專利名稱：一種后張法預應力混凝土孔道壓漿劑及制備方法、壓漿材料的制作方法
技術領域：
本發明屬于建筑材料技術領域，具體涉及一種后張法預應力混凝土孔道壓漿劑及制備方法、壓漿材料。
背景技術：
預應力混凝土技術是建設部“九五” “十五”期間重點推廣的新技術，它廣泛應用于建筑、橋梁和特種工程結構，是建筑技術中不可或缺的重要組成部分。保證預應力混凝土結構的使用壽命的關鍵技術就是使預應力孔道壓漿密實，減少預應力損失，并防止鋼筋銹蝕。后張法預應力混凝土孔道壓漿施工技術是一種新技術，是預應力混凝土施工過程的一道關鍵程序。在預應力混凝土結構中，壓漿質量的好壞直接影響結構的安全性和可靠性。 預應力混凝土孔道壓漿材料是保護預應力鋼筋不銹蝕，保證其與混凝土構件之間的有效傳遞，使后張預應力趕緊與整體結構良好連接成一體的關鍵材料，要求具有以下特征(1)較好的流動度；(2)泌水率低，不離析，無沉降；(3)具有合適的膨脹度；(4)適宜的凝結時間； (5)具有一定的抗折抗壓強度。壓漿材料是由壓漿劑、水泥和水按一定比例制成，壓漿劑的性能和水的用量直接影響壓漿材料的性能。為了進一步提高我國公路橋梁的質量，在新版的《公路橋涵施工技術規范》(JTG/T F 50-2011)中對壓漿材料提出了很高的要求，市場上常用的壓漿劑絕大多數不能滿足新規范的要求。

發明內容
針對現有技術中存在的不足之處，本發明的目的在于提供一種性能優良的壓漿劑及制備方法、壓漿材料，壓漿材料能很好滿足最新《公路橋涵施工技術規范》(JTG/T F 50-2011)的要求。為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下
一種后張法預應力混凝土孔道壓漿劑，其重量百分比組成為礦物摻合料65、5%、 減水劑2 10%、膨脹劑3 20%、防沉劑0. 2 0. 6%、消泡劑0. Π. 5%、緩凝劑0.廣5%、阻銹劑 0.廣5%，并且所述膨脹劑的含堿量小于0.5% (質量)、氯離子含量小于0.03% (質量)。所述礦物摻合料、減水劑、膨脹劑、防沉劑、消泡劑、緩凝劑、阻銹劑均可在本領域公知范圍之內進行選擇。優選地，所述礦物摻合料為石英粉、石膏粉、粉煤灰、高爐礦渣、方解石、硅灰粉、高嶺土、硅酸鹽水泥中的一種或幾種。優選地，所述減水劑為萘系、聚羧酸系、三聚氰胺系、氨基磺酸系中的一種或幾種。優選地，所述膨脹劑為硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、UEA-H中的一種或幾種，其重量百分比為優選3 10%，含堿量優選小于0. 3%。優選地，所述防沉劑為有機膨潤土、氣相法白炭黑、蓖麻油衍生物、羥乙基纖維素醚、甲基羥乙基纖維素醚、甲基羥丙基纖維素醚、分子量10(Γ100000的聚醚多元醇、聚醚多CN 102531502 A糖、分子量為50(Γ1000000的聚丙烯酰胺中的一種或幾種。優選地，所述消泡劑為天然油脂、聚醚類、高碳醇、聚硅氧烷、改性聚硅氧烷類中的一種或幾種。優選地，所述緩凝劑為磷酸鹽類、偏磷酸鹽類、硼砂、氟硅酸鈉、羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類、檸檬酸及其鹽類、葡萄糖酸及其鹽類、水楊酸及其鹽類、葡萄糖、蔗糖及其衍生物、糖蜜及其衍生物或多元醇類及其鹽類中的一種或幾種；所述阻銹劑為氨基醇類、氨基羧酸類、氨基酯類、有機硅類、有機物無機物混合類中的一種或幾種。一種利用所述后張法預應力混凝土孔道壓漿劑制備的壓漿材料將壓漿劑摻入水泥和水，攪拌均勻即制得后張法預應力混凝土孔道壓漿材料，壓漿劑水泥的質量比1 8^1 :12，水膠比為0. 26^0.觀。所述水泥可本領域公知常用范圍內選擇，比如強度等級大于 42. 5的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。水膠比用水量與所有膠凝材料的比值(重量)，本發明中膠凝材料指壓漿劑和硅酸鹽水泥的混合物。一種后張法預應力混凝土孔道壓漿劑的制備方法將礦物摻合料、減水劑、膨脹齊 、防沉劑、消泡劑、緩凝劑、阻銹劑混合均勻后制得后張法預應力混凝土管道壓漿劑。更好地，首先將減水劑、膨脹劑、消泡劑、防沉劑、緩凝劑、阻銹劑混合均勻，制成母料，然后將上述母料與礦物摻合料在剪切力作用下分散均勻，制得后張法預應力混凝土管道壓漿劑。剪切力時，攪拌機轉速不低于1200 r/min，優選在140(Tl800r/min之內，槳葉的線速度限制在20m/s內，優選控制在15 18m/s，攪拌時間l(Tl5min。本發明與現有技術相比，具有以下明顯優勢
