一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料及其制备方法，其原料按质量份数由以下成分组分：石灰石粉、矿物掺合料、减水剂、消泡剂、稳定剂、保塑剂、膨胀剂和塑性膨胀剂；其方法包括以下步骤：1)分别按照质量份数称取各成分；2)将减水剂、消泡剂、稳定剂、保塑剂、塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混，混合后制得预混剂；3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、矿物掺合料、膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂投入到混料机中混合搅拌，则得到所述压浆料。本发明的压浆料加水使用时，抗压和抗折强度比较大，这种高流动度，高性能，低泌水的压浆料，能够满足实际工程中超长预应力管道的孔道压浆的施工要求和质量要求。

说明书

技术领域

本发明属于水泥混凝土建筑材料领域，更具体地，涉及一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料。

背景技术

孔道压浆是预应力混凝土桥梁施工的关键工序，如何保证预应力管道灌浆密实，减少预应力损失，并防止钢筋锈蚀，是大型桥梁建设的关键性技术问题。在预应力结构中，压浆材料质量的好坏是影响后张法预应力结构安全性和耐久性的重要因素。

现今的孔道压浆材料大部分流动性低，容易造成分层的现象，对孔道压浆的施工过程及压浆质量均造成不利的影响；而有的压浆材料在设计上就具有严重的缺陷，通过增大水灰比以达到高流动性的效果，但是多余的水必然泌出，同时在体系中形成泌水通道和水泡，泌水通道和水泡中的水蒸发后形成孔隙，导致结构缺陷，这将大大减少混凝土抵抗荷载的实际有效断面，影响灌浆料硬化后的后期强度和耐久性，造成安全隐患。

随着大跨度随着大、中跨径的预应力混凝土桥梁的数量急剧增加，预应力孔道长度也变的越来越长。超长预应力孔道更容易出现局部压浆质量问题，施工过程中特别对压浆材料的流动性有更高的要求。

发明内容

针对现有孔道压浆料普遍流动性较低及针对超长预应力管道的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，其能满足公路桥涵施工技术规范要求，施工简便。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，其特征在于，其原料按质量份数由以下成分组成：

优选地，所述的石灰石粉为平均粒径为45μm，筛余量为12％，比表面积为480m²/kg，需水量比为95％。磨细石灰石粉具有全球状的几何结构以及光滑的颗粒表面，较细的粒度，能使浆体体积增加，且其形态上的这些特点使得浆体在保持水胶比不变的情况下，能明显改善浆体的流动性能。此外，石灰石颗粒填充到水泥颗粒的空隙中，改善了浆体的颗粒级配，对于减少浆体的分层离析的现象具有很好的效果。

优选地，所述的矿物掺合料为矿渣粉和一级粉煤灰中的一种或两种。采用矿渣粉、一级粉煤灰等活性掺合料，一方面这些矿物材料成分的颗粒形态具有微细集料填充作用和“滚珠效应”，可以来改善浆体的流动性，减少浆体的压浆阻力；另一方面由于其较高的活性，可以提高水泥制品的强度、改善和易性、降低水化热、抑制碱-骨料反应、提高密实度，抗渗性及抗海水侵蚀能力。

优选地，所述的减水剂为聚羧酸高性能减水剂。聚羧酸高性可以吸附在水泥颗粒表面，分散原来水泥颗粒形成的絮凝结构，从而能够有效的增 大压浆材料的流动性能。并且减水剂对水泥水化具有缓凝作用，能够在一定程度上减缓水泥的硬化过程，同时改变水化产物的体积和空间分布，阻止水泥颗粒的絮凝，这对于保持压浆材料的30min和60mim的流动性具有积极的意义。此外，减水剂的加入能够在保持流动度的情况下降低水胶比，从面能够提高压浆材料的密实度和抗腐蚀性能。最后，聚羧酸高性能减水剂其具有低掺量、高减水率、生产过程绿色环保的特点。

优选地，所述的消泡剂为乳化硅油，由于在搅拌或者压浆过程中，不可避免会形成或大或小的气泡，如果不进行处理的话，就可能在水泥浆制品中形成气囊，影响桥梁的强度和耐久性，消泡剂可通过降低气液表面张力，来抑制气泡产生或消除已产生气泡。

优选地，所述的稳定剂为聚丙烯酸盐或海藻酸钠。相对分子质量在1000-10000的聚丙烯酸盐，作为分散剂，通过降低液-液和固-液间的界面张力，来防止水泥浆中的颗粒的沉降和凝聚，形成各组分均匀的安定悬浮液，使得水泥浆凝固以后各部位强度基本一致，无相对薄弱位置。海藻酸钠具有浓缩溶液、形成凝胶和成膜的能力，它可以有效的防止水泥浆出现分层和沉降的现象，保持各组分的悬浮与稳定，提高水泥浆的均匀性。

优选地，所述的保塑剂为可再分散乳胶粉。可再分散性乳胶粉产品为水溶性可再分散粉末，为乙烯、醋酸乙烯酯的共聚物，以聚乙烯醇作为保护胶体。它是一种绿色环保、建筑节能、高品质多用途粉体建筑材料，可以改善水泥浆的性能，提高水泥浆与各种基材的粘接强度、塑性、保水性和流动性，改善浆液的和易性。

