【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于灌漿料，具體涉及一種抗氯離子滲透灌漿料及其應用。
技術介紹
1、隨著海上風電建設的發展，風電場建設選址逐漸從潮間帶走向海上，離海岸距離更遠、單機功率更高、矗立高度更大、水深持續增加以及海況更趨復雜，這對風機基礎連接段提出了更高的要求及挑戰。灌漿連接是海上風機支撐結構與樁基礎連接的典型方法：灌漿連接是由兩個同心管狀部分組成的結構連接件，外部和內部管之間的環形區域被填充灌漿。
2、水泥基灌漿材料主要由膠凝材料、骨料、輔料等組成，膠凝材料以水泥為主，骨料可以使用高性能的天然砂或石英砂，輔料即各種礦物摻合料、外加劑等。水泥基灌漿材料因具有流動性好、強度高、收縮小等優點，常被用于風電灌漿，不僅在結構上起承上啟下及在施工上起承前啟后的作用，還可有效降低風機安裝誤差、減少疲勞損傷。如專利cn116693262b公開的一種海上風電導管架用灌漿料及其使用方法，專利cn116514492b公開的一種低溫高流態早強風電灌漿料及其制備方法，專利cn113968698b公開的海上風電導管架用水泥基灌漿料及其應用等。
3、因海洋環境中氯離子濃度較高，易導致混凝土等材料的腐蝕和劣化。氯離子能夠滲透至混凝土內部，破壞其內部結構，進而引發鋼筋銹蝕和材料強度下降，嚴重影響風電基礎的安全性與耐久性。以上為常見的海上風電水泥基灌漿材料，具有較高的強度和優異的抗疲勞性能，不僅對基礎及其他結構聚有調平和支持作用，還能減少焊接帶來的應力集中和疲勞，保障海上風電機組的正常運行與穩定性，但抗氯離子滲透性能一般，有待進一步的改善，確保海上項目
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種抗氯離子滲透灌漿料及其應用，灌漿料原料中包括一種以酚類、甲醛、氨基poss衍生物為原料經催化劑作用發生溶膠-凝膠反應、干燥、炭化制備了一種連續的致密、均勻的sio2/炭復合氣凝膠，它對氯離子具有優異的吸附性能，具有顯著提高灌漿料的抗氯離子滲透性能的作用，并且對灌漿料的抗壓強度沒有不利影響。
2、為實現上述目的，采取如下技術方案：
3、一種抗氯離子滲透灌漿料，包括如下重量份的原料：35-40份水泥、45-50份石英砂、10-15份摻和料、0.3-0.5份膨脹劑、0.1-0.3份早強劑、0.1-0.3份減水劑、5-8份sio2/炭復合氣凝膠；所述復合氣凝膠通過以酚類、甲醛、氨基poss衍生物為反應原料，在有機溶劑中經催化劑作用發生溶膠-凝膠反應，所得凝膠再經干燥、炭化、研磨制得sio2/炭復合氣凝膠；所述酚類、甲醛、氨基poss衍生物、催化劑的摩爾比為1:2.5-4:0.1-0.3:0.1-0.3。
4、所述氨基poss衍生物選自八對氨基苯基-poss、八苯胺丙基籠狀聚倍半硅氧烷中的一種或兩種的組合。
5、氨基poss衍生物是一種具有六面體結構的有機/無機雜化材料，以其為原料制備的sio2氣凝膠與普通硅氧烷衍生物制得的sio2氣凝膠相比，比表面積更大、骨架更穩定，對氯離子的吸附性能更持久穩定，缺點是形成的sio2氣凝膠連續性差。本專利技術以酚類、甲醛、氨基poss衍生物為原料經催化劑作用發生溶膠-凝膠反應、干燥、炭化制備了一種連續的致密、均勻，可在灌漿料體系中均勻分散的sio2/炭復合氣凝膠，對氯離子具有優異的吸附性能，顯著提高灌漿料的抗氯離子滲透性能。
6、所述酚類選自鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚中的一種或兩種及以上的組合。
7、所述催化劑為六次甲基四胺。
8、所述有機溶劑選自丙酮、丁酮、四氫呋喃、乙酸乙酯中的一種或兩種及以上的組合。
9、具體的，所述sio2/炭復合氣凝膠通過包括如下步驟的方法制得：
10、將酚類、甲醛、氨基poss衍生物、催化劑溶于有機溶劑中得混合溶液，密閉、恒溫進行溶膠-凝膠反應，反應結束后所得凝膠在常壓干燥、惰性氛圍中炭化、研磨，即得sio2/炭復合氣凝膠。
11、所述恒溫為控制溫度在45-80℃，所述溶膠-凝膠反應時間為3-5d，所述常壓干燥為常壓60-100℃下干燥12-48h，所述炭化溫度為700-1000℃、時間為1-3h。所述研磨為研磨至平均粒徑為5-10μm。所述混合溶液中酚類與有機溶劑的的摩爾體積比為1mol:(7-10)l。
