一种低温早强高强型水下灌浆料的制作方法

文档序号:9857127阅读:970来源:国知局
一种低温早强高强型水下灌浆料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑材料领域,特别涉及一种低温早强高强型水下灌浆料。
【背景技术】
[0002] 水泥基灌浆料作为常用的修补加固材料已得到广泛研究和应用。近年来,随着我 国基础建设规模的增大,灌浆料的使用范围也全面拓展到电力、港口、海洋等领域,逐步应 用到海底低温、多水等复杂环境,由此对灌浆料在水下的低温早强、低温高强及抗分散性能 提出了更高的要求。
[0003] 环境温度对灌浆料的硬化速度及力学性能具有十分重要的影响,特别是在海底低 温条件下,普通硅酸盐水泥水化慢、强度低,不能抵抗早期受冻、水流冲击的影响,必须添加 辅助的浇筑保护、保温养护等施工方式才能到达最终的设计强度,不仅消耗了大量的人力、 物力,施工质量也无法得到有效保障。
[0004]在我国,水下灌浆料的应用还处于起步阶段,对水下低温环境的早强、高强问题的 关注更是极少。如ZL201310451844.3提出了一种早强型水泥基灌浆料及其使用方法,但因 主要适用于常温环境,并不适宜用于低温环境中的灌浆施工。ZL201310282264.6虽提出了 一种高流态低温早强水泥基灌浆料,其虽可应用于低温条件下施工,但未考虑水下灌浆料 的易分散问题,并不适用于水下构筑物的灌浆施工。
[0005] 综合来看,目前对低温条件下灌浆料的研究还较少,对解决水下低温环境的灌浆 质量问题的产品更少。因此,随着海上钻井平台、电力设备等建设的增多,研发一种低温早 强高强型水下灌浆料对提升灌浆材料的发展意义重大。

