本發明專利技術公開一種水泥灌漿料，除了包括膠凝材料、骨料、減水劑、消泡劑外，所述水泥灌漿料還包括二氧化硅填充顆粒和改性橡膠顆粒，所述二氧化硅填充顆粒選自粒徑為60?1000μm的單分散二氧化硅球形顆粒，改性橡膠顆粒為硅烷偶聯劑改性的橡膠粒子，所述硅烷偶聯劑選自含有異丁基官能團的偶聯劑。所述水泥灌漿料不僅具有早強高強、流動度好、抗壓強度高等特點，而且與鋼鐵結構界面結合度較好。
A cement grouting material and its preparation and Application
The invention discloses a cement grouting material, in addition to the cementitious material, aggregate, water reducing agent and defoamer, the cement grouting material also includes silica filled particles and modified rubber particles, the silica filled particles are selected from monodisperse silica spherical particles with the particle size of 60 \u2011 1000 \u03bc m, the modified rubber particles are rubber particles modified by silane coupling agent, and the silane The coupling agent is selected from the coupling agent containing isobutyl functional group. The cement grouting material not only has the characteristics of early strength and high strength, good fluidity and high compressive strength, but also has good interface combination with steel structure.
【技術實現步驟摘要】
一種水泥灌漿料及其制備方法和應用
本專利技術屬于建筑材料領域，具體涉及一種水泥灌漿料及其制備方法。
技術介紹
水泥基灌漿料是一種由骨料、膠凝材料、外加劑和水配制而成的具有高流動性、微膨脹性、早強高強、黏結強度高、抗腐蝕性強等特點的建筑材料，廣泛應用于混凝土結構加固和修補，設備基礎的二次灌漿，地腳螺栓錨固等工程領域。在施工方面水泥灌漿料具有質量可靠，降低成本，縮短工期和使用方便等優點，在施工現場加入一定量的水，攪拌均勻后即可使用。與普通水泥砂漿相比，水泥灌漿料還具有無毒無害、不老化、對水質及周圍環境無污染，自密性好、防銹等特點。基于上述優異的特性，水泥灌漿料無疑成為地腳螺栓錨固、飛機跑道的搶修、核電設備的固定、路橋工程的加固、機器底座、鋼結構與地基懷口、設備基礎的二次灌漿、栽埋鋼筋、混凝土結構加固和改造等這些工程的首選。但隨著時代的發展，建筑行業對于灌漿料不斷出現新的需求，這要求灌漿料性能需要根據建筑需求進行調節，如重型機械的設備基礎發生破損急需更換或搶修、公路橋梁聯接縫的搶修灌漿、高速鐵路橋梁支座的快速灌漿、機場路面的搶修等，需要灌漿料具有流動性好、與原有混凝土結合度高、堆積密度好等優勢。又如現有建筑施工用的水泥灌漿材料一般流動度為240-280mm，這樣的流動值可滿足一般設備二次灌漿要求，但在施工時常需要用竹條或其它工具插入二次灌漿空間不斷拉動，才能使灌漿料流動順暢，以充滿整個空間，而對于一些復雜灌漿結構，因竹條或其它工具無法插入，常常出現灌漿空洞，因此，需要調整灌漿料細度模數、堆積密度與流動度的關系，使在灌漿過程中不出現灌漿空洞。