一种水泥基灌浆材料及其制备方法
【专利摘要】一种水泥基灌浆材料及其制备方法，涉及水泥基建筑灌浆材料。提供施工方便、成本低，具有优异的物理化学性能的一种水泥基灌浆材料及其制备方法。所述水泥基灌浆材料按质量比的组成之一为：水泥350～450、砾石300～400、中砂150～200、细砂50～100、填料20～70、膨胀剂40～50、减水剂6～10、助剂1～3、水13～20；所述水泥基灌浆材料按质量比的组成之二为：水泥350～450、粗砂300～400、中砂150～200、细砂50～100、填料20～50、膨胀剂40～60、减水剂8～12、助剂1～5、水13～18。制备时，将所有原料混合搅拌，即得干粉水泥基灌浆材料。
【专利说明】一种水泥基灌浆材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水泥基建筑灌浆材料，尤其是涉及一种水泥基灌浆材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 水泥基灌浆材料作为新型的建筑材料是近几年来随着建筑业装配式混凝土结构 技术的发展而迅速发展的灌浆连接材料，被广泛应用于建筑装配式混凝土结构技术的钢筋 套筒连接、钢筋浆锚搭接连接，大型设备和精密设备地脚螺栓与基座二次灌浆，钢结构地脚 螺栓与混凝土基础二次灌浆，剪力墙穿墙螺孔灌浆，后张法预应力钢筋混凝土孔道灌浆，建 筑梁、柱和基础加固。当前市场需求量最大的灌浆材料是施工方便、性价比高、强度大、粘结 性强、抗收缩性能好、使用寿命与建筑同寿命的无机灌浆材料。因此市场迫切需要开发一种 具有优异施工性能，能够降低施工成本、节约资源、对环境友好，在市场上具有较强竞争力 的灌浆材料。
[0003] 中国专利CN102351501A公开一种水泥基灌浆材料及其制备方法。水泥基灌浆 材料由硫铝酸盐水泥、河砂、膨胀剂、聚羧酸减水剂和复合添加剂原料制备而成，各原料的 质量配比为：硫铝酸盐水泥：河砂：膨胀剂：聚羧酸减水剂：复合添加剂=1 : 0. 5? 2 : 0.01?0.2 : 0.001?0.008 : 0.001?0.1;复合添加剂由消泡剂、硼酸和碳酸锂按 30?40 : 10?20 : 5?15的质量比例混合而成。
[0004] 中国专利CN102515651A公开一种水泥基灌浆材料及其制备方法，该水泥基灌浆 材料包括A、B、C三组分，各组分的具体组成如下：A组分包括下列各质量份数的原料：环氧 树脂：80份?90份，稀释剂：1份?10份，消泡剂：0份?1份，偶联剂：1份?5份，B组分 包括具有乳化功能的水溶性胺类固化剂；C组分包括水泥30?50份、超细矿物粉2?4份、 硅微粉〇?1份、膨胀剂2?4份、减水剂0?1份、河砂40?60份；A、B、C三组分的重量 比为 60 ?100 : 90 ?150 : 400 ?800。
[0005] 中国专利CN1022119IOA公开一种含有改性萘系减水剂的水泥基灌浆材料及其制 备方法，按重量份数包含：水泥熟料350?500,粉煤灰80?130,膨胀剂20?30,石膏80? 120, pH值调节剂1?2,聚酯型羧酸类减水剂8?15,石英砂300?500 ;所述减水剂由A 料和B料组成，其中A料由萘、浓硫酸、甲醛、水以及氢氧化钠制备而成，B料由苯酚、氢氧化 钠、甲醛、氨基磺酸、对氨基苯磺酸制备而成，A料与B料的重量比为20 : 1?5 : 1。
