灌浆用水泥灰浆组合物及使用其的注浆的制作方法
【专利说明】灌浆用水泥灰浆组合物及使用其的注浆
[0001] 本申请是申请日为2006年11月17日、申请号为200680056386. 1、发明名称为《灌 浆用水泥灰浆组合物及使用其的注浆》的中国专利申请的分案申请。技术领域
[0002] 本发明主要涉及一种土木、建筑方面所使用的灌衆（grout)用水泥灰衆（cement mortar)组合物，详细地，涉及一种具有良好的流动性、高强度、高耐久性、低收缩性的灌浆 用水泥灰衆组合物及使用其的注衆（grout mortor)。【背景技术】
[0003] 以往，作为灌浆材料一般是在水泥中添加减水剂的材料，进一步，添加硫铝酸钙系 或石灰系的膨胀材料或铝粉等的发泡剂而使其不收缩，然后在这些中混合河沙或硅砂等作 为浆（paste)或灰浆，广泛使用于向土木、建筑工程，特别是对混凝土结构中细小的缝隙、 倒砌工法中产生的缝隙、构造物的修补或增强、机械装置的底座下以及轨道水泥板下等进 行填充的施工方法等中。
[0004] 在灌浆材料中有PC灌浆、预制混凝土用灌浆、隧道或盾构的充填灌浆、预制用灌 浆、构造物的修补或增强用注入灌浆、钢筋接头灌浆、桥梁支撑下灌浆、机械底座下灌浆、铺 装水泥板下灌浆、轨道水泥板下灌浆以及原子能发电站储存容器下灌浆等。
[0005] 另外，对于灌浆用水泥灰浆组合物公知有含有快速固化剂而成的速固型组合物 (参照专利文献1~4)，在专利文献2中还公开了如下内容：在这些灌浆用水泥灰浆组合物 中，与快速固化剂一起，混合了凝结调整剂（凝结迟延剂）和流动化剂（减水剂），其中，作 为快速固化剂使用由铝硅酸钙玻璃（钙铝硅酸盐玻璃）和石膏形成的快速固化剂。
[0006] 通过使用这些灌浆用水泥灰浆组合物，可以制成具有优异强度显现性的、且可 以确保一定流动性的注浆，但是还是需求制成能够确保更良好的流动性，且不产生泌水 (bleeding)或材料分离的、高强度、高耐久性和低收缩性的灌浆用水泥灰浆组合物。
[0007] 专利文献1 :特开2001-97759号公报
[0008] 专利文献2 :特开2006-27937号公报
[0009] 专利文献3 :特开2006-104013号公报
[0010] 专利文献4 :特许第2861612号公报
[0011] 进一步，公知有以铝硅酸钙玻璃（钙铝硅酸盐玻璃）、无机硫酸盐（石膏）和反应 性娃质物质（火山灰微粉末）为主要成分的混凝土混合材料的发明（专利文献5)，但是，专 利文献5中没有公开像这样的将混凝土混合材料在灌浆用水泥灰浆组合物中的使用。
[0012] 专利文献5 :特许第2975422号公报
[0013] 另一方面，专利文献6还公开了如下内容：混合有包含混凝土、膨胀材和火山灰微 粉末而成的结合材、细骨料和减水剂的灰浆组合物中，公知有混合比重3. 0以上的作为细 骨料的重骨料、主要应用于原子能发电站的屏蔽墙或机械装置的基础构造物等的填充工事 中的灰浆组合物的发明（参照专利文献6)，由此，提供一种不产生材料分离的、具有良好流 动性、抑制温度上升且不容易产生温度应力引起的裂缝的重灰浆。但是，专利文献5中没有 公开将这样的重灰浆适用于速固型的注浆。
[0014] 专利文献6 :特开2005-47772号公报
【发明内容】
[0015] 本发明的目的在于提供一种灌浆用水泥灰浆组合物，能很好的适应于上述多用途 中的机械基础灌浆等，且保持良好流动性，具有不产生泌水或材料分离的高强度、高耐久性 和低收缩性；以及一种使用该组合物的注浆。
[0016] 本发明为解决上述课题，采用了以下的手段。
[0017] (1) 一种灌浆用水泥灰浆组合物，其是通过含有结合材、凝结迟延剂、减水剂以及 细骨料而形成的，其特征在于，所述结合材含有由水泥、钙铝硅酸玻璃和石膏形成的快速 固化剂和火山灰微粉末，所述减水剂至少含有聚羧酸盐系减水剂，以及所述细骨料为密度 3. Og/cm3以上的重骨料。
[0018] (2)如上述（1)中所述的灌浆用水泥灰浆组合物，其中，火山灰微粉末是二氧化硅 的含量为90%以上且氢离子浓度在酸性区域内的硅质微粉末。
[0019] (3)如上述⑴或⑵中所述的灌浆用水泥灰浆组合物，其中，所述水泥含有被分 级的微粉末水泥。
[0020] (4)如上述（1)~（3)中任一项所述的灌浆用水泥灰浆组合物，其中，所述结合材 进一步含有膨胀材。
[0021] (5)如上述（4)中所述的灌浆用水泥灰浆组合物，其中，所述膨胀材是勃氏值 (blaine)为4000cm2/g以上的硫错酸妈系膨胀材。
[0022] (6)如上述⑴~（5)中任一项所述的灌浆用水泥灰浆组合物，其中，所述减水剂 进一步含有三聚氰胺磺酸盐系减水剂。
[0023] (7)如上述⑴~（6)中任一项所述的灌浆用水泥灰浆组合物，其中，进一步含有 减缩剂。
[0024] (8)如上述⑴~（7)中任一项所述的灌浆用水泥灰浆组合物，其中，进一步含有 发泡物质。
[0025] (9)如上述⑴~⑶中任一项所述的灌浆用水泥灰浆组合物，其中，进一步含有 增粘剂。
