)錨固以及磚混建筑結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)。但是有機(jī)植筋膠也有它難以克服的缺點(diǎn)，如：（1）與混凝土的彈性模量相差太大、耐濕熱性能差、易老化、有毒性、價(jià)格高等理化性質(zhì)缺陷；（2）施工條件要求嚴(yán)，在施工現(xiàn)場(chǎng)很難實(shí)現(xiàn)先植后焊工藝，增大了施工的難度；（3）使用溫度范圍窄，不能在太低或者太高溫度下施工和使用。

由此，無(wú)機(jī)植筋膠應(yīng)運(yùn)而生，無(wú)機(jī)植筋膠是由無(wú)機(jī)礦物微粉和無(wú)機(jī)固化劑水溶液雙組份組成。它是利用膠體化學(xué)作用，在無(wú)機(jī)固化劑水溶液的作用下，不同的活性微粒子產(chǎn)生高效率的離子交換，生成新無(wú)機(jī)植筋膠粘材料，無(wú)機(jī)植筋膠具有耐高溫、不老化、與混凝土彈性模量相近等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)無(wú)機(jī)植筋膠也存在早期強(qiáng)度低、粘結(jié)強(qiáng)度不足的缺陷，嚴(yán)重阻礙了無(wú)機(jī)植筋膠的發(fā)展及工程應(yīng)用。因此，亟待開(kāi)發(fā)一種具有高早期強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度的無(wú)機(jī)植筋膠產(chǎn)品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有無(wú)機(jī)植筋膠存在早期強(qiáng)度低、粘結(jié)強(qiáng)度不足的缺陷，提供了一種無(wú)機(jī)植筋膠及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

一種無(wú)機(jī)植筋膠，包括如下重量份數(shù)的組份：50～60份石英砂、18～24份普通硅酸鹽水泥、10～13份球磨物、6～9份氧化鋁、3～5份甲酸鈣、1～2份減水劑。

所述減水劑為聚羧酸系減水劑。

所述球磨物的制備方法，包括如下步驟：

（1）取苯丙乳液、乙二醇及乙烯基三乙氧基硅烷放入容器中，設(shè)定溫度為105～110℃，攪拌，再加入膨潤(rùn)土，繼續(xù)攪拌，冷卻至室溫，出料，收集出料物；

（2）將出料物置于15～20℃下靜置，過(guò)濾，收集濾渣，將濾渣進(jìn)行烘干，收集烘干后的濾渣，將烘干后的濾渣與骨炭進(jìn)行混合球磨，收集球磨物，即可。

所述步驟（1）中苯丙乳液的固含量為45.3～47.2%，粘度為960～1300mpa·s。

所述步驟（1）中苯丙乳液、乙二醇及乙烯基三乙氧基硅烷的質(zhì)量比為6～8:4～7:2～4。

所述步驟（1）中膨潤(rùn)土的加入量為苯丙乳液質(zhì)量的80～90%。

所述步驟（2）中烘干后的濾渣與骨炭的質(zhì)量比為6:3～5。

一種無(wú)機(jī)植筋膠的制備方法，包括如下制備步驟：

a.按重量份數(shù)配比，進(jìn)行取原料；

b.將原料放入攪拌機(jī)中進(jìn)行高速攪拌，收集攪拌混合物，再將攪拌混合物與水混合均勻，即可得無(wú)機(jī)植筋膠。

所述的攪拌混合物與水的質(zhì)量比為6:2～3。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明在乙二醇活化作用下，利用乙烯基三乙氧基硅烷對(duì)苯丙乳液進(jìn)行改性，使其形成核殼狀物質(zhì)的乳液，利用核殼狀物質(zhì)的乳液對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性，增加了粘結(jié)強(qiáng)度，再與骨炭進(jìn)行球磨活化，提高顆粒內(nèi)部離子交換能力，降低了本發(fā)明無(wú)機(jī)植筋膠的凝結(jié)時(shí)間，增加了早期強(qiáng)度；

（2）本發(fā)明通過(guò)球磨物降低無(wú)機(jī)植筋膠的凝結(jié)時(shí)間，增加早期強(qiáng)度，同時(shí)利用甲酸鈣促進(jìn)了普通硅酸鹽水泥的粘結(jié)強(qiáng)度，添加氧化鋁增加了力學(xué)性能。

