本发明涉及预应力混凝土,尤其涉及一种防沉降高流速压浆料及其制备方法。
背景技术:
1、近年来众多桥梁出现垮塌事故都出现了预应力施工质量问题,由于预应力施工中,孔道压浆不密实,没有建立有效预应力体系;使得锚头应力集中和随时间推移预应力损失的现象,且会改变梁体的设计受力状态,降低桥的承载力,从而影响桥梁的使用寿命。
2、目前市场上的水泥净浆压浆料普遍存在流动性损失大,可操作时间短,且极易产生离析分层和泌水,硬化后浆体不密实,气泡、针隙类空隙多,与预应力筋黏结不实,浆体中甚至有断纹,孔道不饱满,外浆体起粉等问题,即使采用真空循环压浆等压浆方法也难以保证孔道压浆密实,严重影响了预应力结构安全。
技术实现思路
1、本发明的目的之一在于克服相关技术中存在的问题而提供一种防沉降高流速压浆料,具有高流动性,能够充分填充预应力管道,同时能够有效防止预应力筋的锈蚀,提供混凝土与预应力筋之间良好的粘结力,使得预应力构件的截面完整,保证整个预应力构件体系具有良好的力学性能,确保桥梁施工质量达到设计要求,充分发挥设计作用,达到抵消车辆和行人对桥面的压力的作用。
2、本发明的目的之二在于提供一种防沉降高流速压浆料的制备方法。
3、为实现上述目的,本发明提供一种防沉降高流速压浆料,包括以质量分数计,包括以下原料:
4、矿渣微粉5.88%~7.83%、微硅粉2%~5%、微珠5%~10%、膨胀剂0.3%~0.5%、消泡粉剂0.02%~0.1%、减水剂0.2%~0.5%、气相二氧化硅0.4%~0.8%、润滑剂0.3%~0.5%,减缩剂0.5%~1.0%、羧乙基羟乙基纤维素醚0.02%~0.05%、改性橡胶粉0.2%~0.4%、改性蜡0.1%~0.2%、余量为水泥。
5、在本发明较佳的技术方案中,所述改性橡胶粉经以下步骤制得:
6、(1)取废弃橡胶粉,用纳米粉碎机将废弃橡胶粉的细度粉碎至1~3μm,然后将一定量的废弃橡胶粉加入过氧化氢与乙二酸的混合溶液中,在搅拌的条件下浸泡30min~60min,取过滤物,然后进行洗涤,得到预处理橡胶粉;
7、(2)将一定量的预处理橡胶粉加入硅烷偶联剂和无水乙醇的混合液中,在60℃~65℃的条件下反应180min,反应结束后用无水乙醇洗涤、然后在自然环境下干燥,制得改性橡胶粉。
8、在本发明较佳的技术方案中,所述改性蜡由聚乙烯蜡、石蜡、月桂酸和硬脂酸组成的混合物,在130℃~140℃的温度下,以700~900r/min搅拌速度下进行改性,改性180min后得到。
9、在本发明较佳的技术方案中,所述聚乙烯蜡、石蜡、月桂酸和硬脂酸的加入量之比为(100~200):(10~20):(15~30):(15~30)。
10、在本发明较佳的技术方案中,所述过氧化氢和乙二酸的摩尔浓度比为(1~2mol/l):(0.8~1.2mol/l);所述废弃橡胶粉与过氧化氢与乙二酸的混合溶液的加入量之比为5g:100ml~10g:100ml。
11、在本发明较佳的技术方案中,所述硅烷偶联剂和无水乙醇的加入量之比为1:2~4;所述预处理橡胶粉和所述硅烷偶联剂和无水乙醇的混合液的加入量之比为1:4~9。
12、在本发明较佳的技术方案中,矿渣微粉活性指数≥95%,所述矿渣微粉的粒径为1250目;所述微珠粒径为1250目;所述膨胀剂为钙矾石系膨胀剂;所述消泡剂为改性聚硅氧烷粉末消泡剂。
13、在本发明较佳的技术方案中,所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂;所述减缩剂为无机媒介乙二醇类粉末减缩剂。
14、在本发明较佳的技术方案中,气相二氧化硅为经过二甲基二氯硅烷改性后得到的疏水性二氧化硅;所述润滑剂为改性蜡,所述改性蜡的熔点为55℃~65℃。
15、本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果:
16、(1)普通的橡胶粉为不溶不熔的交联体,反应活性较低,作为高分子材料填充至水泥砂浆中时,与水泥进行水化反应后的水化硅酸钙和氢氧化钙的界面黏结较为脆弱,改善橡胶与水泥砂浆基体间的界面粘结,是提高橡胶砂浆和橡胶混凝土强度的重要途径。本发明采用改性橡胶粉,增强橡胶粉的亲水性,使其能够水化硅酸钙和氢氧化钙形成化学键合,提高橡胶粉与水化硅酸钙和氢氧化钙的结合力,保证混凝土的力学强度,提高混凝土的抗渗性能和绝缘性。
