水泥基灌浆料及其制备方法
阅读说明：本技术 水泥基灌浆料及其制备方法 (Cement-based grouting material and preparation method thereof ) 是由 周希圣 方从启 黄小平 张伟 吴东鹏 段俊 卞国强 纪腾飞 薛文涛 于 2021-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种水泥基灌浆料及其制备方法,按重量份数计,所述水泥基灌浆料包括：52.5级硅酸盐水泥400-500份,石英砂465-640份,膨胀剂16-30份,减水剂1.4-2.6份,消泡剂0.6-1.2份,稳定剂0.4-0.75份以及塑性膨胀剂0.2-0.5份。本发明降低工程加固改造用的水泥基灌浆料的成本,同时显著提高灌浆料与旧混凝土间的粘结性能,进而提供一种流动性能、强度、稳定性等优良的用于梁、柱截面加宽的高粘结性能水泥基灌浆料。(The invention provides a cement-based grouting material and a preparation method thereof, wherein the cement-based grouting material comprises the following components in parts by weight: 400 portions of 52.5-grade portland cement, 640 portions of quartz sand, 16 to 30 portions of expanding agent, 1.4 to 2.6 portions of water reducing agent, 0.6 to 1.2 portions of defoaming agent, 0.4 to 0.75 portion of stabilizing agent and 0.2 to 0.5 portion of plastic expanding agent. The invention reduces the cost of the cement-based grouting material for engineering reinforcement and reconstruction, and simultaneously obviously improves the bonding property between the grouting material and the old concrete, thereby providing the cement-based grouting material with high bonding property for widening the cross sections of beams and columns, which has excellent flowing property, strength, stability and the like.)
技术领域
本发明涉及用于梁、柱截面加宽的高粘结性能灌浆料及其制备方法，特别涉及一种适用于混凝土结构中梁、柱截面加宽的高粘结性能的灌浆料。
背景技术
采用梁、柱截面扩大法的结构加固或改造工程往往要求加固效果好、工期快和易于施工，加固材料应具有很好的稳定性，长期收缩率低，同时要保证加固材料与旧混凝土间的可靠粘结。体现于灌浆料上的要求即为其流动度、膨胀率、强度、泌水率等指标。如果没有必要的流动性能，狭小的空间灌不进去，达不到饱满填充的效果。为了使灌浆料硬化后，能够获得饱满填充效果，灌浆料必须具有微膨胀无收缩的特点，同时浆体本身应当十分稳定。在结构加固或改造工程中，一般都要求有较高的早期强度，以便尽早投入使用，即希望终凝时间尽可能的短，但同时其初凝时间不宜过短，过短时易影响施工操作和灌注质量。
目前，国内外用于工程改造加固的灌浆材料一般采用普通硅酸盐水泥-硫铝酸水泥二元胶凝体系，以达到早期强度高的目的，但是硫铝酸水泥的使用会造成灌浆料流动度下降、初凝时间及终凝时间过快等问题。所以目前的灌浆料产品中还含有矿粉等矿物掺合料、缓凝剂等多种高性能外加剂，这无疑造成了成本的大幅度增加。对于采用梁、柱截面加宽方式的常规加固改造工程而言，使用此类特殊的灌浆料无疑是不经济的。同时，由于当前的主要灌浆料产品与旧混凝土间的粘结性能大多较低，因此无法准确掌握使用此类灌浆料进行截面扩大后的梁、柱的力学性能。
发明内容
本发明克服了上述现有技术存在的缺陷，目的是降低工程加固改造用的水泥基灌浆料的成本，同时显著提高灌浆料与旧混凝土间的粘结性能，进而提供一种流动性能、强度、稳定性等优良的用于梁、柱截面加宽的高粘结性能水泥基灌浆料。
根据本发明的一个方面，提供一种水泥基灌浆料，按重量份数计，所述水泥基灌浆料包括：52.5级硅酸盐水泥400-500份，石英砂465-640份，膨胀剂16-30份，减水剂1.4-2.6份，消泡剂0.6-1.2份，稳定剂0.4-0.75份以及塑性膨胀剂0.2-0.5份。
在本发明的一些实施例中，所述石英砂为20-50目石英砂与40-80目石英砂按1:1.15混合而成。