具體實(shí)施方式

減水劑選用聚羧酸系減水劑。

球磨物的制備方法，包括如下步驟：

（1）按質(zhì)量比為6～8:4～7:2～4，取苯丙乳液、乙二醇及乙烯基三乙氧基硅烷放入容器中，設(shè)定溫度為105～110℃，以150r/min攪拌2～3h，再加入苯丙乳液質(zhì)量80～90%的膨潤(rùn)土，繼續(xù)攪拌4～6h，冷卻至室溫，出料，收集出料物；

（2）將出料物置于15～20℃下靜置2～4h，過(guò)濾，收集濾渣，將濾渣放入75℃烘箱1～2h烘干，收集烘干后的濾渣，按質(zhì)量比為6:3～5，將烘干后的濾渣與骨炭放入球磨機(jī)中，再向球磨機(jī)中加入烘干后的濾渣質(zhì)量4～6倍，直徑為50mm的鋼球，以500r/min球磨40～50min，收集球磨物，即可。

本發(fā)明優(yōu)選的苯丙乳液的指標(biāo)：固含量為45.3～47.2%，粘度為960～1300mpa·s。

本發(fā)明的無(wú)機(jī)植筋膠，包括如下重量份數(shù)的組份：50～60份石英砂、18～24份普通硅酸鹽水泥、10～13份球磨物、6～9份氧化鋁、3～5份甲酸鈣、1～2份減水劑。

本發(fā)明無(wú)機(jī)植筋膠的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：

a.按重量份數(shù)配比，進(jìn)行取原料；

b.將原料放入攪拌機(jī)中以800r/min高速攪拌10～15min，收集攪拌混合物，再按質(zhì)量比為6:2～3，將攪拌混合物與水混合均勻，即可得無(wú)機(jī)植筋膠。

實(shí)例1

減水劑選用聚羧酸系減水劑（生產(chǎn)廠家：山東世紀(jì)興華建材科技有限公司，型號(hào)：jcpca-1）。

球磨物的制備方法，包括如下步驟：

（1）按質(zhì)量比為6:4:2，取苯丙乳液、乙二醇及乙烯基三乙氧基硅烷放入容器中，設(shè)定溫度為105℃，以150r/min攪拌2h，再加入苯丙乳液質(zhì)量80%的膨潤(rùn)土，繼續(xù)攪拌4h，冷卻至室溫，出料，收集出料物；

（2）將出料物置于15℃下靜置2h，過(guò)濾，收集濾渣，將濾渣放入75℃烘箱1h烘干，收集烘干后的濾渣，按質(zhì)量比為2:1，將烘干后的濾渣與骨炭放入球磨機(jī)中，再向球磨機(jī)中加入烘干后的濾渣質(zhì)量4倍，直徑為50mm的鋼球，以500r/min球磨40min，收集球磨物，即可。

本發(fā)明優(yōu)選的苯丙乳液的指標(biāo)：固含量為45.3%，粘度為960mpa·s。

本發(fā)明的無(wú)機(jī)植筋膠，包括如下重量份數(shù)的組份：50份石英砂、18份普通硅酸鹽水泥、10份球磨物、6份氧化鋁、3份甲酸鈣、1份減水劑。

本發(fā)明無(wú)機(jī)植筋膠的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：

a.按重量份數(shù)配比，進(jìn)行取原料；

b.將原料放入攪拌機(jī)中以800r/min高速攪拌10min，收集攪拌混合物，再按質(zhì)量比為3:1，將攪拌混合物與水混合均勻，即可得無(wú)機(jī)植筋膠。

實(shí)例2

減水劑選用聚羧酸系減水劑（生產(chǎn)廠家：山東世紀(jì)興華建材科技有限公司，型號(hào)：jcpca-1）。

球磨物的制備方法，包括如下步驟：

（1）按質(zhì)量比為7:6:3，取苯丙乳液、乙二醇及乙烯基三乙氧基硅烷放入容器中，設(shè)定溫度為108℃，以150r/min攪拌2h，再加入苯丙乳液質(zhì)量85%的膨潤(rùn)土，繼續(xù)攪拌5h，冷卻至室溫，出料，收集出料物；

