[发明专利]一种预应力管道膨胀剂及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及浆料的技术领域，特别是涉及一种针对目前水泥基灌浆材料存在浆体硬化后沉缩、开裂等问题，利用建筑垃圾、石膏泥等材料，经合理配方设计而成的一种预应力管道膨胀剂。

背景技术

混凝土膨胀剂是在膨胀水泥基础上发展起来的一种混凝土外加剂，1936年，H．Lossier发明了膨胀水泥，1958年，Klien在此基础上开发了K型膨胀水泥，1964年正式投入生产。日本是最先发展膨胀剂的国家，从1962年到1970年，它成功研制了硫铝酸钙膨胀剂和石灰系膨胀剂。此外，俄罗斯、美国、澳大利亚、保加利亚等开展了混凝土膨胀剂的研制。我国从20世纪70年代进行混凝土膨胀剂的研究，至今大致经历了“高碱高掺一中碱中掺一低碱低掺”三个阶段。

早期用于设备基础灌浆的材料是普通的建筑砂浆和细石混凝土，但该类材料在硬化前后均存在一定的收缩，包括沉降收缩、化学收缩和干燥收缩，容易导致填充不密实，从而影响荷载的传递，设备安装精度和使用寿命受到很大影响。上世纪八十年代以来，我国从国外引进了大量的机器设备，设备供应商为了保障设备安装精度和使用寿命，大多规定用微膨胀、高强度、流动性好的灌浆料灌注地脚螺栓、设备基座。这些灌浆料较普通的建筑砂浆和细石混凝土有了较大的进步，它在水泥砂浆中掺入普通膨胀剂，补偿灌浆后的收缩，使灌浆密实度得到一定的改善。但由于普通膨胀剂只在水泥硬化期起作用，其膨胀率很低。而作为一种自流平材料，灌浆料早期存在较大的沉降收缩，沉降收缩可占到整个收缩的85％以上，因此仍存在填充密实度不够的风险，给设备运行带来隐患。

随着我国基础建设的增多，水泥基灌浆材料已普遍用于冶金、石油、化工、电力、造纸、建筑及地基的加固等行业。目前，我国灌浆材料的质量良莠不齐，严重扰乱了市场。因此，建设部也在着手制订新的应用技术规范，以整体提高我国水泥基灌浆材料的质量，确保安全生产。《水泥基灌浆材料应用技术规范》中明确提出水泥基灌浆材料在1-3h内必须具有0.1％-3.5％的竖向膨胀率。在1-3h内，一般灌浆料都处于塑性阶段，还没有终凝，因此，常规铝酸盐类、氧化物类膨胀剂都不能产生膨胀。金属粉末类，反应速度快，发气量大，气孔大也不适合用于灌浆材料的塑性阶段膨胀源。

期预应力孔道灌浆所使用的传统压浆剂一般为纯水泥浆，施工时，采用水泥、水、减水剂、膨胀剂等进行现场配制。现场配制的压浆料必须满足：水灰比为0.40～0.45，掺入适量减水剂，可以把水灰比最低减小到0.35；压浆料最大泌水率不得超过3%，泌水应在24h内重新被灰浆吸收；压浆料的粘稠度应控制在14-18s，因为聚合物砂浆的粘稠度没有压浆料的高，压浆料在凝固前必须具备一定的膨胀作用；压浆料试块的抗压强度不低于50MPa。

现阶段，在预应力管道施工现场中采用水泥、减水剂、膨胀剂、矿物掺合料等和水配制压浆料，通常存在各种外加剂兼容性不良、水泥与减水剂适应性差等问题，造成孔道灌浆存在以下严重问题：

（1）压浆剂浆体质量稳定性差、流动性差、流动损失快，体积稳定性不良；

（2）新拌浆体泌水率大，易离析分层、浆体中微沫多，流动性不好，凝结时间不适中，浆体压浆时往往不顺畅，易堵管，施工速度慢，孔道内难以形成饱满状态；

（3）硬化后浆体不密实，气泡、针隙类空隙多，与预应力筋粘结不实，浆体中甚至有断纹，孔道不饱满，高点外浆体起粉等。

因此，必须开发一种不但在塑性阶段而且在终凝后仍具有一定的微膨胀性能的高性能预应力管道膨胀剂，并且用于水泥砂浆后能够具有很好的增塑性能和保塑性能，已经十分必要。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明的目的是提供一种预应力管道膨胀剂及其生产方法，针对目前水泥基灌浆材料存在浆体硬化后沉缩、开裂等问题，利用建筑垃圾、石膏泥等材料，经合理配方设计而成的一种预应力管道膨胀剂。

本发明所采用的技术方案是：

一种预应力管道膨胀剂，该预应力管道膨胀剂包含以下重量份数的原料：

膨胀母料：100～120；

活性矿物掺合料：6～8；

朔性膨胀剂：3～5；

木质素系减水剂：2～8；

膨胀母料包含以下重量份数的原料：

石膏渣：65～75；

硅酸盐熟料：50～60；

建筑垃圾：52～58。