优选地，所述的膨胀剂为硫铝酸盐类膨胀剂、UEA膨胀剂中的一种或多种。由于压浆材料不含集料，在没有集料约束的情况下，其收缩相对较大，压浆材料的变形分为早期变形和中后期变形。早期变形是由于凝结之前没有约束在预应力筋与压浆材料之间形成空隙；中后期变形是由于凝结后结构和预应力筋的约束引起收缩应力，一旦收缩超过浆体的抗拉强度， 将在体系内部产生裂缝。压浆材料收缩将减弱甚至消除预应力筋与混凝土之间的粘结力，加速有害离子的侵入，使得预应力筋遭到腐蚀破坏。膨胀剂与水泥、水拌和后经水化反应生成钙矾石，或钙矾石和氢氧化钙，或氢氧化钙等产物，使水泥浆产生适度膨胀，补偿水泥浆的自收缩和干缩裂缝，促进压浆的饱满性，提高后期耐久性和保持水泥浆的稳定性。

优选地，所述的塑性膨胀剂为ZYG-S塑性膨胀剂、EEA塑性膨胀剂的一种或多种。在水泥水化过程中，塑性膨胀剂能够在碱金属催化作用下，不断分解产生氮气等来达到膨胀效果，满足3小时及24小时阶段的塑性膨胀要求。而且塑性膨胀剂对浆体强度及耐久性影响较小，是灌浆料、压浆剂等较理想的塑性膨胀阶段用预混剂，其具有掺量低，形成泡孔均匀致密、早期膨胀明显，膨胀持续时间长、产品的气体无毒、无臭、对混凝土钢筋无锈蚀损害等特点，其在塑性阶段就能产生微膨胀以补偿塑性阶段的收缩，从而避免水泥浆的沉降与开裂，确保水泥浆的密实、充盈。

按照本发明的另一个方面，还提供了一种压浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将减水剂、消泡剂、稳定剂、保塑剂、塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混5～15分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、矿物掺合料、膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌10～15分钟，则得到所述压浆料。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)、本发明的高流动性压浆料加水使用时，抗压和抗折强度比较大，这种高流动度，高性能，低泌水率的压浆料，能够满足实际工程中超长预应力管道的孔道压浆的施工要求和质量要求。

2)、本发明制备工艺简单，各种原材料来源广泛，成本低廉，采用双层塑料袋包装，施工简便。

附图说明

图1是本发明的压浆料的制备方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、聚丙烯酸盐、可再分散乳胶粉、ZYG-S塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混10分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、一级粉煤灰、CSA膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌10分钟，则得到所述压浆料。

实施例2

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、聚丙烯酸盐、可再分散乳胶粉、EEA塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混5分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、矿渣粉、HCSA膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌15分钟，则得到所述压浆料。

实施例3

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、海藻酸钠、可再分散乳胶粉、EEA塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混15分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、矿渣粉、ZY膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌12分钟，则得到所述压浆料。

实施例4

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、海藻酸钠、可再分散乳胶粉、EEA塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混9分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、一级粉煤灰、UEA膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌11分钟，则得到所述压浆料。

实施例5

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、聚丙烯酸盐、可再分散乳胶粉、EEA塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混13分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、一级粉煤灰+矿渣粉、CSA膨胀剂+UEA膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌12分钟，则得到所述压浆料。

实施例6

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、聚丙烯酸盐、可再分散乳胶粉、ZYG-S塑性膨胀剂+EEA塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混6分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、矿渣粉、UEA膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌14分钟，则得到所述压浆料。

实施例7

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、海藻酸钠、可再分散乳胶粉、ZYG-S塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混9分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、一级粉煤灰+矿渣粉、HCSA膨胀剂+ZY膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌15分钟，则得到所述压浆料。

实施例8

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、聚丙烯酸盐、可再分散乳胶粉、EEA塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混14分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、矿渣粉、EEA塑性膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌14分钟，则得到所述压浆料。

实施例9

一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料，各组分所占的质量份数如下：

一种压浆料的制备方法，包括以下步骤：

1)分别按照质量份数称取各成分；

2)将聚羧酸高性能减水剂、乳化硅油、聚丙烯酸盐、可再分散乳胶粉、ZYG-S塑性膨胀剂+EEA塑性膨胀剂投入到干粉混料机中预混11分钟，混合后制得预混剂；

3)将普通硅酸盐水泥、石灰石粉、一级粉煤灰+矿渣粉、HCSA膨胀剂+ZY膨胀剂+UEA膨胀剂和步骤2)中预混好的预混剂一起投入到混料机中混合搅拌13分钟，则得到所述压浆料。

上述实施例中，有一些用到了HCSA膨胀剂和ZY膨胀剂，这两者均 为硫铝酸盐类膨胀剂，其中，上述实施例只要是提到HCSA膨胀剂的，所使用的HCSA膨胀剂均是由天津岩瑞建材有限公司所研究开发、只要是提到ZY膨胀剂的，所使用的ZY膨胀剂均是由中国建筑材料科学研究院开发。CSA膨胀剂为一种比较常见的硫铝酸盐类膨胀剂。

另外，上述实施例中，有一些用到了ZYG-S塑性膨胀剂和EEA塑性膨胀剂，其中，上述实施例只要是提到ZYG-S塑性膨胀剂，所使用的ZYG-S塑性膨胀剂均是由中国建筑科学研究院开发的ZYG-S塑性膨胀剂，只要提到EEA塑性膨胀剂，所使用的EEA塑性膨胀剂均是由北京荣泰兴科技开发的EEA塑性膨胀剂。

按上述配方配制制得的一种高流动性适合超长预应力孔道的压浆料性能良好，各实施例中压浆料性能见下表：

表1各实施例中压浆料性能参数

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。