一种可用于核电等行业的低黏度流秒灌浆料

摘要

本发明是针对普通水泥基灌浆料搅拌后黏度较高，无法满足流锥法测试要求的问题而提出，其目的是为了制备一种用水量较高时也不沉降、泌水的低黏度水泥基灌浆材料，这种低黏度灌浆材料采用流锥法进行流动度测量时，流秒为18-30s，可以满足设备厂商及设计单位对灌浆料流动性能的要求。此外，本发明还采用了复合膨胀剂对水泥基灌浆料的收缩进行补偿，可以避免水泥基灌浆料出现后期收缩裂纹。

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基灌浆材料，它的黏度很低，可用于核电等行业对材料流动性要求 很高的设备基础灌浆。

背景技术

水泥基灌浆材料主要用于设备基础的二次灌浆、地脚螺栓锚固等，从20世纪90年代开 始在我国大范围使用，目前已经颁布了两份标准，分别是GB/T50448-2008《水泥基灌浆材料 应用技术规范》和JC/T986-2005《水泥基灌浆材料》，这两份标准中关于灌浆料的流动性能， 都是采用截锥圆模法进行测试，主要原理就是将一个下口内径100mm、上口内径70mm、 高60mm的截锥圆模放置在一个水平的玻璃板上，然后将搅拌后的灌浆料倒入截锥圆模中， 倒满后提起截锥圆模，待灌浆料在玻璃板上停止流动后测量灌浆料的流动直径，其单位是 mm。目前我国核电建设领域引进的很多国外设备，其设备厂商和设计单位要求采用流锥法对 灌浆料的流动性能进行检测，其测试原理是将1L搅拌后灌浆材料倒入符合ASTM C939要求 的漏斗中(漏斗的下口直径12.7mm)，然后测量1L灌浆材料全部流出漏斗所需的时间，其 单位是用s来表示。目前存在的问题是，国外设备厂商和设计单位，要求灌浆料采用流锥法 进行测量，其流秒不能大于35s，而国内目前市场上的灌浆料黏度较高，改用流锥法进行流动 性测量时，通常流秒都在90s以上，甚至部分产品会堵住漏斗的出料口，无法满足流动性要 求，如果想通过多加水来提高灌浆料的流动性，不采取其它措施的话会带来沉降、泌水等问 题。

此外，目前的水泥基灌浆料主要采用氧化钙或者钙矾石类的膨胀剂对进行收缩补偿，但 是氧化钙和钙矾石都属于早期膨胀型膨胀剂，在施工完后7d内膨胀基本上都结束了，而水泥 基灌浆料的干缩一般要持续到28d甚至更久，所以氧化钙和钙矾石类膨胀剂无法对水泥基灌 浆料后期的收缩进行补偿，因此实际工程中会经常出现水泥基灌浆料后期开裂的问题。

发明内容

本发明是针对普通水泥基灌浆料搅拌后黏度较高，无法满足流锥法测试要求的问题而提 出，其目的是为了制备一种用水量较高时也不沉降、泌水的低黏度水泥基灌浆材料，这种低 黏度灌浆材料采用流锥法进行流动度测量时，流秒为18-30s，可以满足设备厂商及设计单位 对灌浆料流动性能的要求，且其它指标可满足GB/T50448-2008《水泥基灌浆材料应用技术规 范》的要求。此外，本发明还采用了复合膨胀剂对水泥基灌浆料的收缩进行补偿，可以避免 水泥基灌浆料后期出现收缩裂纹。

本发明提供的低黏度水泥基灌浆料，是由水泥、硅粉、级配细砂、复合膨胀剂、减水剂、 复合防沉剂组成。其中水泥为42.5级或52.5级普通硅酸盐水泥；硅粉中SiO₂含量大于95％； 级配细砂可以是人工砂或天然砂，粒径0.5mm-2mm；复合膨胀剂由钙矾石膨胀剂和轻烧氧化 镁(煅烧温度700-850℃)组成，其中钙矾石膨胀剂含量60-75％，轻烧氧化镁含量25-40％； 减水剂为聚羧酸类高效减水剂；复合防沉剂由气相二氧化硅和超细高岭土组成，其中气相二 氧化硅含量5-10％，超细高岭土含量90-95％。

本发明提供的低黏度水泥基灌浆料，其各组分按重量份数的含量为：

水泥：100份

硅粉：5-10份

级配细砂：90-110份

复合膨胀剂：7-9份

减水剂：0.2-0.5份

复合防沉剂：0.5-2.0份

本发明的有益效果是：

(1)当加水量较大时，灌浆料的流动性较好，可以满足流秒法测试的要求，同时利用 气相二氧化硅和超细高岭土在水中形成的三维网络结构，对灌浆料中的砂形成一种固定作用， 防止砂向下运动，从而避免了灌浆料的沉降，保证了材料的匀质性；

(2)利用复合膨胀剂中钙矾石的早期膨胀和氧化镁的后期膨胀，对灌浆料的收缩进行 补偿，可以防止早期和后期收缩裂纹的出现。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明做进一步的说明，下述各实施例仅用于说明本发明而非 对本发明的限制。

实施例1：

普硅42.5水泥：100份

硅粉：5份

0.5-2mm河砂：100份

复合膨胀剂：8份(钙矾石膨胀剂占70％，轻烧氧化镁30％)

减水剂：0.3份

复合防沉剂：1.0份(气相二氧化硅5％，超细高岭土95％。)

使用时加入灌浆料质量的18％的水进行搅拌，采用ASTM C939规定的漏斗进行流秒测 试，初始流秒27s，同时灌浆料不泌水、不沉降，其余各项指标均能满足GB/T50448-2008《水 泥基灌浆材料应用技术规范》。

实施例2：

普硅42.5水泥：100份

硅粉：8份

0.5-2mm河砂：90份

复合膨胀剂：8份(钙矾石膨胀剂占70％，轻烧氧化镁30％)

减水剂：0.5份

复合防沉剂：2.0份(气相二氧化硅10％，超细高岭土90％。)

使用时加入灌浆料质量的20％的水进行搅拌，采用ASTM C939规定的漏斗进行流秒测 试，初始流秒25s，同时灌浆料不泌水、不沉降，其余各项指标均能满足GB/T50448-2008《水 泥基灌浆材料应用技术规范》。

实施例3：

普硅42.5水泥：100份

硅粉：10份

0.5-2mm河砂：110份

复合膨胀剂：8份(钙矾石膨胀剂占60％，轻烧氧化镁40％)

减水剂：0.5份

复合防沉剂：1.2份(气相二氧化硅10％，超细高岭土90％。)

使用时加入灌浆料质量的20％的水进行搅拌，采用ASTM C939规定的漏斗进行流秒测 试，初始流秒19s，同时灌浆料不泌水、不沉降，其余各项指标均能满足GB/T50448-2008《水 泥基灌浆材料应用技术规范》。