非專利文獻“鋼渣砂、石英砂混合骨料級配對水泥灌漿料性能影響的研究”通過在石英砂中添加不同粒度的鋼渣砂，調整不同粒度鋼渣砂配比，使水泥灌漿料抗壓強度符合要求的情況下實現良好流動度。專利文獻CN99106144.6公開了一種高強、超流態膨脹水泥灌漿料，該灌漿料以硅酸鹽水泥、二氧化硅超微粉為主要膠凝材料，配以一定粒徑的石英砂及少量石灰膨脹劑、復合減水劑構成水硬性混合材料，主要用于工業設備安裝的二次灌漿,建筑結構的加固和修補。所述高強、超流態膨脹水泥灌漿料在特殊條件下仍能有效使用，且膨脹性能、流動性能和強度性能上均優于現有灌漿材料。專利文獻CN201510310117.4公開了一種氧化石墨烯早強水泥灌漿料，所述水泥灌漿料由40-50％的PO42.5R水泥，5-10％的42.5快硬硫鋁酸鹽水泥，40-52％的石英砂，3-5％的石膏，2-15％的膨脹劑，0.3-2％的外加劑，0.01-1％的氧化石墨烯及0.05-5％的高性能纖維組成。由于早強的特性，所述水泥灌漿料可用于各種設備的緊急修復以及各種搶修工程。在實際施工過程中，即使水泥灌漿料具有良好的流動度及早強高強的特性還不能滿足所有施工需求。例如，設備基礎施工時常常采用干填法，即用比較干硬的水泥砂漿填實二次灌漿層。由于二次灌漿層空間內存在著地腳螺栓等障礙物，要真正填實比較困難，眾所周知，普通水泥砂漿或混凝土砂漿具有干縮性，使灌漿層硬化后不能在設備底座與混凝土基礎之間形成一密實的結合體，致使設備底座松曠影響長期使用，當灌漿層厚度較小時，施工更困難。在這種情況下改善水泥灌漿料的膨脹性是關鍵，現有技術多采用添加膨脹劑的方式增加灌漿料膨脹性。專利文獻CN201110064055.5公開了一種性能可調節的多功能無收縮水泥灌漿料，其組分及其重量百分比為：膠凝材料30.0-50.0％，硬石膏0-5.0％，膨脹劑4.0-6.0％，減水劑0.6-1.5％，促凝劑0-0.09％，減縮劑0-2％，增稠劑0-0.06％，骨料40.0-65.0％。實際上，灌漿料膨脹性能受施工對象、環境溫度、氣候變化等諸多因素影響，如在夏季高溫季節施工時，灌漿材料一般會出現速凝及流動度損失加快，由于水分蒸發較快使膨脹性減弱的情況，因此，所述的無收縮水泥灌漿料也不會適應每一種施工環境，我們無法通過添加某一種膨脹劑來適應所有施工環境需求。針對現有技術中的不足，本專利技術結合實際應用提供了一種水泥灌漿料，所述水泥灌漿料不僅具有早強高強、流動度好、抗壓強度高等特點，而且與鋼鐵結構界面結合度好，在灌漿層硬化后使設備底座與混凝土基礎之間形成密實的結合體，不會因為收縮出現裂縫或分離。所述水泥灌漿料可以廣泛用于鋼筋連接用套筒內灌注、鋼結構與基礎的固接灌漿、鋼結構與地基懷口灌漿、栽埋鋼筋、大型鋼鐵設備錨固等領域。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種水泥灌漿料及其制備方法，由于大多數需要錨固、灌注的建筑結構都是鋼鐵材質，因此通過增加水泥灌漿料與鋼鐵結構表面的結合強度，能減輕由于灌漿料收縮性導致的混凝土與加固對象之間出現裂縫、分離等現象。另外，本專利技術通過添加二氧化硅顆粒作為填充劑來增加水泥灌漿料的抗壓強度，調整填充顆粒粒徑實現最佳堆積密度和流動度。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的：第一方面，本專利技術提供一種水泥灌漿料，除了包括膠凝材料、骨料、減水劑、消泡劑外，所述水泥灌漿料還包括二氧化硅填充顆粒和改性橡膠顆粒，所述二氧化硅填充顆粒選自粒徑為60-1000μm的單分散二氧化硅球形顆粒，改性橡膠顆粒為硅烷偶聯劑改性的橡膠粒子，所述硅烷偶聯劑選自含有異丁基官能團的偶聯劑。