（2）將出料物置于18℃下靜置3h，過(guò)濾，收集濾渣，將濾渣放入75℃烘箱1h烘干，收集烘干后的濾渣，按質(zhì)量比為3:2，將烘干后的濾渣與骨炭放入球磨機(jī)中，再向球磨機(jī)中加入烘干后的濾渣質(zhì)量5倍，直徑為50mm的鋼球，以500r/min球磨45min，收集球磨物，即可。

本發(fā)明優(yōu)選的苯丙乳液的指標(biāo)：固含量為46.3%，粘度為1130mpa·s。

本發(fā)明的無(wú)機(jī)植筋膠，包括如下重量份數(shù)的組份：55份石英砂、21份普通硅酸鹽水泥、12份球磨物、8份氧化鋁、4份甲酸鈣、1份減水劑。

本發(fā)明無(wú)機(jī)植筋膠的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：

a.按重量份數(shù)配比，進(jìn)行取原料；

b.將原料放入攪拌機(jī)中以800r/min高速攪拌13min，收集攪拌混合物，再按質(zhì)量比為3:1，將攪拌混合物與水混合均勻，即可得無(wú)機(jī)植筋膠。

實(shí)例3

減水劑選用聚羧酸系減水劑（生產(chǎn)廠家：山東世紀(jì)興華建材科技有限公司，型號(hào)：jcpca-1）。

球磨物的制備方法，包括如下步驟：

（1）按質(zhì)量比為8:7:4，取苯丙乳液、乙二醇及乙烯基三乙氧基硅烷放入容器中，設(shè)定溫度為110℃，以150r/min攪拌3h，再加入苯丙乳液質(zhì)量90%的膨潤(rùn)土，繼續(xù)攪拌6h，冷卻至室溫，出料，收集出料物；

（2）將出料物置于20℃下靜置4h，過(guò)濾，收集濾渣，將濾渣放入75℃烘箱2h烘干，收集烘干后的濾渣，按質(zhì)量比為6:5，將烘干后的濾渣與骨炭放入球磨機(jī)中，再向球磨機(jī)中加入烘干后的濾渣質(zhì)量6倍，直徑為50mm的鋼球，以500r/min球磨50min，收集球磨物，即可。

本發(fā)明優(yōu)選的苯丙乳液的指標(biāo)：固含量為47.2%，粘度為1300mpa·s。

本發(fā)明的無(wú)機(jī)植筋膠，包括如下重量份數(shù)的組份：60份石英砂、24份普通硅酸鹽水泥、13份球磨物、9份氧化鋁、5份甲酸鈣、2份減水劑。

本發(fā)明無(wú)機(jī)植筋膠的制備方法，其特征在于，包括如下制備步驟：

a.按重量份數(shù)配比，進(jìn)行取原料；

b.將原料放入攪拌機(jī)中以800r/min高速攪拌15min，收集攪拌混合物，再按質(zhì)量比為2:1，將攪拌混合物與水混合均勻，即可得無(wú)機(jī)植筋膠。

對(duì)比例：上海某復(fù)合材料有限公司生產(chǎn)的注射式無(wú)機(jī)植筋膠。

使用方法：首先在尺寸為120mm×1200mm×90mm（長(zhǎng)×寬×厚）的混凝土預(yù)制件上鉆孔，控制鉆孔深度為60mm，并清除孔內(nèi)灰塵及碎屑，隨后將無(wú)機(jī)植筋膠注入孔內(nèi)，同時(shí)立即將直徑為6mm的光圓鋼筋旋轉(zhuǎn)插入孔內(nèi)固定，待插入完成后，靜置使植筋膠固化即可。

對(duì)實(shí)例1～3制得的無(wú)機(jī)植筋膠和對(duì)比例的注射式無(wú)機(jī)植筋膠使用性能進(jìn)行檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果如表1所示：

表1

綜上所述，本發(fā)明制得的無(wú)機(jī)植筋膠具有較高的早期強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)固化時(shí)間較快，滿足高強(qiáng)快凝的要求，是一種理想的建筑錨固材料。