[0006] 中国专利CN103936372A公开一种自流态耐热水泥基灌浆材料、其制备方法及其 应用。所述水泥基灌浆材料，按质量份计，包含：水泥30?40份，掺合料5?10份，骨料 50?60份，减水剂0. 3?0. 6份，塑性膨胀剂0. 01?0. 2份，硬化后膨胀剂3?5份，触 变剂0. 2?0. 6份，消泡剂0. 05?0. 2份，以及短切纤维0. 05?0. 1份，适用于500°C? 900°C的高温环境下的设备基础灌浆。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供施工方便、成本低，具有优异的物理化学性能的一种水泥 基灌浆材料及其制备方法。
[0008] 所述水泥基灌浆材料按质量比的组成之一为：水泥350?450、砾石300?400、中 砂150?200、细砂50?100、填料20?70、膨胀剂40?50、减水剂6?10、助剂1?3、 水13?20 ;
[0009] 所述水泥基灌浆材料按质量比的组成之二为：水泥350?450、粗砂300?400、中 砂150?200、细砂50?100、填料20?50、膨胀剂40?60、减水剂8?12、助剂1?5、 水13?18。
[0010] 所述水泥可采用强度等级为42. 5、52. 5的硅酸岩水泥或普通硅酸岩水泥，全国各 地均可采购。
[0011] 所述砾石、粗砂、中砂和细砂可采用G654花岗岩机械破碎人造砾石或砂，G654花 岗岩矿石主要分布于福建省的长乐、长泰、漳浦、龙海等地，矿产资源丰富，其体积密度为 2. 8g/cm3，干燥压缩强度达218. 3MPa，是抗压强度较大的矿石之一。烁石粒径为< 4. 75mm， ^ 2. 36mm ;粗砂粒径为< 2. 36mm，^ 0. 5mm ;中砂粒径为< 0. 5mm, ^ 0. 25mm ;细砂粒径为 < 0. 25mm,多 0. 05mm。
[0012] 所述填料可为一级粉煤灰或微硅粉，由于微硅粉细度小，平均粒径在0. 1? 0. 3 μ m，其细度和比表面积约为水泥的80?100倍，粉煤灰的50?70倍，填充于水泥颗粒 间可显著提高产品的抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。
[0013] 所述膨胀剂可采用UEA复合混凝土膨胀剂，在灌浆材料中掺入可补偿干缩和冷 缩、提高粘结力、提高密实度、增强抗裂防渗等效果；所述UEA复合混凝土膨胀剂的主要成 分为硫酸铝、氧化铝、硫酸铝铵、硫酸钙、2级粉煤灰、硫代硫酸钠，按质量比各组分为：
[0014] 硫酸铝 7?10; 氧化铝 0.2?0.5; 硫酸铝铵 8?12; 硫酸钙 20?25;
[0015] 2级粉煤灰 10?15; 硫代硫酸钠 2?3。
[0016] 所述UEA复合混凝土膨胀剂的制造工艺可为：按配方量将上述原材料混合均匀， 粉碎后投入到球磨机中粉磨至细度小于12%即用0.8_筛筛余，就可得UEA复合混凝土膨 胀剂。
[0017] 所述膨胀剂是水泥基灌浆材料不可缺少的组分，在灌浆材料中掺入膨胀剂能使灌 浆材料产生一定体积膨胀，可补偿灌浆材料固化体积收缩。
[0018] 所述减水剂可采用萘系高效非引气型减水剂，在水泥基灌浆材料中掺入可显著地 降低水灰比，减少用水量，可使塌落度增加180mm以上，提高灌浆材料的强度，减少收缩等 物理力学性能，并可显著提高灌浆材料的流动度，提高灌浆材料的施工性能。
[0019] 所述助剂由羟丙基甲基纤维素醚、十二烷基苯磺酸钠、NNO扩散剂组成，按质量比 各组分为：
[0020] 羟丙基甲基纤维素醚 1?3;
[0021] 十二烷基苯磺酸钠 0?(λ 1 ;
[0022] NNO 扩散剂 0· 3 ?0· 5。
[0023] 所述助剂可改善灌浆材料的表观性能和施工性能。