17、(2)本发明引入微珠与改性蜡起到协同润滑作用,进而提高压浆料的流动性,改性蜡不仅能够提供内润滑机理,减少压浆料内部分子间摩擦力,同时能够起到外部界面润滑作用。微珠是一种连续粒径分布、全球状、超细实心颗粒,能够提供外润滑机理,在压浆料浆体中起着微型球轴承的作用,可改善压浆料的流变性,降低粘度,减少压浆料与设备的摩擦力,进一步提高压浆料的流动速度,显著减少压浆料的倒桶时间,降低泵送压力。
18、(3)本发明引入了膨胀剂与减缩剂起到协同补偿作用,能够避免压浆料浆体收缩,减缩剂中的乙二醇可以缓慢地释放出水分,使得压浆料内部的水分不会过快地蒸发,补充水泥在进行水化反应时所需的水分,同时乙二醇具有抗冻性,防止压浆料受低温天气冻融破坏开裂;在水泥水化反应阶段,膨胀剂能够生成硬石膏晶体(caso4·2h2o)和氢气,硬石膏晶体的结晶填充作用,持续补偿压浆料中水泥干固收缩。
19、(4)本发明引入的气相二氧化硅粒径小,比表面积大,表面上带有硅羟基基团,其可与相邻的气相二氧化硅粒子间的相互作用从而形成氢键,形成三维网状结构,提供一定的物理屏障,能够有效阻止压浆料浆体下沉凝聚、趴底,从而避免压浆料产生泌水。羧乙基羟乙基纤维素醚具有优秀的保水性能,同时粘度较低,避免了高粘度增稠效应增加压浆料的流动摩擦力,拥有良好的触变性同时能够赋予压浆料较长的开放时间。
20、(5)本发明引入的消泡剂能够有效消除膨胀剂产生的气体以及压浆料在使用搅拌阶段引入的气体,降低压浆料的孔隙率,使得压浆料更加密实,减水剂能够高效降低水灰比,在压浆料中起到吸附、分散、润滑的作用,提高压浆料的流动性,提高压浆料的强度。
21、(6)引入高活性的矿渣微粉、微硅粉作为填料,在压浆料中实现了细微颗粒的级配,起到密实堆积填充效应的作用,能够有效填充水泥水化产物之间的空隙,同时矿渣微粉和硅微粉中含有丰富的活性sio2等,能够与水泥的水化产物ca(oh)2进行二次水化反应,生成密实度更高的硅酸盐凝胶,增加了压浆料的密实度。
22、为了实现上述目的之二,本发明提供以下技术方案:
23、一种防沉降高流速压浆料的制备方法,包括以下步骤:
24、按上述的质量分数进行备料,于搅拌仓中依次投入水泥、微硅粉、微珠、膨胀剂、消泡剂、减水剂、气相二氧化硅、润滑剂、减缩剂、羧乙基羟乙基纤维素醚、橡胶粉和改性蜡,投料完成后先以40~100r/min的速度低搅拌30秒,后以800~1000r/min高速搅拌180~260秒即得防沉降高流速压浆料。
1.一种防沉降高流速压浆料,其特征在于,以质量分数计,包括以下原料:
2.根据权利要求1所述的防沉降高流速压浆料,其特征在于,所述改性橡胶粉经以下步骤制得:
3.根据权利要求2所述的防沉降高流速压浆料,其特征在于,所述改性蜡由聚乙烯蜡、石蜡、月桂酸和硬脂酸组成的混合物,在130℃~140℃的温度下,以700~900r/min搅拌速度下进行改性,改性180min后得到。
4.根据权利要求3所述的防沉降高流速压浆料,其特征在于,所述聚乙烯蜡、石蜡、月桂酸和硬脂酸的加入量之比为(100~200):(10~20):(15~30):(15~30)。
5.根据权利要求4所述的防沉降高流速压浆料,其特征在于,所述过氧化氢和乙二酸的摩尔浓度比为(1~2mol/l):(0.8~1.2mol/l);所述废弃橡胶粉与过氧化氢与乙二酸的混合溶液的加入量之比为5g:100ml~10g:100ml。
6.根据权利要求1所述的防沉降高流速压浆料,其特征在于,所述硅烷偶联剂和无水乙醇的加入量之比为1:2~4;所述预处理橡胶粉和所述硅烷偶联剂和无水乙醇的混合液的加入量之比为1:4~9。
7.根据权利要求1所述的防沉降高流速压浆料,其特征在于,矿渣微粉活性指数≥95%,所述矿渣微粉的粒径为1250目;所述微珠粒径为1250目;所述膨胀剂为钙矾石系膨胀剂;所述消泡剂为改性聚硅氧烷粉末消泡剂。
8.根据权利要求1所述的防沉降高流速压浆料,其特征在于,所述减水剂为聚羧酸高性能减水剂;所述减缩剂为无机媒介乙二醇类粉末减缩剂。
9.根据权利要求1所述的防沉降高流速压浆料,其特征在于,气相二氧化硅为经过二甲基二氯硅烷改性后得到的疏水性二氧化硅;所述润滑剂为改性蜡,所述改性蜡的熔点为55℃~65℃。
10.一种权利要求1至9任一项所述防沉降高流速压浆料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤: