後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑的製作方法
2023-04-24 16:12:11 1
專利名稱：後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種後張有粘結預應力混凝土結構專用外加劑，具體說是一種後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑。
背景技術：
在後張預應力混凝土結構中，基於耐久性和經濟要求，在國內外的幾乎所有的大型工程如橋梁、核電站的安全殼、大跨、高聳、巨型結構等均成功採用了有粘結預應力混凝土，取得了明顯的技術經濟效益。但是，有粘結預應力混凝土的所有優點，都必須建立在預應力筋與結構混凝土的粘結完好的基礎之上下。灌漿質量的好壞，將直接影響到結構的安全性和可靠性，灌漿已成為有粘結預應力混凝土施工過程中的一道關鍵工序。
無收縮的灌漿劑目前在國外研究較多，已有相對成熟的產品，如日本電氣化公司及小野田水泥公司開發的非金屬性系列的無收縮灌漿劑因性能優越，在日本及美國得到了較為廣泛的應用，但此類產品主要用於設備基礎灌漿。對於後張有粘結預應力混凝土灌漿，並沒有專門的灌漿劑。法國作為預應力混凝土技術相對先進的國家，採用了高品質的膨潤土以及高效減水劑複合，在現場進行雙組份調配，例如在連雲港田灣核電站的後張預應力灌漿，外加劑採用從法國運送過來的產品現場進行調配，由此而需要進行大量的試驗，給施工帶來了極大的不便。在歐美國家還有採用鋁粉與高效減水劑、增稠劑等配製灌漿料的報導，但沒有開發專門的後張預應力混凝土灌漿劑，並且在工程中普遍存在鋁粉的發氣速度太快，難以控制灌漿質量等弊端。國內關於後張有粘結預應力混凝土灌漿材料的研究較少，多為結合重點工程所作的一些灌漿試驗的報導。李晨光等[1]採用普通鋁粉、UEA、高效減水劑、增稠劑作了後張有粘結預應力混凝土灌漿料的性能研究，但是由於普通鋁粉的發氣時間較快，無法控制發氣時間，因而對灌漿料的施工時間要求很高，難以滿足現場的施工需求。
目前國內市場上還缺乏功能齊全，性能優異的灌漿產品。許多重點工程不得不花費巨資從國外引進，由於受國產水泥特點的限制以及具體季節及工程特點，工程人員不得不在現場進行灌漿試驗，以尋找灌漿料的最佳組成與配比。這樣的試驗所需次數少則幾十次，多則上千次，大大延誤了工程進度，由此而耗費的人力、財力蔚為壯觀。更為嚴重的是，由於缺乏專業化的灌漿隊伍，對於某些中小工程及技術力量相對薄弱的施工隊伍，往往無法控制灌漿質量，給工程結構造成嚴重隱患，給國家和人民財產造成巨大損失。因此，研製並生產出功能先進的灌漿材料產品，具有重大的現實意義。
發明內容
本發明要解決的就是目前國內後張有粘結預應力混凝土灌漿質量無法保證的難題，提供一種能綜合改善灌漿料流變性和體積穩定性的後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑。
本發明採用有機和無機，發氣和結晶膨脹相結合的技術途徑來綜合改善灌漿料流變性和體積穩定性，由七大組分組成組分1、2是高分子材料，組分3、4、5、6、7是無機材料，各組分的具體重量比例如下組分12-10％； 組分20.005-0.05％組分350-70％； 組分410-20％組分510-20％； 組分60.05-1.5％；組分70.05-0.1％組份1為市售萘磺酸鹽甲醛高級縮合物，主要控制指標，減水率＞20％(固體摻量為0.5％)，含氣量＜3％，Na2SO4＜5％。
組份2為市售超細鋁粉，其鋁含量＞95％，0.075mm篩篩餘不大於4％。
組份3為硬石膏，主要提供SO3，要求所用材料的SO3含量＞50％。
組份4為煅燒高齡土，主要控制其鹼含量和Al2O3含量。具體控制指標見表1，工藝過程主要包括破碎、煅燒、保溫和粉磨，煅燒溫度為650-800℃。
組份4的控制指標表1
組份5為以高齡土為主要成分的無機材料，主要控制其鹼含量和Al2O3含量。具體控制指標同表2-1，工藝過程主要包括破碎和粉磨工藝過程組份6為採用發酵工藝生產的線型高分子陰離子多聚糖，分子量在50-500萬。其分子結構如下
組分7以三萜皂甙為主要成分的引氣劑，當其摻量為水泥用量的0.5×10-4時，根據GB8076-97《砼外加劑標準)》檢測砼含氣量為3.5％。
本發明是專門為後張有粘結預應力混凝土孔道灌漿所開發的專用外加劑，它兼具有改善灌漿料流變性和體積穩定性的多重功能，摻入後不需復配其他材料，就能有效改善水泥漿體流變性，大幅度地減少泌水、避免離析和分層，而且能在塑性和硬化狀態下有效地補償收縮，提高了水泥漿體的體積穩定性。2小時流動性基本無損失，管道內漿體飽滿密實，對溫度適應性強，技術經濟效益明顯。摻入水泥以後，採用普通的壓漿工藝能夠有效保障灌漿後漿體基本無泌水(或泌水後能完全重新吸收)，漿體體積無收縮，並且具有足夠的施工保障時間和適宜的施工溫度範圍，對鋼材無鏽蝕作用。