【发明内容】

[0006] 为了解决水下低温环境的灌浆质量问题,本发明提供了一种适用于水底低温环境 下,早强强度上升快、最终强度高及水下抗分散能力强的水泥基灌浆料。
[0007] 本发明提供了一种低温早强超高强型水下灌浆料,由以下按重量份计算的成分组 成: 普通硅酸盐水泥 30~45份 细骨料 45~60份 矿粉 5~10份 加密娃灰 2~4份
[0008] 复合膨胀剂 0.5~1份 早强型粉剂减水剂 0.2~0.5汾 纳米水化硅酸钙 0.1~0.5份 复合早强剂 0.3~0.5份 抗分散彬合物 0.1~03份;
[0009] 所述普通硅酸盐水泥为52.5号普通硅酸盐水泥;
[0010] 所述细骨料为质量比1:2~4的0· 1~0.6mm河砂和0.6~4.0mm河砂的混合;
[0011 ] 所述矿粉为超细矿粉,其比表面积为1400~2000m2/kg;
[0012] 所述加密硅灰堆积密度为500~700kg/m3;
[0013] 所述复合膨胀剂为质量比1:60~80的塑性膨胀剂与硬化期膨胀剂的混合;
[0014] 所述早强型粉剂减水剂选自江苏苏博特股份有限公司PCA-500P高性能聚羧酸早 强型粉剂减水剂;
[0015] 所述纳米水化硅酸钙为纳米水化硅酸钙粉剂;
[0016] 所述复合早强剂为质量比1:1~3的甲酸钙与硝酸钙的混合;
[0017] 所述抗分散化合物为质量比1:3~5的600万分子量聚丙烯酰胺与羟丙基瓜尔胶的 混合。
[0018] 作为优选,所述细骨料为质量比1:2~3的0.1~0.6mm河砂和0.6~4.0mm河砂的混 合。
[0019] 作为另一种优选,所述矿粉为超细矿粉,其比表面积为1600~2000m2/kg。
[0020] 作为另一种优选,所述复合膨胀剂为质量比1:60~80的碱金属类塑性膨胀剂与硫 铝酸盐膨胀剂的混合。
[0021] 作为另一种优选,所述复合早强剂为质量比1:1~2的甲酸钙与硝酸钙的混合。 [0022]作为另一种优选,所述抗分散化合物为质量比1:3~4的600万分子量聚丙烯酰胺 与羟丙基瓜尔胶的混合。
[0023] -种低温早强超高强型水下灌浆料的制备方法,包括以下步骤:
[0024] (1)按重量份称取普通硅酸盐水泥、细骨料、矿粉、加密硅灰、复合膨胀剂、早强型 粉剂减水剂、纳米水化硅酸钙、复合早强剂、抗分散化合物;
[0025] (2)将称量好的各组分倒入搅拌机,对材料倒入的次序没有要求,搅拌3~5分钟, 混合均匀,即得。
[0026] 所述低温早强高强型水下灌浆料的应用方法,包括以下步骤:按水料比0.11~ 0.12加水搅拌后即可施工。
[0027] 本发明从降低骨料空隙率、优化膨胀组分、纳米早期增强和提升抗分散性等四方 面来同时改善灌浆料在水中的低温早强、低温高强与抗分散性能,能显著提升灌浆料保水、 黏度等施工性能,有效提升了灌浆料在海底低温条件下(5°C)的Id强度U 15MPa)及28d强 度U 70MPa),可大幅度提高水下抗分散性能(水泥流失量< 1.5% )。该灌浆料具有良好的 低温早强、低温高强、水下抗分散能力强的作用。
[0028] 具体而言,本发明相对于现有技术,具有以下突出的优势:
[0029] (1)该灌浆料具有明显增强早强抗压强度的功效。在普通硅酸盐水泥体系中,通过 掺入早强型聚羧酸型减水剂、纳米水化硅酸钙、复合早强剂,既改变了传统采用硫铝酸盐水 泥早强手段带来的成本大幅增加的问题,又可有效提高灌浆料的早期强度,低温条件下Id 抗压强度超过15MPa。
[0030] (2)该灌浆料具有良好的最终抗压强度的优点。通过严格控制水灰比,掺加适量的 超细矿粉、加密硅灰,显著提升了灌浆料的后期强度。通过优化骨料的级配搭配调控灌浆料 的总空隙结构,显著的提升了灌浆料的后期强度。
[0031] (3)该灌浆料具有显著的水下抗分散效果。采用粘结力优良的水下抗分散化合物, 混合后可形成网状结构,增强了体系的粘聚力及水中流动性能,降低了分散性,对水流的冲 击起到显著的抑制作用。
【具体实施方式】
[0032]下面结合【具体实施方式】,进一步说明本发明。
[0033] 各实施例中:
[0034] 细骨料为质量比1: 2~4的0 · 1~0 · 6mm河砂和0 · 6~4 · 0mm河砂的混合。其中,实施 例1至5为质量比1:2的0.1~0.6_河砂和0.6~4.0mm河砂的混合;实施例6为质量比1:3的 的0 · 1~0 · 6謹河砂和0 · 6~4. Ctam河砂的混合。
[0035] 复合早强剂为质量比1:1~3的甲酸钙与硝酸钙的混合。其中,实施例1至3为1:1的 甲酸钙与硝酸钙的混合;实施例4至6为1:2的甲酸钙与硝酸钙的混合。
[0036] 实施例1
[0037] 低温早强高强型水下灌浆料,由以下重量份的组份混合而成: R052.5普通娃酸盐水泥 30份; 细骨料 55.6份; 矿粉 10份; 加密硅灰 3份;
[0038] 复合膨胀剂 0.5份; 早强型粉剂减水剂 0.3份; 纳米水化硅酸钙 0.2份; 复合早强剂 0.3份; 抗分散化合物 0.〗份。
[0039]其中,矿粉为超细矿粉,比表面积为1500m2/kg;加密硅灰堆积密度为500kg/m3;复 合膨胀剂为质量比1:60的碱金属类塑性膨胀剂与硫铝酸盐膨胀剂的混合;早强型粉剂减水 剂采用江苏苏博特股份有限公司PCA-500P高性能聚羧酸早强型减水剂;纳米水化硅酸钙为 纳米水化硅酸钙粉剂;抗分散化合物为质量比1:3的600万分子量聚丙烯酰胺与羟丙基瓜尔 胶的混合。
[0040] 实施例2
[0041 ]低温早强高强型水下灌浆料,由以下重量份的组份混合而成: P.052.5普通硅酸盐水泥 45份; 细骨料 45份; 矿粉 6份·· 加密硅灰 2份;
[0042] 复合膨胀剂 1份; 早强型粉剂减水剤 0.2份; 纳米水化硅酸钙 0.1份; 复合早强剂 0.4汾;
[0043] 抗分散化合物 0.3份。
[0044]其中,矿粉为超细矿粉,比表面积为1700m2/kg;加密硅灰堆积密度为700kg/m3;复 合膨胀剂为质量比1:60的碱金属类塑性膨胀剂与硫铝酸盐膨胀剂的混合;早强型粉剂减水 剂采用江苏苏博特股份有限公司PCA-500P高性能聚羧酸早强型减水剂;纳米水化硅酸钙为 纳米水化硅酸钙粉剂;抗分散化合物为质量比1:4的600万分子量聚丙烯酰胺与羟丙基瓜尔 胶的混合。
[0045] 实施例3
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