在本发明的一些实施例中，所述膨胀剂为硫铝酸盐类膨胀剂、铝酸盐类膨胀剂或其混合物。
在本发明的一些实施例中，所述塑性膨胀剂为亚硝基化合物、偶氮化合物、磺酰肼化合物或其混合物。
在本发明的一些实施例中，所述减水剂为聚羧酸类减水剂、木质素磺酸盐减水剂或其混合物。
根据本发明的又一方面，还提供一种水泥基灌浆料的制备方法，包括：
将膨胀剂、减水剂、消泡剂、稳定剂及塑性膨胀剂放入强制式混凝土搅拌机中搅拌2分钟；
匀速加入石英砂及硅酸盐水泥的同时搅拌3分钟；
匀速搅拌5分钟。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
(1)粘结强度高：本发明提供的用于梁、柱截面加宽的水泥基灌浆料，其拉伸粘结强度可达1.75MPa以上，能够保证灌浆料与旧混凝土间的可靠粘结，保证加固后的梁、柱的力学性能；
(2)缓凝、流动性好：本发明提供的水泥基灌浆料的初始流动度可达290mm以上，部分配比可达330mm，半小时流动度衰减量在10-20mm，可有效保证灌浆料的施工质量；
(3)强度高、成本低：本发明提供的水泥基灌浆料的1d强度可达23.5MPa，28d强度可达73.4MPa以上，且其成分简单，成本低廉。
具体实施方式
现在将更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、材料、装置等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免模糊本公开的各方面。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”、“具有”以及“设有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
本发明提供的水泥基灌浆料用于梁、柱截面加宽的高粘结性能灌浆料，按重量份数计，所述水泥基灌浆料包括：52.5级普通硅酸盐水泥400-500份，石英砂465-640份，膨胀剂16-30份，减水剂1.4-2.6份，消泡剂0.6-12份，稳定剂0.4-0.75份，塑性膨胀剂0.2-0.5份。
具体而言，所述的灌浆料所用的石英砂为20-50目与40-80目石英砂按照1:1.15混合而成。所述的灌浆料，所用的膨胀剂为硫铝酸盐类膨胀剂、铝酸盐类膨胀剂或其混合物。所述的灌浆料所用的塑性膨胀剂为亚硝基化合物、偶氮化合物、磺酰肼化合物或其混合物。
具体而言，所述的灌浆料所用的减水剂为聚羧酸类减水剂、木质素磺酸盐减水剂或其混合物。
具体而言，上述的水泥基灌浆料的制备方法包括：将膨胀剂、减水剂、消泡剂、稳定剂及塑性膨胀剂放入强制式混凝土搅拌机中搅拌2分钟；匀速加入石英砂及硅酸盐水泥的同时搅拌3分钟；匀速搅拌5分钟。最后可以取出装袋。
本发明提供的用于梁、柱截面加固的高粘结性能的水泥基灌浆料，经过各种性能试验，其主要的性能指标为：
(1)流动性：初始流动度290mm，30min流动度≥270mm；
(2)强度：1d强度23.5MPa，3d强度47.8MPa，28d强度73.4MPa；
(3)膨胀率：1d膨胀率0.10％；
(4)粘结强度：拉伸粘结强度1.75MPa.
下面提供本发明的实施例：
实施例一：一种用于梁、柱截面加宽的高粘结性能灌浆料
52.5级普通硅酸盐水泥400份，石英砂500份，膨胀剂20份，减水剂1.6份，消泡剂0.8份，稳定剂0.4份，塑性膨胀剂0.2份，自来水130份。
所得的灌浆料的主要性能为：
实施例二：一种用于梁、柱截面加宽的高粘结性能灌浆料
52.5级普通硅酸盐水泥450份，石英砂600份，膨胀剂18份，减水剂2.0份，消泡剂1.0份，稳定剂0.6份，塑性膨胀剂0.3份，自来水142份。
所得的灌浆料的主要性能为：
以上仅仅是示意性地描述本发明的多个实施例，本发明并非以此为限制。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
(1)粘结强度高：本发明提供的用于梁、柱截面加宽的水泥基灌浆料，其拉伸粘结强度可达1.75MPa以上，能够保证灌浆料与旧混凝土间的可靠粘结，保证加固后的梁、柱的力学性能；
(2)缓凝、流动性好：本发明提供的水泥基灌浆料的初始流动度可达290mm以上，部分配比可达330mm，半小时流动度衰减量在10-20mm，可有效保证灌浆料的施工质量；
(3)强度高、成本低：本发明提供的水泥基灌浆料的1d强度可达23.5MPa，28d强度可达73.4MPa以上，且其成分简单，成本低廉。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或者示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或者示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或者示例中以合适的方式结合。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
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