一種徐放型水泥基膠凝材料用塑性膨脹劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水泥基膠凝材料化工技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種水泥基膠凝材料拌合物 失去塑性階段前能持續(xù)產(chǎn)生一定膨脹補(bǔ)償水泥基膠凝材料早期收縮的徐放型水泥基膠凝 材料用塑性膨脹劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵道部于2008年頒布的TB/T3192-2008《鐵路后張法預(yù)應(yīng)力混凝±梁管道壓漿技 術(shù)條件》明確提出禁止使用高堿性膨脹劑或W侶粉為膨脹源的膨脹劑，即限制了氧化巧類 膨脹劑和侶粉在壓漿料中的使用。目前常使用的侶酸鹽、硫侶酸鹽、氧化儀類膨脹劑膨脹效 應(yīng)較為滯后，在24h內(nèi)基本沒自由膨脹，無法彌補(bǔ)壓漿料的塑性收縮，用于壓漿料的膨脹劑 必須在早期塑性階段具有為膨脹性能，補(bǔ)償漿體的塑性收縮，確保壓漿料在孔道內(nèi)的充盈 度性能指標(biāo)。此外，塑性收縮也關(guān)乎于水泥基材料的耐久性問題，尤其是水泥基材料的收縮 引起的體積非穩(wěn)定性已成為水泥基材料耐久性劣化的根本原因之一。塑性膨脹劑的組分設(shè) 計(jì)和開發(fā)，在防止混凝±結(jié)構(gòu)開裂，確?；炷荔w積穩(wěn)定性上，具有重要的研究意義。
[0003] 在水泥基膠凝材料塑性階段1~化內(nèi)，采用市面常見的膨脹劑，即使是復(fù)合高膨 脹型侶酸巧-硫侶酸巧-氧化巧類膨脹劑也不能彌補(bǔ)水泥漿體塑性階段的化學(xué)收縮、自收 縮等收縮問題；而傳統(tǒng)金屬粉末類膨脹劑由于反應(yīng)速度快，發(fā)氣量大、氣孔大，發(fā)氣不均勻， 使其內(nèi)部形成微小的裂紋，不利于混凝±強(qiáng)度及耐久性發(fā)展。
[0004] CN 101240163A公開了一種油井水泥膨脹劑，是通過加入70%輕巧和30%偶氮化 合物反應(yīng)而成的。CN 102491669 A公開了一種水泥基灌漿料專用塑性膨脹劑，其重量百分 比組分為：塑性膨脹源：3.0%~5.0%;硬脂酸醋：0.05%~0. 15%;催化劑：5.0~10. 0%; 生石灰：25. 0%~50. 0%;保水劑：35. 0%~60. 0%。CN 102491667 A公開一種新型的水 泥基材料收縮補(bǔ)償用塑性膨脹劑，其原料包括如下重量份的組分：海帶粉或海藻粉2~30 份；硫侶酸巧膨脹劑5~35份；引氣劑0. 005~0. 5份；新戊二醇0. 2~1份；微細(xì)合成纖 維0~1. 2份；磨細(xì)礦渣粉10~40份；膨潤±5~30份。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)狀，旨在提供一種可有效的維持水泥基材料的體積穩(wěn) 定性或可控的對水泥基膠凝材料收縮進(jìn)行補(bǔ)償膨脹；可提高水泥基材料的耐久性及其擴(kuò)大 水泥基材料的應(yīng)用范圍；可充分保證灌漿施工所需時(shí)間，能滿足不同氣候條件施工的徐放 型水泥基膠凝材料用塑性膨脹劑及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)方式為，一種徐放型水泥基膠凝材料用塑性膨脹劑及其制備方 法，由下述重量份數(shù)的原料制成：
