【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水下施工材料，具體涉及一種自流平抗分散水下封底材料及其制備方法。
技術介紹
1、水下封底材料是一種應用于海洋工程，水下施工環境的工程材料，常用于海底隧道、堤壩、橋梁等的密封、防護和支撐。隨著我國工程建設的不斷推進，對水下封底材料的性能有了更加多樣的要求。水下封底材料一般要求具有優異的水下抗分散性能，確保在動水環境下水泥漿體與骨料之間的粘結與包覆，使材料充分發揮作用，還要求具有良好的流動性，能夠自流平，便于水下的澆筑施工，作為封底材料，強度發展要比較迅速，能夠在短時間內產生強度并發揮結構上的作用，應用于海洋工程或者侵蝕性物質的水下環境時，還要求混凝土具有良好的密實性，抗侵蝕。
2、混凝土、鋼材、聚合物等都可以作為水下封底材料，但是混凝土由于其自身的高強度、耐腐蝕、施工工藝簡單便捷等優勢，適用于大部分水下封底工程。
3、水下不分散混凝土是一種加入了抗分散劑的特殊混凝土，一般要求能夠保持在水下澆筑時水泥漿與骨料繼續相互包裹，不分散，不離析，進而保證混凝土強度的發展；同時，水下不分散混凝土一般要具有很高的流動性，在水下施工環境中不用振搗就能夠自流平、自密實。但現有的水下不分散混凝土在應用于水下封底施工時，難以兼顧水下抗分散、自流平和高強度這幾個因素。
4、因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種自流平抗分散水下封底材料及其制備方法，以有助于改善水下封底材料的性能。
2
3、優選地，步驟（1）中，丙烯酰胺和丙烯酸的摩爾比為2.2~3.6；步驟（5）中，聚丙烯酰胺水凝膠與甲基丙烯酸羥乙酯的質量比為0.8~1.2；聚丙烯酰胺水凝膠溶液和/或甲基丙烯酸羥乙酯溶液的濃度為3wt%~5wt%。
4、優選地，步驟（1）中，所述交聯劑為n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和/或乙二醇二甲基丙烯酸酯，所述引發劑為過硫酸銨；所述交聯劑的用量為所述丙烯酰胺的0.04wt%~0.06wt%；引發劑的用量為丙烯酰胺的0.5wt%~0.6wt%；所述丙烯酰胺溶液的濃度為25wt%~29wt%。
5、優選地，步驟（5）中，所述靜置的時間為120~160min。
6、優選地，步驟（5）中，所述活化劑為碳酸鈉溶液，所述碳酸鈉溶液的濃度為0.5mol/l；所述活化劑的用量為甲基羥丙烯酸甲酯的55wt%~65wt%。
7、優選地，所述硫鋁酸鹽水泥為強度等級在42.5以上的快硬型硫鋁酸鹽水泥，比表面積≥350mm2；所述細骨料為細度模數1.8~2.2的河砂，含泥量≤1%，粒徑為0.15mm~2.36mm；所述粉煤灰為一級粉煤灰或二級粉煤灰；所述減水劑為聚羧酸減水劑，減水率≥25%；所述早強劑為碳酸鋰。
8、優選地，所述緩凝劑為葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉和硼砂的混合物，葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉和硼砂的質量比為(1.5~2.0):(4.2~4.7):(1.5~2.0)。
9、優選地，所述硫鋁酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的總量為810份，所述硫鋁酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的質量比為7:3~9:1。
10、本專利技術還提供了如上所述的自流平抗分散水下封底材料的制備方法，其采用下述技術方案：如上所述的自流平抗分散水下封底材料的制備方法，包括下述步驟：i、將硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、粉煤灰和絮凝劑加入攪拌機中，干拌，得到干混料；ii、將所述緩凝劑和減水劑溶于至少部分所述水中，之后加入所述攪拌機中，攪拌；iii、向所述攪拌機中加入細骨料，攪拌；iv、將所述消泡劑和早強劑溶解于剩余的水中，加入到所述攪拌機中，攪拌均勻，即得所述自流平抗分散水下封底材料。
11、有益效果：
12、本專利技術的自流平抗分散水下封底材料中的絮凝劑能夠更好地與未水化顆粒粘結，產生的更大的包覆作用力，絮凝效果更好。
13、本專利技術的自流平抗分散水下封底材料中的絮凝劑在制備過程中采用丙烯酰胺和丙烯酸作為單體，并加入了交聯劑，適當增大了交聯劑的用量，極大的提升了聚丙烯酰胺的交聯密度，使得聚丙烯酰胺的網絡結構更加緊密，能夠減少水分子的進入，從而有助于降低吸水性；本專利技術還對聚丙烯酰胺水凝膠進行了羥甲基化改性，在聚丙烯酰胺分子鏈中引入了具有親水性的羥基基團，羥基基團能夠定向吸附在水泥顆粒表面形成一層具有潤滑效果的水膜，同時通過負電荷之間的靜電排斥使得水泥顆粒之間彼此分散，達到提高漿體流動性和減水的效果，有助于解決常規使用的聚丙烯酰胺絮凝劑吸水量大導致水泥基材料工作性差的問題。
