提高掺纳米二氧化硅水泥基灌浆料性能的搅拌工艺的制作方法

本发明属于建筑材料的领域，具体涉及一种提高掺纳米二氧化硅水泥基灌浆料性能的搅拌工艺。

背景技术：

水泥基灌浆料在我国房建、公路、桥梁等方面应用很广泛，因此节约原材料，提高水泥基灌浆料性能显得尤为重要。目前关于提高水泥基灌浆料性能的主要方法有：原材料的比选、配合比的优化设计、增加水泥用量和添加外加剂等几种方式。除此之外，改善水泥基灌浆料的搅拌工艺也可以提高水泥基灌浆料的性能，其中可以通过改变投料顺序，寻找最佳的搅拌工艺，改善水泥基灌浆料的性能。该方法不但可以节约资源，而且方便快捷，行之有效。

目前使用量最大的主要是水泥基灌浆材料和水玻璃类灌浆材料。然而，普通水泥基灌浆材料存在堵漏效果差、强度上升慢的缺点，水玻璃类灌浆材料则存在固结强度和耐久度不足的缺点。本发明以普通水泥基灌浆料为基础，向水泥基灌浆料中加入纳米材料，配置出合理投料搅拌工艺，通过研究不同的投料搅拌工艺对纳米级水泥基灌浆料性能的影响，得到了流动性大、强度高的水泥基灌浆料。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种提高掺纳米二氧化硅水泥基灌浆料性能的搅拌工艺，通过改变试验材料投放的先后顺序，找到最佳的搅拌工艺，改善水泥基灌浆料的性能，该方法不但可以节约资源，而且方便快捷，行之有效。

本发明采用的技术方案为：

一种提高掺纳米二氧化硅水泥基灌浆料性能的搅拌工艺，包括以下步骤：

步骤1，将液体添加剂倒入搅拌锅；

步骤2，将事先混合均匀的胶凝材料倒入搅拌锅内，手工搅拌20s；

步骤3，将剩余的水倒入搅拌锅，机械搅拌30s，加入骨料，进行机械搅拌，制成水泥基灌浆料。

优选地，步骤2中胶凝材料颗粒表面光滑、凝胶材料表面光滑，其表面毛细孔孔径小于0.1mm，其中，毛细孔孔径小于0.1mm。

优选的，所述骨料可以为黄沙、机制砂及石英砂中的一种材料或几种材料的混合物；其中机制砂是将石料由机械破碎，筛分制成的，粒径小于4.75mm的岩石颗粒。

优选的，所述胶凝材料可以为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、粉煤灰、矿渣粉、石灰、石膏或纳米材料等中的一种材料或几种材料的混合物。

优选的，所述的液体添加剂可以为液体高效减水剂、液体聚羧酸高效减水剂、液体早强剂、液体缓凝剂或液体保凝剂、液体引气剂、液体防止剂、液体阻锈剂、液体加气剂、液体膨胀剂、液体防冻剂、液体泵送剂、液体着色剂、液体保水增稠剂、液体消泡剂、液体保坍剂或者液体粘结剂等中的一种材料或几种材料的混合物，优选为液体聚羧酸减水剂、液体保水增稠剂、液体消泡剂、液体保坍剂或者液体粘结剂等中的一种材料或者几种材料的混合物。

优选地，所述纳米材料优选纳米二氧化硅。

本发明产生的有益效果是：

本发明保证了胶凝材料能够混合均匀，尤其纳米材料可以与其它胶凝材料混合均匀，从而改善水泥基灌浆料的搅拌工艺也可以提高水泥基灌浆料的性能；并且通过改变投料顺序，寻找最佳的搅拌工艺，改善水泥基灌浆料的性能；本发明不但可以节约资源，而且方便快捷，行之有效。

附图说明

图1为本发明具体应用的实施例1的水泥基灌浆料搅拌工艺流程图，其中sp为聚羧酸高效减水剂；p·o42.5为普通硅酸盐水泥42.5；r·sac42.5为快硬硫铝酸盐水泥42.5；ns50为平均粒径为50nm的纳米sio2；