[0007] 脂肪族偶氮化合物：35-45份；
[000引 N-亞硝基化合物：30-40份；
[0009] 發(fā)泡助劑：10-20份；
[0010] 泡沫穩(wěn)定劑：5-15份；
[0011] 所述脂肪族偶氮化合物為偶氮二甲酯胺、偶氮二甲酸二異丙醋、偶氮二甲酸二乙 醋或偶氮二異下臘；
[0012] 所述N-亞硝基化合物為N，N'-二亞硝基五次甲基四胺或N，N'-二甲基-N，N'-二 亞硝基對苯二甲酯胺；
[0013] 所述發(fā)泡助劑為硬脂酸巧、硬脂酸鋒、棚砂、丙=醇、乙酸鋒、二乙二醇中的一種或 幾種；
[0014] 所述泡沫穩(wěn)定劑為甲基丙締酸異下醋、硅油、不飽和聚酸聚氧乙締聚氧丙締酸中 的一種或幾種。
[0015] 一種徐放型水泥基膠凝材料用塑性膨脹劑的制備方法，具體步驟如下：
[0016] 1)將質(zhì)量份數(shù)為5-20份發(fā)泡助劑和5-15份泡沫穩(wěn)定劑中的液體組分混合在一 起，
[0017] 所述發(fā)泡助劑為硬脂酸巧、硬脂酸鋒、棚砂、丙=醇、乙酸鋒、二乙二醇中的一種或 幾種；
[0018] 所述泡沫穩(wěn)定劑為甲基丙締酸異下醋、硅油、不飽和聚酸聚氧乙締聚氧丙締酸中 的一種或幾種；
[0019] 2)在小型球磨機(jī)加入30-50份脂肪族偶氮化合物、20-40份N-亞硝基化合物和步 驟1)中的發(fā)泡助劑和泡沫穩(wěn)定劑中的固體組分；
[0020] 所述脂肪族偶氮化合物為偶氮二甲酯胺、偶氮二甲酸二異丙醋、偶氮二甲酸二乙 醋或偶氮二異下臘；
[0021] 所述N-亞硝基化合物為N，N'-二亞硝基五次甲基四胺或N，N'-二甲基-N，N'-二 亞硝基對苯二甲酯胺；
[0022] 3)在步驟2)的粉磨過程中加入步驟1)的液體混合組分，待兩種組分粉磨均勻后， 控制粒度小于80ym，即得到徐放型水泥基膠凝材料用塑性膨脹劑。
[0023] 本發(fā)明參照《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/TF50-2011)標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)一種W無 機(jī)與有機(jī)高分子材料復(fù)合而成，同時(shí)添加各種特殊功能性組份的塑性膨脹劑產(chǎn)品，要求總 堿量和氯離子含量低，不含侶粉類膨脹劑，對提高水泥漿防腐、耐久、抗?jié)B具有顯著的作用。 產(chǎn)品能有效補(bǔ)償漿體在塑性和硬化階段的收縮，在低水膠比狀態(tài)下大幅提高漿體的流動(dòng)性 能，具有一定程度抗沉降、抗離析和防止泌水效果。
[0024] 本發(fā)明的塑性膨脹劑在一定的溫度和水泥漿的堿性條件下開始發(fā)氣，且由于穩(wěn)定 劑的作用，產(chǎn)生的氣體形成微小氣泡并均勻穩(wěn)定地存在于水泥漿中，不相互聚結(jié)運(yùn)移；可有 效的維持水泥基材料的體積穩(wěn)定性或可控的對水泥基膠凝材料收縮進(jìn)行補(bǔ)償膨脹，對提高 水泥基材料的耐久性及其擴(kuò)大水泥基材料的應(yīng)用范圍具有重要的實(shí)際意義。
[00巧]本產(chǎn)品具有W下特點(diǎn)：