12、所述水泥為強度為42.5-52.5的硅酸鹽水泥。
13、所述石英砂在10-120目粒徑范圍內連續級配。
14、所述摻合料選自粉煤灰、硅灰、礦粉中的一種或兩種及以上的組合。優選為粉煤灰、硅灰、礦粉按質量比為8:1-4:1-4的混合物。
15、所述粉煤灰選自ⅰ級粉煤灰、ⅱ級粉煤灰、ⅲ粉煤灰中的一種或兩種及以上的組合。。
16、所述硅灰中sio2含量≥95％，火山灰活性指數≥95％，比表面積≥20000m2/kg，燒失量≤5％。
17、所述礦粉比表面積為1400-2000m2/kg。
18、所述膨脹劑選自氧化鈣類、氧化鎂類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類中的一種或兩種及以上的組合。膨脹劑可補償灌漿料的收縮，防止因收縮導致的裂縫產生，抑制水分及侵蝕性離子的侵入。專利技術人發現sio2/炭復合氣凝膠具有明顯的協同膨脹劑抑制灌漿料的自收縮，補償收縮的功能，推測為多孔的sio2/炭復合氣凝膠可以改善灌漿料的韌性，減小由于內應力導致的收縮破壞。
19、所述早強劑選自氯鹽類早強劑、硫酸鹽早強劑、有機酸鹽早強劑中的一種或兩種及以上的組合。早強劑能夠加速水化過程，使得灌漿料能夠在短時間內達到更高的強度，這對于確保風電設備基礎的快速固化和承載能力至關重要。
20、具體的，所述氯鹽類早強劑選自氯化鈣、氯化鋁、氯化鐵、氯化鉀中的一種或兩種及以上的組合；硫酸鹽早強劑選自硫酸鈣、硫酸鈉、硫酸鉀中的一種或兩種及以上的組合；有機酸鹽早強劑選自甲酸鈣、乙酸鈣中的一種或兩種的組合。
21、所述減水劑的減水率為20-25％，選自萘系減水劑、聚羧酸類減水劑中的一種或兩種的組合。減水劑在低水膠比的前提下，提高混合物的流動性和工作性，保障施工過程中對漿體高流態的需求，有助于提高灌漿料的耐久性和抗滲性，還有利于提高施工效率，減少施工過程中由于水分蒸發引起的開裂風險。
22、本專利技術還提供了上述風電專用灌漿料的應用，包括如下步驟：
23、將水泥、石英砂、礦物摻和料、膨脹劑、早強劑、減水劑、sio2/炭復合氣凝膠混合均勻得灌漿料，然后加入水進行拌和，靜置排氣，即可輸送灌漿機泵送施工。
24、所述灌漿料與水的質量比為1：0.075-0.095。
25、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
26、本專利技術灌漿料原料中包括一種以酚類、甲醛、氨基poss衍生物為原料經催化劑作用發生溶膠-凝膠反應、干燥、炭化制備了一種連續的致密、均勻的sio2/炭復合氣凝膠，它對氯離子具有優異的吸附性能，協同特定膨脹劑一起使用抑制灌漿料的自收縮，具有顯著提高灌本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，包括如下重量份的原料：35-40份水泥、45-50份石英砂、10-15份摻和料、0.3-0.5份膨脹劑、0.1-0.3份早強劑、0.1-0.3份減水劑、5-8份SiO2/炭復合氣凝膠；所述SiO2/炭復合氣凝膠是以酚類、甲醛、氨基POSS衍生物為反應原料，在有機溶劑中經催化劑作用發生溶膠-凝膠反應所得凝膠，所得凝膠再經干燥、炭化、研磨制得SiO2/炭復合氣凝膠；所述酚類、甲醛、氨基POSS衍生物、催化劑的摩爾比為1:2.5-4:0.1-0.3:0.1-0.3。
2.根據權利要求1所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述氨基POSS衍生物選自八對氨基苯基-POSS、八苯胺丙基籠狀聚倍半硅氧烷中的一種或兩種的組合；所述酚類選自鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚中的一種或兩種及以上的組合；所述催化劑為六次甲基四胺。
3.根據權利要求1所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述有機溶劑選自丙酮、丁酮、四氫呋喃、乙酸乙酯中的一種或兩種及以上的組合。
4.根據權利要求1所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述SiO2/炭復合
