[发明专利]水泥基灌浆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种水泥基灌浆材料及其制备方法。

背景技术

随着高速铁路和大型桥梁的不断建设发展，高性能灌浆材料的应用也越来越广泛。高性能灌浆材料是指一种耐久性优异的灌浆料，其主要特点是具有高强度、高抗渗性、高工作性和体积稳定性，是灌浆料技术的一个重要发展方向。它适用于大中型设备的二次灌浆、地脚螺栓的锚固、垫板座浆、工程修补和抢修等早强、无收缩和高流态要求的建筑施工中。

目前，市面上也存在几种灌浆材料，但都存在许多问题。比如早期强度不够，导致施工进度减慢，影响工期。再比如工作性能不好导致施工困难，收缩大导致灌浆不密实和开裂等问题。这些问题都严重影响了工程施工周期和施工质量，同时也对桥梁，铁路，隧道等工程造成重大隐患，严重影响了国家基础设施建设的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种早期强度大、抗折强度大的水泥基灌浆材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：水泥基灌浆材料，其特征在于它由硫铝酸盐水泥、河砂、膨胀剂、聚羧酸减水剂和复合添加剂原料制备而成，各原料的质量配比为：硫铝酸盐水泥∶河砂∶膨胀剂∶聚羧酸减水剂∶复合添加剂＝1∶0.5～2∶0.01～0.2∶0.001～0.008∶0.001～0.1；

复合添加剂由消泡剂、硼酸和碳酸锂按30～40∶10～20∶5～15的质量比例混合而成。

按照上述技术方案，一种较佳的原料质量配比为：硫铝酸盐水泥∶河砂∶膨胀剂∶聚羧酸减水剂∶复合添加剂＝1∶1～2∶0.05～0.12∶0.003～0.007∶0.005～0.012。

按照上述技术方案，一种最佳的原料质量配比为：硫铝酸盐水泥∶河砂∶膨胀剂∶聚羧酸减水剂∶复合添加剂＝1∶1.05∶0.05∶0.003∶0.006。

按照上述技术方案，硫铝酸盐水泥是以铝矿，铁矿，粘土和石灰石为主要原料，经过高温煅烧后所形成的以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的水泥。硫铝酸盐水泥具体为：快硬硫铝酸盐水泥(强度等级为42.5)。

按照上述技术方案，河砂为14目～48目间连续级配的河砂。

按照上述技术方案，膨胀剂的主要成分为无水硫铝酸钙和石膏，添加到水泥体系中主要用于改善体系的体积稳定性能。膨胀剂具体为：UEA型膨胀剂、HCSA膨胀剂、SY-G膨胀剂或鼎立牌HEA膨胀剂。

按照上述技术方案，聚羧酸类减水剂的结构通式为：

聚羧酸减水剂具体为：FOX聚羧酸类减水剂、225-p粉状聚羧酸减水剂、“统领”牌粉状聚羧酸减水剂或2651F粉状聚羧酸减水剂。

按照上述技术方案，复合添加剂中消泡剂、硼酸和碳酸锂最优的质量比为30∶15∶8。消泡剂用来消除试件成型过程中形成的气泡，硼酸和碳酸锂主要用来调整试件硬化的时间。

按照上述技术方案，消泡剂为P803粉状消泡剂、GPA粉状消泡剂、混凝土粉末消泡剂、YKXP粉状消泡剂或D31粉状消泡剂。

上述水泥基灌浆材料的制备方法，其特征在于它包含以下步骤：

1)原料的准备：

①将河砂洗净晒干后，利用标准砂石筛进行筛分，收集14目～48目间连续级配的干净河砂；

②按消泡剂、硼酸和碳酸锂＝30～40∶10～20∶5～15的质量比例混合，得到复合添加剂；

2)按各原料的质量配比为：硫铝酸盐水泥∶河砂∶膨胀剂∶聚羧酸减水剂∶复合添加剂＝1∶0.5～2∶0.01～0.2∶0.001～0.008∶0.001～0.1，选取硫铝酸盐水泥、河砂、膨胀剂、聚羧酸减水剂和复合添加剂，备用；

3)将硫铝酸盐水泥和河砂混合，再分别掺入膨胀剂、聚羧酸减水剂和复合添加剂，搅拌混合(置于三维立体混料机中混合30～40分钟)30～40分钟，得到水泥基灌浆材料。

在此水泥基灌浆材料体系中，复合添加剂对整体性能改善有重要的影响，在体系中起到十分关键的作用，具体见表1、表2的试验结果，其中表1为三种试验例的组分配比，表2为对应的性能指标测试结果。

表1灌浆材料具体组分组成

表2灌浆材料性能指标

注：表中“-”表示没有凝结，无法测试，“*”表示无流动性。