[发明专利]一种低负温后张梁预应力管道压浆材料

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种后张梁预应力管道压浆材料，尤其是一种低负温(-10℃至5℃)后张梁预应力管道压浆材料，所述材料可在不低于-10℃的施工环境温度下用于例如后张预应力T梁和连续梁等后张梁的管道压浆施工。

背景技术

后张梁预应力管道压浆是我国高速铁路及客运专线预制梁体普遍采用的预应力防腐技术。铁道部标准TB/T3192-2008《铁路后张法预应力混凝土梁管道压浆技术条件》对管道压浆材料有了详细的规定，但现行标准只允许在正温(大于5℃)下施工，例如，中国专利ZL200710143812.1公布的一种高性能水泥基无收缩防腐蚀灌浆剂仅适用于正温(5℃～35℃)施工环境条件下的管道压浆施工。而负温压浆施工一直是规范不允许的，这是因为在负温下，压浆材料不能够正常凝结硬化而受冻产生膨胀，导致预应力管道开裂，从而带来安全隐患。

为了解决这一问题，在工期十分紧张的情况下，严寒地区采取搭棚通热蒸汽来提高施工环境温度，例如中国专利公报CN1948668A公布了一种混凝土后张梁孔道加热方法及加热装置，需要将孔道加热到5℃以上，耗能较大，且加热周期较长。这类方法耗能巨大又难以保证施工质量，因此，能够安全应用于一定负温条件下的管道压浆材料对需要进行冬季施工的工程是十分必要的。

发明内容

从压浆材料本身的角度考虑，提高其在负温下的早期强度和后期转入正温后强度的快速增长是本发明需要解决的实质问题。为此，本发明的压浆材料应能够达到以下目的：

1.在-10℃时浆体能够凝结，12小时强度达到10MPa以上；

2.浆体从负温转入正温进行养护，其强度能够迅速发展，转入标准养护28天强度与直接标准养护28天强度相当；

3.浆体在负温下未出现冻坏及体积明显膨胀现象，强度能够持续发展。

为了实现上述发明目的，本发明人经过大量研究和实验发现：

1.通过合理选择水泥的种类和比例，使水泥达到合理的铝-钙-硅的重量比例，其比例为1∶2～3∶0.5～1，该铝-钙-硅的比例是通过合理选择P.O42.5普通硅酸盐水泥、P.O52.5普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和高铝水泥等四种水泥的种类和用量而确定的，从而达到缩短配制浆体的凝结时间和获取较高早期强度的目的(矿物掺合料中的钙-硅-铝的含量不予考虑)；

2.通过加入促硬组分，提高浆体的12h和24h等早龄期强度；

3.通过掺加矿物掺合料，提高浆体的-7d+28d和28d等长龄期强度；

4.掺加防冻组分，降低浆体中水溶液的冰点到-20℃，防止浆体受到冻害。

因此，本发明提供了一种低负温后张梁预应力管道压浆材料，其特征在于该材料由水泥、聚羧酸减水剂、防冻组分、缓凝组分、促硬组分、矿物掺合料、膨胀剂组成。所述低负温后张梁预应力管道压浆材料中，相对于100重量份的水泥；聚羧酸减水剂，0.2～0.5重量份；防冻组分，2～4重量份；缓凝组分，0.5～1重量份；促硬组分，0.1～0.5重量份；矿物掺合料，2～5重量份；膨胀剂，2～8重量份。

在本发明的一个实施方式中，所述低负温后张梁预应力管道压浆材料中的水泥为P.O42.5普通硅酸盐水泥、P.O52.5普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、高铝水泥中的一种或其中几种的混合物。例如，P.O42.5普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥质量比为1∶3的混合物。优选的是，水泥中铝-钙-硅的重量比例为1∶2～3∶0.5～1。所述铝-钙-硅的比例可通过GB/T176-2008《水泥化学分析方法》确定。

在本发明的一个实施方式中，所述低负温后张梁预应力管道压浆材料中的防冻组分为硝酸钙、氢氧化钙、甲酸钙、硫酸钠、硫酸铵中的一种或其中任意两种以任意比例复配的混合物。

在本发明的一个实施方式中，所述低负温后张梁预应力管道压浆材料中的缓凝剂为柠檬酸、葡萄糖酸钠、硼砂中的一种或其中任意两种以任意比例复配的混合物。

在本发明的一个实施方式中，所述低负温后张梁预应力管道压浆材料中的促硬组分为氢氧化锂、碳酸锂、明矾类复盐(如钠矾及钾矾等)、硫酸铝中的一种或其中任意两种以任意比例复配的混合物。

在本发明的一个实施方式中，所述低负温后张梁预应力管道压浆材料中的矿物掺合料为磨细矿渣粉、硅粉、粉煤灰中的一种或其中任意两种以任意比例复配的混合物。

在本发明的一个实施方式中，所述低负温后张梁预应力管道压浆材料中的膨胀剂为CSA型膨胀剂。