5.根據權利要求4所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述混合溶液中酚類與有機溶劑的的摩爾體積比為1mol:(7-10)L。
6.根據權利要求4所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述恒溫為控制溫度在45-80℃，所述溶膠-凝膠反應時間為3-5d，所述常壓干燥為常壓60-100℃下干燥12-48h，所述炭化溫度為700-1000℃、時間為1-3h。所述研磨為研磨至平均粒徑為5-10μm。
7.根據權利要求1所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述水泥為強度為42.5-52.5的硅酸鹽水泥；所述石英砂在10-120目粒徑范圍內連續級配；所述膨脹劑選自氧化鈣類、氧化鎂類、硫鋁酸鈣-氧化鈣類中的一種或兩種及以上的組合；所述早強劑選自氯鹽類早強劑、硫酸鹽早強劑、有機酸鹽早強劑中的一種或兩種及以上的組合；所述減水劑的減水率為20-25％，選自萘系減水劑、聚羧酸類減水劑中的一種或兩種的組合。
8.根據權利要求1所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述摻合料選自粉煤灰、硅灰、礦粉中的一種或兩種及以上的組合；優選為粉煤灰、硅灰、礦粉按質量比為8:1-4:1-4的混合物；所述粉煤灰選自Ⅰ級粉煤灰、Ⅱ級粉煤灰、Ⅲ粉煤灰中的一種或兩種及以上的組合；所述硅灰中SiO2含量≥95％，火山灰活性指數≥95％，比表面積≥20000m2/kg，燒失量≤5％；所述礦粉比表面積為1400-2000m2/kg。
9.權利要求1-8任一項所述風電專用灌漿料的應用，其特征在于，包括如下步驟：
10.根據權利要求9所述抗氯離子滲透灌漿料的應用，其特征在于，所述灌漿料與水的質量比為1：0.075-0.095。
...【技術特征摘要】
1.一種抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，包括如下重量份的原料：35-40份水泥、45-50份石英砂、10-15份摻和料、0.3-0.5份膨脹劑、0.1-0.3份早強劑、0.1-0.3份減水劑、5-8份sio2/炭復合氣凝膠；所述sio2/炭復合氣凝膠是以酚類、甲醛、氨基poss衍生物為反應原料，在有機溶劑中經催化劑作用發生溶膠-凝膠反應所得凝膠，所得凝膠再經干燥、炭化、研磨制得sio2/炭復合氣凝膠；所述酚類、甲醛、氨基poss衍生物、催化劑的摩爾比為1:2.5-4:0.1-0.3:0.1-0.3。
2.根據權利要求1所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述氨基poss衍生物選自八對氨基苯基-poss、八苯胺丙基籠狀聚倍半硅氧烷中的一種或兩種的組合；所述酚類選自鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚中的一種或兩種及以上的組合；所述催化劑為六次甲基四胺。
3.根據權利要求1所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述有機溶劑選自丙酮、丁酮、四氫呋喃、乙酸乙酯中的一種或兩種及以上的組合。
4.根據權利要求1所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述sio2/炭復合氣凝膠通過包括如下步驟的方法制得：
5.根據權利要求4所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述混合溶液中酚類與有機溶劑的的摩爾體積比為1mol:(7-10)l。
6.根據權利要求4所述抗氯離子滲透灌漿料，其特征在于，所述恒溫為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馬清浩，王麗雯，馬清沛，
申請(專利權)人：北京慕湖外加劑有限公司，
類型：發明
國別省市：
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