適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑及其製備方法與流程
2023-05-18 12:29:16 3
本發明屬於建築材料技術領域，具體涉及一種適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑及其製備方法。
背景技術：
預應力鋼筒混凝土管(簡稱PCCP)是我國近十幾年來引進和消化吸收美國先進技術和關鍵設備基礎上研究發展起來的第一代預應力混凝土壓力管。PCCP管產品環保、生產成本低、施工速度快、耐久性能高，近幾年已在國內大型輸水工程中得到了大量的應用和推廣。
PCCP設計年限一般為50年，由於PCCP容易產生裂縫、所處地下環境存在腐蝕性，PCCP的實際壽命一直是個很受關注的問題。1955年以來，美國總長14000多公裡的PCCP共發生500多起失效事故；利比亞PCCP工程自1983年以來修建的約3600公裡管線已產生40多處失效，我國南水北調中線的PCCP使用也已出現不少開裂問題。PCCP失效後社會經濟影響巨大。
根據PCCP構造中各層材料的作用，表面保護層砂漿的重要性明顯高於普通鋼筋混凝土結構的保護層，PCCP常處於侵蝕性土壤和地下水中，保護層砂漿承擔了抗滲、抗碳化、抗硫酸鹽、抗氯離子侵襲等外界幹擾的任務，它的耐久性直接影響到PCCP的結構安全性和使用壽命，因此，保護層砂漿的耐久性至關重要。
緻密、低滲透性的保護層砂漿是提高PCCP耐久性的有效途徑。PCCP保護層砂漿生產工藝主要採用輥射工藝，輥射工藝通過輥射輪對砂漿的輥壓作用和輥射輪的高速旋轉離心作用而噴射出砂漿，噴射出的砂漿幹散、無流動性。目前，國內還未見這類砂漿緻密性改進及其耐久性影響的相關研究報導。
技術實現要素：
針對PCCP保護層砂漿密實性差、易開裂、脫落等耐久性差的問題，在侵蝕性土壤和地下水中易造成保護預應力鋼絲鏽蝕而發生PCCP的失效事故，本發明提供一種適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑及其製備方法，本發明採用減水劑、成膜劑、保水劑、減縮劑和消泡劑物質合理搭配，製備出能夠提高PCCP保護層砂漿緻密性、柔韌性和粘聚性能的砂漿密實劑。
本發明的技術關鍵是減水劑、成膜劑、保水劑、減縮劑和消泡劑物質的品種選擇和合理搭配，充分發揮各組分的性能優勢，平衡各種物質帶來的不利影響，確保保護層砂漿的工作性和力學性能不受影響；確保砂漿密實劑在輥射施工工藝(目前PCCP保護層砂漿通常採用的生產工藝)生產的幹散砂漿中形成連續、均勻、具有一定強度和韌性的薄膜，防止水份蒸發、減緩水化速度和自收縮、乾燥收縮變化率，使得保護層砂漿的抗滲、抗裂、抗脫落、抗侵蝕等耐久性能大幅提高，進而改善PCCP管的耐久性。
本發明的具體的技術方案按照以下原料組份的重量百分比組成進行混配：
上述適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，其進一步特徵在於：所述減水劑為聚羧酸系高性能減水劑、三聚氰胺系高效減水劑、氨基磺酸系高效減水劑、萘系高效減水劑或木質素磺酸鈣減水劑中的一種或一種以上的混合物。
上述適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，其進一步特徵在於：所述成膜劑為醋酸乙烯酯均聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、丙烯酸酯類、苯乙烯-丁二烯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯共聚物、醋酸乙烯酯-乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物等中的一種或一種以上的混合物。
上述適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，其進一步特徵在於：所述保水劑由羧甲基纖維素鈉、聚乙烯醇、聚丙烯醯胺、黃原膠、溫輪膠中的一種或一種以上的混合物。
上述適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，其進一步特徵在於：所述減縮劑為有聚氧乙烯類、氨基醇類、乙醇和甘醇、聚醚或聚醇類有機物或它們的衍生物中的一種或一種以上的混合物。
上述適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，其進一步特徵在於：所述消泡劑有機矽化合物，有機氟化物，二硬脂酸醯乙二胺中的一種或一種以上的混合物。