[0026] 1.脂肪族偶氮化合物、N-亞硝基化合物發(fā)氣組分中的氣體中含有氨氣，釋放后 溶解于漿體中，轉(zhuǎn)變?yōu)檎扯扔|變組分，在保證漿高流動(dòng)性的基礎(chǔ)上，合理改善漿體體系的粘 度，進(jìn)而提高漿體抗離析和泌水的能力，提高了拌合物的和易性；
[0027] 2、本發(fā)明的塑性膨脹劑含脂肪族偶氮化合物、N-亞硝基化合物雙效膨脹源，可使 漿體在塑性及硬化階段均產(chǎn)生適度膨脹，W補(bǔ)償水泥漿體的早期收縮和自身體積變形。漿 體早期不產(chǎn)生收縮，24h膨脹率> 0. 4%，28d后膨脹率< 0. 07%，可確保后期體積的穩(wěn)定 性；
[0028] 3、發(fā)泡助劑、泡沫穩(wěn)定劑中的醇類物質(zhì)具有適度緩凝功能，可充分保證灌漿施工 所需時(shí)間，其緩凝時(shí)間可據(jù)季節(jié)做相應(yīng)調(diào)整，故能滿足不同氣候條件施工的需要。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明的徐放型水泥基膠凝材料用塑性膨脹劑由下述重量份數(shù)的原料制成：
[0030] 脂肪族偶氮化合物：35-45份；
[0031]N-亞硝基化合物：30-40份；
[0032] 發(fā)泡助劑：10-20份；
[0033] 泡沫穩(wěn)定劑：5-15份；
[0034] 所述脂肪族偶氮化合物為偶氮二甲酯胺、偶氮二甲酸二異丙醋、偶氮二甲酸二乙 醋或偶氮二異下臘的一種；
[0035] 所述脂肪族偶氮化合物優(yōu)選為35-45份偶氮二甲酯胺，該物質(zhì)具有較強(qiáng)的反應(yīng)突 發(fā)性，在水泥基膠凝材料水化漿液中，其預(yù)見反應(yīng)式如下：
[0037] 所述脂肪族偶氮化合物優(yōu)選為25-35份N，N'-二亞硝基五次甲基四胺，該物質(zhì)具 有較強(qiáng)的反應(yīng)突發(fā)性，在水泥基膠凝材料水化漿液中，其預(yù)見反應(yīng)式如下：
[0038]
[0039] 所述N-亞硝基化合物為N，N'-二亞硝基五次甲基四胺或N，N'-二甲基-N，N'-二 亞硝基對苯二甲酯胺；
[0040] 所述發(fā)泡助劑為硬脂酸巧、硬脂酸鋒、棚砂、丙=醇、乙酸鋒、二乙二醇中的一種或 幾種；
[0041] 所述發(fā)泡助劑優(yōu)選為為10份硬脂酸巧和5份二乙二醇的組合物。
[0042] 所述泡沫穩(wěn)定劑為甲基丙締酸異下醋、硅油、不飽和聚酸聚氧乙締聚氧丙締酸中 的一種或幾種。
[0043] 所述泡沫穩(wěn)定劑優(yōu)選為為5份甲基丙締酸異下醋和2份硅油的組合物。
[0044] 本發(fā)明的徐放型水泥基膠凝材料用塑性膨脹劑在水泥砂漿、混凝±、水泥基灌漿 材料或水泥基修補(bǔ)砂漿中的滲入量為水泥基膠凝材料質(zhì)量的0. 1-0. 5%〇。
[0045] 下面用具體實(shí)施例詳述本發(fā)明。
[0046] 實(shí)施例1
[0047] 1)將質(zhì)量份數(shù)為10份硬脂酸巧和5份二乙二醇，5份甲基丙締酸異下醋和2份娃 油中的固體組分和液體組分分別混合均勻；
[0048] 2)在小型球磨機(jī)加入45份偶氮二甲酯胺、33份N，N'-二亞硝基五次甲基四胺和 步驟1)中的發(fā)泡助劑和泡沫穩(wěn)定劑中的預(yù)先混合均勻的固體組分；
[0049] 3)在步驟2)的在粉磨過程中加入步驟I)的液體混合組分，待兩種組分粉磨均勻 后