图2显示了本发明具体应用的实施例1中该种搅拌工艺水泥基灌浆料的抗折强度的变化；

图3显示了本发明具体应用的实施例1中该种搅拌工艺水泥基灌浆料的抗压强度的变化

图4为搅拌工艺水泥基灌浆料抗折强度增长率的变化；

图5为搅拌工艺水泥基灌浆料抗压强度增长率的变化。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细介绍和描述，以更好的理解本发明，但是应当理解的是，下述实施例并不限制本发明范围。

以下为本发明的一种实施例：

在本实施例中，原料采用的纳米sio2粒径为50nm，记作ns50。试验采用普通硅酸盐水泥42.5(p·o42.5)与快硬硫铝酸盐水泥42.5(r·sac42.5)复掺，细骨料采用艾思欧标准砂，实施例中采用的减水剂是聚羧酸高效减水剂。该种水泥基灌浆料具体配比如表1所示，其中ns50/**代表平均粒径为50nm的sio2掺量为**％。

表1水泥基灌浆料的配比成分

如图1所示，本实施例搅拌的具体步骤为：将聚羧酸高效减水剂与适量的水手工搅拌20s，混合均匀，倒入水泥砂浆搅拌锅，将已混合均匀的ns50、普通硅酸盐水泥与快硬硫铝酸盐水泥倒入搅拌锅内，手工搅拌20s，将剩余的水倒入水泥砂浆搅拌锅，然后立即开动水泥胶砂搅拌机，低速(自转140±5r/min，公转62±5r/min)搅拌30s，在第二个30s之内自动加入标准砂。当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。机器转至高速(自转285±10r/min，公转125±10r/min)再拌30s。停拌90s，在1个15s内用胶皮刮具将叶片和锅壁上的胶砂刮入锅内，在高速下，继续搅拌60s。各个搅拌阶段，实践误差应在1s之内。

如图2和图3所示，本发明以普通水泥基灌浆料为基础，混合快硬硫铝酸盐水泥，向水泥基灌浆料中加入纳米材料，配置出合理的投料搅拌工艺，本发明的产品流动度可高达303mm，在4h、1d、7d和28d内抗折强度可达3.0、5.0、10.5和10.82mpa，抗压强度可达18、39.28、50.17和54.65mpa。本发明的纳米级水泥基灌浆材料无毒环保、强度高、成本低廉和工艺简单的优点。

如图4和图5所示，本发明以普通水泥基灌浆料为基础，混合快硬硫铝酸盐水泥，向水泥基灌浆料中加入纳米材料，配置出合理的投料搅拌工艺。对于4h的抗折强度以及抗压强度分别提高了50％以及103.6％；龄期为1d的水泥基灌浆料抗折强度以及抗压强度分别提高了35.1％和97％；而龄期为7d的水泥基灌浆料抗折强度以及抗压强度分别提高了34.6％和43.8％；龄期28d的水泥基灌浆料抗折强度和抗压强度提高幅度不大，分别为18.5％和11.9％。本发明中的搅拌工艺，可显著提高水泥基灌浆料早期抗折强度以及抗压强度，对于水泥基灌浆料后期抗折强度以及抗压强度增长略有下降。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种提高掺纳米二氧化硅水泥基灌浆料性能的搅拌工艺，包括的步骤为：步骤1，将液体添加剂倒入搅拌锅；步骤2，将事先混合均匀的胶凝材料倒入搅拌锅内，手工搅拌20s；步骤3，将剩余的水倒入搅拌锅，机械搅拌30s，加入骨料，进行机械搅拌，制成水泥基灌浆料。通过改变试验材料投放的先后顺序，找到最佳的搅拌工艺，改善水泥基灌浆料的性能，该方法不但可以节约资源，而且方便快捷，行之有效。

技术研发人员：赵学峰;宁永刚;王永;李胜利;徐婷婷
受保护的技术使用者：河南交通职业技术学院;郑州大学
技术研发日：2017.06.14
技术公布日：2017.10.20