本發明還公開了一種製備上述適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑的方法，其特徵在於：分別按重量百分比稱量A～F組分，先將F組分加入攪拌機，開啟攪拌機運行平穩後，將各組分依次緩慢投入，待物料充分溶解混合均勻即可。
由本發明製備的適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑對保護層砂漿具有如下性能：
1、砂漿緻密性能好：砂漿28d吸水率低W10、28d氯離子擴散係數為0，大大提高了保護層砂漿的抗滲、抗碳化、抗鋼筋鏽蝕和抗有害物質的侵蝕性能；
2、砂漿柔韌性好、開裂風險小：砂漿28d幹縮率2.8MPa，大大提高了保護層砂漿的抗脫落性能；
4、綠色環保，生產與使用時對環境與操作人員無危害。
附圖說明
圖1為砂漿密實劑(DSF)對砂漿圓環開裂性能的影響。
具體實施方式
下面結合具體實施例進一步描述本發明。
實施例1
本實施例的適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，重量組分為：聚羧酸系高性能減水劑：2％；醋酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯共聚物：38％；羧甲基纖維素鈉：0.2％；聚氧乙烯類：0.05％；二硬脂酸醯乙二胺:0.005％；水：59.745％，將上述各組分按重量百分比準確稱量，按實施例6的所述工藝製得本發明。
實施例2
本實施例的適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，重量組分為：氨基磺酸系高效減水劑：5％；苯乙烯-丁二烯共聚物：35％；聚丙烯醯胺：0.2％；氨基醇類：0.05％；有機矽化合物:0.005％；水：59.745％，將上述各組分按重量百分比準確稱量，按實施例6的所述工藝製得本發明。
實施例3
本實施例的適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，重量組分為：萘系高效減水劑：10％；醋酸乙烯酯-乙烯-丙烯酸酯共聚物：40％；聚乙烯醇：0.3％；乙醇：0.1％；有機矽化合物:0.005％；水：49.595％，將上述各組分按重量百分比準確稱量，按實施例6的所述工藝製得本發明。
實施例4
本實施例的適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，重量組分為：聚羧酸系高性能減水劑：2％；醋酸乙烯酯-乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物：41％；羧甲基纖維素鈉：0.2％；聚氧乙烯類：0.05％；二硬脂酸醯乙二胺:0.005％；水：56.745％，將上述各組分按重量百分比準確稱量，按實施例6的所述工藝製得本發明。
實施例5
本實施例的適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，重量組分為：三聚氰胺系高效減水劑：6％；苯乙烯-丁二烯共聚物：38％；溫輪膠：0.01％；甘醇：0.1％；有機矽化合物:0.005％；水：55.885％，將上述各組分按重量百分比準確稱量，按實施例6的所述工藝製得本發明。
實施例6
本實施例的適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑，將上述實施例的各組分分別按重量百分比稱量A～F組分，先將F組分加入攪拌機，其它組分充分混合均勻，開啟攪拌機運行平穩後，再緩慢投入，待物料充分溶解攪拌均勻即可。
應用實施例
以下為本發明的性能情況：適用於提高PCCP保護層砂漿耐久性的專用砂漿密實劑為水溶性液體，使用時只需直接加入拌合水中拌勻即可。室內試驗試配砂漿密實劑分別以0％、15％、20％摻量配入砂漿，配製的砂漿試驗配合比見表1，砂漿性能見表2、表3和圖1。圖1為DSF對砂漿圓環開裂性能的影響。
表1砂漿試驗配合比
表2本發明的保護層砂漿室內試驗性能
表3本發明的保護層砂漿室內試驗性能
雖然本發明列舉了部分實施例公開如上，但它們並不是用來限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，自當可作各種變化或潤飾，例如對某份原料組分作增加或減少，但對產品的效果可能不會產生實質性影響，那麼這種改動同樣屬於本申請的權利要求保護範圍所界定的範圍之內。