1、本發明所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑是以水泥和硅灰粉等為主要原料，通過配方設計，按一定比例摻加適宜的外加劑配制而成，原材料來源廣泛。2、本發明所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑的制備方法工藝簡單，各組份按一定質量百分比混合，在攪拌設備中混合均勻即可，操作簡單，工藝重復性好，易于實現產業化。3、本發明所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑與硅酸鹽水泥和普通水泥的配伍性好，既能滿足工廠化生產的需要，也能滿足施工現場配制的需求。4、本發明所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑具有水膠比低，流動性好，不泌水，不分層，微膨脹，泵送性好，配方調整自由度大，操作簡單的特點。尤其是本發明所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑完全滿足公路橋涵施工技術規范(JTG/T F50-2011)的要求，特別適用于公路橋涵的孔道壓漿。
具體實施例方式以下實施例中，所述膨脹劑的含堿量小于0. 5% (質量)，更優選小于0. 3% (質量)， 氯離子含量小于0.03% (質量)。實施例1
各種物料按照以下質量百分比含量為 硅灰粉81. 0% 聚羧酸減水劑2. 5% 硫鋁酸鈣膨脹劑12.0%有機膨潤土防沉劑0. 5% 聚硅氧烷消泡劑0. 8% 偏磷酸鈉緩凝劑1.2% 氨基醇阻銹劑2. 0%
將以上物料混合置于攪拌機中攪拌，攪拌機轉速1400 r/min，槳葉的線速度16m/s，攪拌12min制得壓漿劑。將上述壓漿劑和強度等級為42. 5的硅酸鹽水泥按照1:9質量比進行混合，加水(水膠比0. 26)在制漿設備中攪拌均勻即制得壓漿材料。上述壓漿材料采用漏斗粘度計測1725ml留出時間，初始流動度為1 ，30min后流動度為14s，60min后流動度為18s ；池鋼絲泌水率為0J4h自由泌水率為0 ；3d后抗壓強度 25. 8MPa，抗折強度5. 7MPa ；初凝時間為8h，終凝時間為20h。實施例2
各種物料按照以下質量百分比含量為 石英粉42. 5% 高爐礦渣40. 0% 聚羧酸減水劑5. 0% 摻混凝土膨脹劑(UEA-H) 8. 0% 氣相法二氧化硅防沉劑0. 5% 聚醚類消泡劑0. 8% 硼砂緩凝劑1. 2% 有機硅阻銹劑2.0%
將以上物料混合置于攪拌機中攪拌，攪拌機轉速1400 r/min，槳葉的線速度15m/s，攪拌15min制得壓漿劑。將上述壓漿劑和普通硅酸鹽水泥按照1:8質量比進行混合，加水(水膠比0. 27)在制漿設備中攪拌均勻即制得壓漿材料。上述壓漿材料采用漏斗粘度計測1725mL留出時間，初始流動度為13s，30min后流動度為17s，60min后流動度為20s ；池鋼絲泌水率為0J4h自由泌水率為0 ；3d后抗壓強度為26. 2MPa，抗折強度為6. OMPa ；初凝時間為6h，終凝時間小于21h。實施例3
各種物料按照以下質量百分比含量為 強度等級為42. 5的硅酸鹽水泥78. 5% 氧化鈣膨脹劑12.0% 萘磺酸鹽甲醛縮合物減水劑5.0% 氣相法二氧化硅防沉劑0. 3% 天然油脂消泡劑1. 2% 氟硅酸鈉緩凝劑1.0% 氨基羧酸類阻銹劑2. 0%
將以上物料混合置于攪拌機中攪拌，攪拌機轉速1600 r/min，槳葉的線速度14m/s，攪拌iaiiin制得壓漿劑。將上述壓漿劑和普通硅酸鹽水泥按照1 10質量比進行混合，加水(水膠比0. 28)在一定條件下攪拌均勻即制得壓漿材料。上述壓漿材料采用漏斗粘度計測1725mL留出時間，初始流動度為13s，30min后流動度為16s，60min后流動度為18s ；池鋼絲泌水率為0J4h自由泌水率為0 ；3d后抗壓強度為25. 9MPa，抗折強度為5. 8MPa ；初凝時間為9h，終凝時間為18h。實施例4