14、本專利技術的自流平抗分散水下封底材料中的絮凝劑的羥基基團與聚羧酸減水劑有良好的適應性，能夠在拌制水泥漿體的時候保持拌合物的均勻性，在保證絮凝效果的同時具有良好的流動性。
15、本專利技術的自流平抗分散水下封底材料使用了硫鋁酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和粉煤灰作為膠凝材料，硫鋁酸鹽水泥凝結硬化速度快，具有很高的早期強度，能夠保證水下封底施工澆筑的混凝土在短時間內產生足夠的強度，硫鋁酸鹽水泥還具有微膨脹特性，在水下封底施工中能夠避免使用普通水泥造成的收縮，使結構更加致密，應用于海底工程或者侵蝕性離子水環境中較普通水泥澆筑的混凝土有更好的抗侵蝕能力，耐久性更加優異；摻入一定量的普通硅酸鹽水泥能夠調節硫鋁酸鹽水泥過短的凝結時間，還能夠保證中后期強度能夠持續發展。
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1.一種自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，所述水下封底材料包括下述重量份的組分：硫鋁酸鹽水泥530~730份、普通硅酸鹽水泥77~277份、粉煤灰84~126份、細骨料870~950份、水250~278份、減水劑18~23份、絮凝劑6~10份、緩凝劑8~12份、消泡劑0.9~1.4份和早強劑0.1~0.4份；
2.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，步驟（1）中，丙烯酰胺和丙烯酸的摩爾比為2.2~3.6；
3.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，步驟（1）中，所述交聯劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺和/或乙二醇二甲基丙烯酸酯，所述引發劑為過硫酸銨；
4.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，步驟（5）中，所述靜置的時間為120~160min。
5.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，步驟（5）中，所述活化劑為碳酸鈉溶液，所述碳酸鈉溶液的濃度為0.5mol/L；
6.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，所述硫鋁酸鹽水泥為強度
7.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，所述緩凝劑為葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉和硼砂的混合物，葡萄糖酸鈉、檸檬酸鈉和硼砂的質量比為(1.5~2.0):(4.2~4.7):(1.5~2.0)。
8.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，所述硫鋁酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的總量為810份，所述硫鋁酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的質量比為7:3~9:1。
9.如權利要求1-8任一項所述的自流平抗分散水下封底材料的制備方法，其特征在于，包括下述步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，所述水下封底材料包括下述重量份的組分：硫鋁酸鹽水泥530~730份、普通硅酸鹽水泥77~277份、粉煤灰84~126份、細骨料870~950份、水250~278份、減水劑18~23份、絮凝劑6~10份、緩凝劑8~12份、消泡劑0.9~1.4份和早強劑0.1~0.4份；
2.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，步驟（1）中，丙烯酰胺和丙烯酸的摩爾比為2.2~3.6；
3.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，步驟（1）中，所述交聯劑為n,n’-亞甲基雙丙烯酰胺和/或乙二醇二甲基丙烯酸酯，所述引發劑為過硫酸銨；
4.如權利要求1所述的自流平抗分散水下封底材料，其特征在于，步驟（5）中，所述靜置的時間為120~160min。
5.如權利要求1所述的自...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣金洋，孫國文，逄博，崔璐，盧立群，劉志勇，王立國，王鳳娟，韓方玉，李一凡，
申請(專利權)人：石家莊鐵道大學，
類型：發明
國別省市：
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