其主要性能特點為具有高分散能力和高的假塑性，摻入後能夠顯著提高灌漿料的流變性，其淨漿馬氏錐流動時間為14.7秒，且2小時淨漿馬氏錐時間增加率小於10％；能夠顯著降低灌漿料的泌水率，摻13％的本發明灌漿料的泌水率為0；摻13％的本發明的漿體自加水開始3-6h達到最大膨脹值，且不超過110×10-4，1日內無收縮，28日自收縮為1.8×10-4；能夠有效提高漿體硬化後的早期及後期力學性能，摻13％本發明的鋼筋握裹力提高了313％；對鋼材無鏽蝕作用；鹼含量為0.5％；對溫度的適應性強，-5至+40℃均可正常施工；對水泥的適應性強，使用安全簡便。
圖1為同一水泥不同摻量下(即在水泥中摻入不同量的本發明，以下同)形成的灌漿料的早期體積變形曲線示意圖。
圖2為不同水泥同一摻量下形成的灌漿料的早期收縮曲線示意圖。
圖3為同一水泥不同摻量下的灌漿料的限制自收縮曲線示意圖。
具體實施例方式
實施實例1組分14.8％；組分20.01 5％組分361％；組分417％ 組分517％； 組分60.065％；組分70.08％將各組分按上述重量比混合在一起即製得本發明。
採用按上述配方製得的本發明摻入水泥後形成的灌漿料的性能為灌漿料的物理性能見表2灌漿料的物理性能表2
注所用水膠比(即水/(水泥+JM-HF))「巨龍」42.5P·O為0.35，其它均為0.37。JM-HF即本發明的摻量為內摻。灌漿料的物理性能見表3灌漿料的力學性能 表3
同一水泥在不同摻量下(即在水泥中摻入不同量的本發明，以下同)形成的灌漿料的早期體積變形情況見圖；不同水泥在同一摻量下形成的灌漿料的早期收縮狀況見圖2；同一水泥在不同摻量下形成的灌漿料的限制自收縮情況見圖3.
實施例2組分17.95％；組分20.005％組分352％； 組分419.5％組分519.5％；組分60.05％；組分70.05％
將各組分按上述重量比混合在一起即製得本發明。
採用按上述配方製得的本發明摻入水泥(替代水泥用量的13％)後的性能為配方2的物理性能 表4
實施例3組分17.8％； 組分20.02％組分368％； 組分412.59％組分512.59％；組分60.1％；組分70.05％將各組分按上述重量比混合在一起即製得本發明。
採用按上述配方製得的本發明摻入水泥(替代水泥用量的13％)後的性能為配方3的物理性能 表5
權利要求
1.後張有粘結預應力混凝土結構專用外加劑，其特徵在於包括7個組分，各組分的具體重量比例如下組分12-10％； 組分20.005-0.05％組分350-70％； 組分410-20％組分510-20％； 組分60.05-1.5％；組分70.05-0.1％其中，組分1為萘磺酸鹽甲醛高級縮合物，組分2為鋁粉，組分3為硬石膏，組分4為以煅燒高齡土，組分5為高齡土，組分6為線型高分子陰離子多聚糖，組分7為三萜皂甙。
2.如權利要求1所述的後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑，其特徵在於組份1的減水率＞20％、固體摻量為0.5％，含氣量＜3％，Na2SO4＜5％。
3.如權利要求1所述的後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑，其特徵在於組份2為超細鋁粉，其中鋁含量＞95％，0.075mm篩篩餘不大於4％。
4.如權利要求1所述的後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑，其特徵在於組份3中SO3含量＞50％。
5.如權利要求1所述的後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑，其特徵在於組份4及組份5中的總鹼量≤0.5、Al2O3≥25、細度用45um篩餘＜5％。
6.如權利要求1所述的後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑，其特徵在於組份6的分子量在50-500萬。其分子結構如下
7.如權利要求1所述的後張有粘結預應力混凝土高性能灌漿外加劑，其特徵在於組份7的摻量為水泥用量的0.5×10-4時，根據GB8076-97《砼外加劑標準》檢測砼含氣量為3.5％。
全文摘要
後張有粘結預應力混凝土結構專用外加劑，它由下列組分按下述重量比配製而成萘磺酸鹽甲醛高級縮合物2－10％、鋁粉0.005－0.05％、硬石膏50－70％、煅燒高齡土10－20％、高齡土10－20％、線型高分子陰離子多聚糖0.05－1.5％、三萜皂甙0.05－0.1％。本發明兼具改善灌漿料流變性和體積穩定性的多重功能，摻入後不需復配其它材料，就能有效改善水泥漿體流變性，大幅度地減少泌水、避免高析和分層，而且能在塑性和硬化狀態下有效地補償收縮，提高了水泥漿體的體積穩定性。2小時流動性基本無損失，管道內漿體飽滿密實，對溫度適應性強，技術經濟效益明顯。摻入水泥以後，採用普通的壓漿工藝能夠有效保障灌漿後漿體基本無泌水，漿體體積無收縮，對鋼材無鏽蝕。
文檔編號C04B22/06GK1559960SQ200410014079
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月17日 優先權日2004年2月17日
發明者劉加平, 田倩, 繆昌文 申請人:江蘇博特新材料有限公司