各種物料按照以下質量百分比含量為 強度等級為52. 5普通硅酸鹽水泥84. 8% 萘磺酸鹽甲醛縮合物減水劑2.5% 硫鋁酸鈣膨脹劑8. 0% 甲基羥乙基纖維素醚防沉劑0.2% 聚醚改性聚硅氧烷消泡劑0. 8% 檸檬酸緩凝劑1. 2% 氨基醇類阻銹劑2. 5%
將以上物料混合置于攪拌機中攪拌，攪拌機轉速1600 r/min，槳葉的線速度12m/s，攪拌iaiiin制得壓漿劑。將上述壓漿劑和強度等級42. 5的硅酸鹽水泥按照1 10質量比進行混合，加水(水膠比0. 26)在一定條件下攪拌均勻即制得壓漿材料。上述壓漿劑采用漏斗粘度計測1725mL留出時間，初始流動度為13s，30min后流動度為17s，60min后流動度為20s ；3h鋼絲泌水率為0J4h自由泌水率為0 ；初凝時間為他， 終凝時間為16h。實施例5
各種物料按照以下質量百分比含量為 強度等級為52. 5R硅酸鹽水泥55. 0% 高爐礦渣14.0% 三聚氰胺減水劑10.0% 硫鋁酸鈣膨脹劑15.0% 羥乙基纖維素醚防沉劑0.2% 聚硅氧烷消泡劑0. 8% 聚醚多元醇緩凝劑3. 0% 有機硅類阻銹劑2. 0%
將以上物料混合置于攪拌機中攪拌，攪拌機轉速1800 r/min，槳葉的線速度14m/s，攪拌IOmin制得壓漿劑。將上述壓漿劑和普通硅酸鹽水泥按照1 11質量比進行混合，加水(水膠比0. 27)在一定條件下攪拌均勻即制得壓漿材料。上述壓漿材料采用漏斗粘度計測1725mL留出時間，初始流動度為13s，30min后流動度為17s，60min后流動度為20s ；3d后抗壓強度為26. 3MPa，抗折強度為5. 9MPa ；初凝時間為10h，終凝時間為22h。實施例6
各種物料按照以下質量百分比含量為 強度等級為42. 5R的硅酸鹽水泥65. 0% 硅灰粉11.5% 聚羧酸減水劑8. 0% 硫鋁酸鈣膨脹劑8. 0%蓖麻油衍生物防沉劑0. 5% 高碳醇脂肪酸酯消泡劑1.0% 水楊酸緩凝劑2. 0% 氨基酯類阻銹劑4. 0%
將以上物料混合置于攪拌機中攪拌，攪拌機轉速1800 r/min，槳葉的線速度16m/s，攪拌IOmin制得壓漿劑。將上述壓漿劑和普通硅酸鹽水泥按照1 11質量比進行混合，加水(水膠比0. 28)在一定條件下攪拌均勻即制得壓漿材料。上述壓漿材料采用漏斗粘度計測1725mL留出時間，初始流動度為13s，30min后流動度為17s，60min后流動度為20s ；3d后抗壓強度為25. 4MPa，抗折強度為5. 7MPa ；初凝時間為8h，終凝時間為20h。實施例7
各種物料按照以下質量百分比含量為 強度等級為42. 5R的硅酸鹽水泥65. 0% 高嶺土 11. 5% 氨基磺酸減水劑8. 0% 硫鋁酸鈣膨脹劑8. 0%
分子量10(Γ100000的聚醚多元醇防沉劑0. 5%
高碳醇脂肪酸酯消泡劑1.0% 葡萄糖緩凝劑2. 0% 有機物無機物混合阻銹劑4. 0%
將以上物料混合置于攪拌機中攪拌，攪拌機轉速1700 r/min，槳葉的線速度14m/s，攪拌iaiiin制得壓漿劑。將上述壓漿劑和強度等級42. 5的硅酸鹽水泥按照1 12質量比進行混合，加水(水膠比0. 28)在一定條件下攪拌均勻即制得壓漿材料。上述壓漿材料采用漏斗粘度計測1725mL留出時間，初始流動度為13s，30min后流動度為17s，60min后流動度為20s ；3d后抗壓強度為25. 9MPa，抗折強度為5. 7MPa ；初凝時間為8h，終凝時間為19h。實施例8
各種物料按照以下質量百分比含量為 強度等級為62. 5的硅酸鹽水泥55. 0% 石膏粉14.0% 氨基磺酸減水劑10.0% 硫鋁酸鈣膨脹劑15.0%
分子量500 1000000的聚丙烯酰胺防沉劑0. 2%
聚硅氧烷消泡劑0. 8% 羥基羧酸緩凝劑3. 0% 有機硅類阻銹劑2. 0%
將以上物料混合置于攪拌機中攪拌，攪拌機轉速1800 r/min，槳葉的線速度18m/s，攪拌IOmin制得壓漿劑。將上述壓漿劑和強度等級42. 5的硅酸鹽水泥按照1 12質量比進行混合，加水(水膠比0. 28)在一定條件下攪拌均勻即制得壓漿材料。
上述壓漿材料采用漏斗粘度計測1725mL留出時間，初始流動度為13s，30min后流動度為17s，60min后流動度為20s ；3d后抗壓強度為26. 4MPa，抗折強度為6. 2MPa ；初凝時間為8h，終凝時間為18h。
權利要求