[0024] 所述水泥基灌浆材料的制备方法的具体步骤如下：
[0025] 将所有原料混合搅拌，即得干粉水泥基灌浆材料。
[0026] 所述搅拌的时间可为10?15min。
[0027] 施工时，将干粉水泥基灌浆材料加水，用电钻搅拌混合均匀即可施工。
[0028] 所述干粉水泥基灌浆材料与水的质量比可为1 : (0.13?0.20)。
[0029] 本发明所述水泥基灌浆材料具有以下优良的性能：
[0030] 1、水泥基灌浆材料密实，强度高，可达85MPa以上；
[0031] 2、微膨胀可补偿材料的干缩和冷缩，新旧材料界面粘结牢固不产生裂缝；
[0032] 3、施工用水量小，仅为13%?20% ;施工流动性好，初始流动度可达360mm，30min 流动度保留值大于260mm以上；基本实现干燥业法施工。
[0033] 4、使用范围广，可广泛应用于建筑装配式混凝土结构技术的钢筋套筒连接、钢筋 浆锚搭接连接，大型设备和精密设备地脚螺栓与基座二次灌浆，钢结构地脚螺栓与混凝土 基础二次灌浆，剪力墙穿墙螺孔灌浆，后张法预应力钢筋混凝土孔道灌浆，建筑基础、梁、和 柱等加固。
[0034] 5、使用寿命长，可与建筑同寿命。
[0035] 6、制备简单、施工方便、性价比高。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
[0037] 实施例1水泥基灌浆料的制备
[0038] 1、将羟丙基甲基纤维素醚1kg、十二烷基苯磺酸钠0. 1kg、NNO扩散剂0. 3kg，混 合均匀，得助剂1.4kg。羟丙基甲基纤维素醚由河南天盛化学工业有限公司生产，粘性为 100000,十二烷基苯磺酸钠由南京烷基苯厂生产，NNO扩散剂由江苏省江都县减水剂厂生 产。
[0039] 2、将硫酸铝7. 5kg、氧化铝0. 25kg、硫酸铝铵10kg、硫酸钙20kg、2级粉煤灰10kg、 硫代硫酸钠2. 25kg，混合均匀，粉碎后投入到球磨机中粉磨至细度小于12 %即用0. 8mm筛 筛余，得膨胀剂50kg。硫酸铝由济南飞龙化工有限公司生产，氧化铝由沈阳市化工一厂生 产，硫酸铝铵由南京长征化工厂有限公司生产，硫酸钙上海矿产原料厂生产，2级粉煤灰由 厦门嵩屿电厂提供，硫代硫酸钠由上海新亚药业有限公司生产。
[0040] 3、将烁石343kg、中砂170kg、细砂85kg、水泥400kg、一级粉煤灰68kg、膨胀剂50、 减水剂l〇kg、助剂I. 4kg依次投入强制式搅拌机搅拌10?15min。得干粉水泥基灌浆材料。 砾石、中砂和细砂为G654花岗岩矿石机械破碎、筛分自制，水泥为华润水泥（福建）有限公 司生产的42. 5R标号普通硅酸盐水泥，减水剂为福建科之杰新材料有限公司生产的萘系早 强高效减水剂。
[0041] 4、将上述干粉水泥基灌浆材料和水按100 : 18的比例混合搅拌成粘稠浆料，具体 操作为，在桶内先加入4. 5kg水，然后加入25kg的干粉水泥基灌浆材料，边加入边用电钻搅 拌，直至搅拌成粘稠浆料，即可使用。
[0042] 实施例2水泥基灌浆材料的制备
[0043] 1、将羟丙基甲基纤维素醚I. 5kg、十二烷基苯磺酸钠0. 1kg、NNO扩散剂0. 5kg，混 合均匀，得助剂2. lkg。
[0044] 2、将硫酸铝8. 25kg、氧化铝0. 275kg、硫酸铝铵11kg、硫酸钙22kg、2级粉煤灰 11kg、硫代硫酸钠2. 475kg，混合均匀，粉碎后投入到球磨机中粉磨至细度小于12 %即用 0. 8mm筛筛余，得膨胀剂55kg。