優選的，所述單分散二氧化硅球形顆粒選自粒徑為60-100μm的細顆粒和/或粒徑為800-1000μm的粗顆粒。優選的，所述改性橡膠顆粒粒徑大小為80-120目，更優選的，粒徑為100-120目。在本專利技術的優選實施方式中，所述含有異丁基官能團的硅烷偶聯劑選自異丁基三乙氧基硅烷。在本專利技術中，所述異丁基三乙氧基硅烷改性橡膠顆粒的制備原料包括：質量濃度為15-30％的NaOH溶液、橡膠粒子100-200份、異丁基三乙氧基硅烷5-10份。優選的，所述水泥灌漿料的制備原料按質量份數計包括：膠凝材料300-500份、骨料400-650份、減水劑10-25份、消泡劑9-15份、二氧化硅粗顆粒10-40份、二氧化硅細顆粒10-70份、異丁基三乙氧基硅烷改性橡膠顆粒5-30份。優選的，所述二氧化硅填充顆粒摻量為骨料質量的10-20％，其中二氧化硅粗顆粒與二氧化硅細顆粒質量比為1:1-5，更優選的，二氧化硅粗顆粒與二氧化硅細顆粒質量比為1:3-4。本專利技術所述的橡膠粒子是指采用常溫粉碎法對廢舊橡膠進行機械壓碎所制得的橡膠粒子，過100或120目篩，得到密度約為1000-1180kg/m3的橡膠粒子，其表面凹凸不平呈毛刺狀態，具有較大的比表面積，易進行表面改性修飾。在本專利技術中，所述膠凝材料選自硅酸鹽水泥、高鋁水泥、硅灰中的一種或兩種以上的組合，優選的，所述膠凝材料選自硅酸鹽水泥，其中硅酸鹽水泥優選為52.5R水泥或42.5水泥。所述骨料選自石英砂或河砂，骨料的細度模數優選為2.4-2.9。所述減水劑選自萘系減水劑、氨基減水劑、脂肪族減水劑、聚羧酸系減水劑中的一種或兩種以上的組合，在本專利技術的優選實施方式中，所述減水劑選自粉狀萘磺酸鹽甲醛縮合物或氨基磺酸鹽。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種水泥灌漿料，除了包括膠凝材料、骨料、減水劑、消泡劑外，所述水泥灌漿料還包括二氧化硅填充顆粒和改性橡膠顆粒，所述二氧化硅填充顆粒選自粒徑為60-1000μm的單分散二氧化硅球形顆粒，改性橡膠顆粒為硅烷偶聯劑改性的橡膠粒子，所述硅烷偶聯劑選自含有異丁基官能團的偶聯劑。/n
【技術特征摘要】
1.一種水泥灌漿料，除了包括膠凝材料、骨料、減水劑、消泡劑外，所述水泥灌漿料還包括二氧化硅填充顆粒和改性橡膠顆粒，所述二氧化硅填充顆粒選自粒徑為60-1000μm的單分散二氧化硅球形顆粒，改性橡膠顆粒為硅烷偶聯劑改性的橡膠粒子，所述硅烷偶聯劑選自含有異丁基官能團的偶聯劑。
2.根據權利要求1所述的水泥灌漿料，其特征在于，所述單分散二氧化硅球形顆粒選自粒徑為60-100μm的細顆粒和/或粒徑為800-1000μm的粗顆粒。
3.根據權利要求1所述的水泥灌漿料，其特征在于，所述改性橡膠顆粒粒徑大小為80-120目，所述改性橡膠顆粒選自異丁基三乙氧基硅烷改性橡膠顆粒。
4.根據權利要求3所述的水泥灌漿料，其特征在于，所述異丁基三乙氧基硅烷改性橡膠顆粒的制備原料包括：質量濃度為15-30％的NaOH溶液、橡膠粒子100-200份、異丁基三乙氧基硅烷5-10份。
5.根據權利要求4所述的水泥灌漿料，其特征在于，所述水泥灌漿料包括以下質量份數的制備原料：膠凝材料300-500份、骨料400-650份、減水劑10-25份、消泡劑9-15份、二氧化硅粗顆粒10-40份、二氧化硅細顆粒10-70份、異丁基三乙氧基硅烷改性橡膠顆粒5-30份。
6.根據權利要求5所述的水泥灌漿料，其特征在于，所述二氧化硅填充顆粒摻量為骨料質量的10-20％，其中二氧化硅粗顆粒與二氧化硅細顆粒質量比為1:1-5。
7.根據權利要求1所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬清浩，
申請(專利權)人：馬清浩，
類型：發明
國別省市：北京;11
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