1.一種后張法預應力混凝土孔道壓漿劑，其特征在于所述壓漿劑的重量百分比組成為礦物摻合料65 85%、減水劑2 10%、膨脹劑3 20%、防沉劑0. 2 0. 6%、消泡劑0. 4 1. 5%、 緩凝劑0.廣5%、阻銹劑0.廣5%，并且所述膨脹劑的含堿量小于0. 5%、氯離子含量小于 0. 03%。
2.如權利要求1所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑，其特征在于所述礦物摻合料為石英粉、石膏粉、粉煤灰、高爐礦渣、方解石、硅灰粉、高嶺土、硅酸鹽水泥中的一種或幾種。
3.如權利要求1所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑，其特征在于所述減水劑為萘系、聚羧酸系、三聚氰胺系、氨基磺酸系中的一種或幾種。
4.如權利要求1所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑，其特征在于所述膨脹劑為硫鋁酸鈣類、氧化鈣類、UEA-H中的一種或幾種，其重量百分比為3 10%，含堿量小于0. 3%。
5.如權利要求1所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑，其特征在于所述防沉劑為有機膨潤土、氣相法白炭黑、蓖麻油衍生物、羥乙基纖維素醚、甲基羥乙基纖維素醚、甲基羥丙基纖維素醚、分子量100 100000的聚醚多元醇、聚醚多糖、分子量為500 1000000的聚丙烯酰胺中的一種或幾種。
6.如權利要求1所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑，其特征在于所述消泡劑為天然油脂、聚醚類、高碳醇、聚硅氧烷、改性聚硅氧烷類中的一種或幾種。
7.如權利要求1所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑，其特征在于所述緩凝劑為磷酸鹽類、偏磷酸鹽類、硼砂、氟硅酸鈉、羥基羧酸、氨基羧酸及其鹽類、檸檬酸及其鹽類、葡萄糖酸及其鹽類、水楊酸及其鹽類、葡萄糖、蔗糖及其衍生物、糖蜜及其衍生物或多元醇類及其鹽類中的一種或幾種；所述阻銹劑為氨基醇類、氨基羧酸類、氨基酯類、有機硅類、有機物無機物混合類中的一種或幾種。
8.一種利用如權利要求廣7之任意一項所述的壓漿劑制備的壓漿材料，其特征在于 將壓漿劑摻入水泥和水，攪拌均勻即制得后張法預應力混凝土孔道壓漿材料，壓漿劑水泥的質量比1 :8 1 :12，水膠比為0. 26 0. 28。
9.一種如權利要求廣7之任意一項所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑的制備方法，其特征在于將礦物摻合料、減水劑、膨脹劑、防沉劑、消泡劑、緩凝劑、阻銹劑混合均勻后制得后張法預應力混凝土管道壓漿劑。
10.如權利要求9所述的制備方法，其特征在于首先將減水劑、膨脹劑、消泡劑、防沉齊 、緩凝劑、阻銹劑混合均勻，制成母料，然后將上述母料與礦物摻合料在剪切力作用下分散均勻，制得后張法預應力混凝土管道壓漿劑。
全文摘要
本發明屬于建筑材料技術領域，具體公開了一種后張法預應力混凝土孔道壓漿劑及制備方法、壓漿材料。所述壓漿劑的重量百分比組成為礦物摻合料65~85%、減水劑2~10%、膨脹劑3~20%、防沉劑0.2~0.6%、消泡劑0.4~1.5%、緩凝劑0.1~5%、阻銹劑0.1~5%，并且所述膨脹劑的含堿量小于0.5%、氯離子含量小于0.03%。將壓漿劑摻入水泥和水，攪拌均勻即制得壓漿材料。本發明所述的后張法預應力混凝土孔道壓漿劑具有水膠比低，流動性好，不泌水，不分層，微膨脹，泵送性好，配方調整自由度大，操作簡單的特點。尤其是本發明后張法預應力混凝土孔道壓漿劑完全滿足公路橋涵施工技術規范(JTG/TF50-2011)的要求，特別適用于公路橋涵的孔道壓漿。
文檔編號C04B28/04GK102531502SQ20121005281
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者張書華, 張正珂, 李宇偉, 李玉磊, 李紅濤, 汪德才, 潘華, 王學振, 王立志, 趙豫生, 馬春峰, 黃正強, 黃運軍 申請人:河南省交通科學技術研究院有限公司