[0045] 3、将粗砂340kg、中砂170kg、细砂80kg、水泥380kg、微硅粉30kg、膨胀剂55、减水 剂9. 5kg、助剂2. Ikg依次投入强制式搅拌机搅拌10?15min。得干粉水泥基灌浆材料。水 泥为华润水泥（福建）有限公司生产的52. 5标号普通硅酸盐水泥。
[0046] 4、将上述干粉水泥基灌浆材料和水按100 : 17的比例混合搅拌成粘稠浆料，具体 操作为，在桶内先加入4. 25kg水，然后加入25kg的干粉水泥基灌浆材料，边加入边用电钻 搅拌，直至搅拌成粘稠浆料，即可使用。
[0047] 实施例3水泥基灌浆材料物理性能测试
[0048] 对实施例1和2中得到的水泥基灌浆材料，参照下述实验方法进行测试，测试结果 如表1所示。
[0049] 表1水泥基灌浆材料物理性能测试结果
【权利要求】
1. 一种水泥基灌浆材料，其特征在于其按质量比的组成为：水泥350?450、砾石 300?400、中砂150?200、细砂50?100、填料20?70、膨胀剂40?50、减水剂6?10、 助剂1?3、水13?20。
2. -种水泥基灌浆材料，其特征在于其按质量比的组成为：水泥350?450、粗砂 300?400、中砂150?200、细砂50?100、填料20?50、膨胀剂40?60、减水剂8?12、 助剂1?5、水13?18。
3. 如权利要求1或2所述一种水泥基灌浆材料，其特征在于所述水泥采用强度等级为 42. 5、52. 5的娃酸岩水泥或普通娃酸岩水泥。
4. 如权利要求1所述一种水泥基灌浆材料，其特征在于所述砾石、中砂和细砂采 用G654花岗岩机械破碎人造烁石或砂，烁石粒径为< 4. 75mm，彡2. 36mm ;中砂粒径为< 0. 5mm, ^ 0. 25mm ;细砂粒径为 < 0. 25mm,多 0. 05mm。
5. 如权利要求2所述一种水泥基灌浆材料，其特征在于所述粗砂、中砂和细砂 采用G654花岗岩机械破碎人造砂，粗砂粒径为< 2. 36mm，彡0? 5mm ;中砂粒径为< 0. 5mm, ^ 0. 25mm ;细砂粒径为 < 0. 25mm,多 0. 05mm。
6. 如权利要求1或2所述一种水泥基灌浆材料，其特征在于所述填料为一级粉煤灰或 微娃粉，平均粒径为〇. 1?〇. 3 y m。
7. 如权利要求1或2所述一种水泥基灌浆材料，其特征在于所述膨胀剂采用UEA复合 混凝土膨胀剂，所述UEA复合混凝土膨胀剂的主要成分为硫酸铝、氧化铝、硫酸铝铵、硫酸 钙、2级粉煤灰、硫代硫酸钠，按质量比各组分为：
所述UEA复合混凝土膨胀剂的制造工艺为：按配方量将各原材料混合均匀，粉碎后投 入到球磨机中粉磨至细度小于12%即用0. 8_筛筛余，即得UEA复合混凝土膨胀剂。
8. 如权利要求1或2所述一种水泥基灌浆材料，其特征在于所述减水剂采用萘系高效 非引气型减水剂。
9. 如权利要求1或2所述一种水泥基灌浆材料，其特征在于所述助剂由羟丙基甲基纤 维素醚、十二烷基苯磺酸钠、NNO扩散剂组成，按质量比各组分为： 羟丙基甲基纤维素醚1?3; 十二烧基苯磺酸钠 0?0. 1 ; NNO扩散剂 0.3?0.5。
10. 如权利要求1或2所述一种水泥基灌浆材料的制备方法，其特征在于其具体步骤如 下： 将所有原料混合搅拌，即得干粉水泥基灌浆材料；所述搅拌的时间可为10?15min。
【文档编号】C04B14/06GK104496354SQ201410776390
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月15日 优先权日:2014年12月15日
【发明者】伍小雄 申请人:福建省镁金来环保建筑科技有限公司, 厦门赛阳节能科技有限公司