[0026] (10) -种注浆，通过混炼上述（1)~（9)中任一项所述的灌浆用水泥灰浆组合物 和水而成。
[0027] (11)如上述（10)所述的注衆，其中，相对于100份的结合材，水为31~36份。
[0028] 通过使用本发明的灌浆组合物，可以提供一种保持良好流动性且具有不产生泌水 或材料分离的、高强度和高耐久性的、以及具有防止由干燥收缩（低收缩性）引起开裂的性 能的注浆。
【具体实施方式】
[0029] 以下，详细地说明本发明。
[0030] 另外，本发明中使用的份或％如果没有特别的规定是指质量标准。
[0031] 本发明中，混炼灌浆用水泥灰浆组合物和水来调制成注浆，其中的灌浆用水泥灰 浆组合物含有快速固化剂、火山灰微粉末、凝结迟延剂、减水剂以及重骨料，根据需要还可 以含有膨胀材、减缩剂、微粉末水泥、发泡物质、增粘剂。
[0032] 作为本发明使用的水泥，可以举出普通、早强、低热和中热等各种硅酸盐水泥，以 及废物利用型水泥，即环保水泥等。
[0033] 本发明中，部分水泥可以使用微粉末水泥。微粉末水泥使用将普通硅酸盐水泥粉 碎成粒度为20微米以下，然后分级成10微米以下粒度的水泥。结合材100份（水泥、快速 固化剂、火山灰微粉末以及膨胀材的合计量，以下相同）中使用量优选为5份以下，如果超 过5份，有达不到抑制泌水的效果，或损坏流动性这样的问题。
[0034] 本发明中使用的快速固化剂由钙铝硅酸盐玻璃和石膏形成。
[0035] 本发明中涉及的钙铝硅酸盐玻璃优选组成范围为60~30 %的CaO、20~60 %的 Al2O3'5 ~25 % 的 SiO2，更优选 CaO 为 55 ~30%、Al2O3为 30 ~60%、SiO 2为 10 ~25 % 〇 如果CaO不到30 %或Al2O3超过60 %，快速固化性变差，相反的，CaO如果超过60 %或Al 203 不到20%，即使大量添加凝结迟延剂也在瞬间凝结，如果SiO2不到5%，不能得到长时间的 强度延伸，相反的，如果超过5%，初期强度显现性下降。
[0036] 本发明中涉及的钙铝硅酸盐玻璃的原料可以使用生石灰（CaO)、消石灰 (Ca(OH) 2)、石灰石（CaCO3)等作为CaO质原料，使用氧化铝、矾土、硬水铝石、长石、粘土等作 为Al 2O3质原料，使用石英砂、白土、娃藻土等作为SiO 2质原料。
[0037] 通过以下的方法来制造。将以上的CaO质原料、Al2O3质原料、SiO 2质原料按规定 的比例混合后，用直接通电式熔融炉或高频炉溶解，通过压缩空气或高压水将制成的熔融 体吹飞的方法，或将熔融体扔入水中的方法，或用回转窑将原材料熔融和急冷。
[0038] 在强度显现性的问题上，钙铝硅酸盐玻璃的粒度优选勃氏值为3000cm2/g以上，更 优选为5000cm 2/g以上。如果不到3000cm2/g，有降低强度显现性的危险。
[0039] 作为石膏可以举出无水石膏、半水石膏和二水石膏等，可以使用这些中的一种或 两种以上，其中，从强度显现性的角度出发优选无水石膏
[0040] 从强度显现性的角度出发，石膏的粒度优选勃氏值为3000cm2/g以上，更优选为 5000cm 2/g以上。如果不到3000cm2/g，有降低强度显现性的危险。
[0041] 相对于100份的钙铝硅酸盐玻璃，石膏的使用量优选为50~150份。如果不到50 份或超过150份，强度显现性下降。
[0042] 结合材100份中，快速固化剂的添加量优选为9~25份。如果不到9份，强度显 现性会有下降的情形，如果超过25份，则效果达到饱和。
[0043] 在本发明中使用的火山灰微粉末是产生特别在低水比中具有良好流动性和强度 显现的物质，因此优选二氧化硅（SiO2)的含量为90%以上，氢离子浓度在酸性区域的硅质 微粉末。
[0044] 硅质微粉末的制造方法如下，例如在火焰中氧化金属硅微细粉末的方法，或高温 火焰中熔融硅质原料微粉末的方法中，通过调整原料的热处理条件，设定采集温度为550°C 以上来制造娃质微粉末。另外，还有由在电炉中电融错英砂（zircon sand)时，用旋风器等 采集后进行分级而制造。
[0045] 结合材100份中，火山灰微粉末的使用量优选为5~15份。如果不到5份，会有 如下的问题：强度显现不好；滚珠 （ball bearing)效果消失，混炼时的负荷变大；得不到在 规定的水量中所具有的优异流动性。如果超过15份，会有流动性效果变得饱和，强度显现 性下降。
[0046] 本发明中使用的膨胀材没有特别的限定，可以使用一般市场上销售的膨胀材，可 以使用硫铝酸钙系膨胀材、铁铝酸钙系膨胀材以及石灰系膨胀材中的任何一种。
[0047] 结合材100份中，膨胀材的使用量优选为1~5份。如果不到1份，收缩减少效果 差，如果超过5份，不仅达不到收缩减少效果，还会降低压缩强度。
[0048] 本发明中使用的凝结迟延剂是快速固化性灰浆的调整凝结固化的迟延剂，含有有 机酸类和碱金属碳酸盐中的一种或两种以