羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法

羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法
【专利摘要】本发明公开了一种羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法，该水泥浆液为水下抗分散水泥砂浆或水泥净浆，特征是它采用羟丙基甲基纤维素作为水下抗分散水泥浆液增稠剂，其中羟丙基甲基纤维素是通过醚化法或分步醚化法制得的，同时，还在该水泥浆液中加入了聚羧酸系减水剂。将添加了本发明的增稠剂的水下抗分散水泥浆液进行水下溶洞或空腔等部位的封堵则会起到较好的效果，因为该水泥浆液具有高流动性、抗水分散性、高富裕强度和高抗冻、抗渗性能，它既可以有效填充水下缺陷的内部空腔和细小裂隙，又能够保证浆液入水后的抗压强度和抗冻、抗渗性能。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法，特别是涉及 一种羟丙基甲基纤维素作为水下抗分散水泥浆液增稠剂的应用方法。 羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法

【背景技术】
[0002] 在水利水电、铁路、桥梁、海洋、港口等工程中，由于建筑物设计不合理、施工不规 范、维护不当引起水下混凝土缺陷或者因地质原因形成了过水的岩溶通道、空腔和溶洞。这 类水下缺陷常常具有内部面积大、构造复杂、过水或者高压的特点，采用水下不分散混凝 土、化学灌浆材料或其他材料进行修补和封堵，或因为材料性能不足或因为施工设备和施 工场面限制，难以起到良好的效果，而采用常规水泥浆液进行修补和封堵，水泥浆液因稠度 较差，又会受水流冲蚀而分散，导致无法起到封堵的作用。


【发明内容】

[0003] 本发明的目的在于针对现有的一些水下缺陷修补材料的不足，提供一种羟丙基甲 基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法，用于增加水泥砂浆和净浆的稠度，提高其抗水 分散性能，从而克服现有技术的不足。
[0004] 为实现本发明的目的，本发明采用了这样的原理和技术方案： 增稠剂通常是用于食品工业中，是一种食品添加剂，主要用于改善和增加食品的粘稠 度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品物理性状，并能使食品有润滑 适口的感觉。增稠剂可提高食品的黏稠度或形成凝胶，从而改变食品的物理性状，赋予食品 黏润、适宜的口感，并兼有乳化、稳定或使其呈悬浮状态的作用。它是通过调节流变性形成 凝胶。但是建筑材料与食品由于物理化学性质上存在较大的差异，尤其是水下承受高压水 流的建筑材料与食品或其它常规建筑材料差异极大，将应用于食品业或者应用于其它非水 下建筑材料采用的常规增稠剂作为水下抗分散水泥浆液的增稠剂，通常是难以实现的，这 是因为常规增稠剂与水泥、粉煤灰和砂子等原材料的适应性不好，难以构筑理想的水泥浆 液内部结构，以致于常规增稠剂配制的水泥浆液，或因粘稠度不够，难以形成凝胶，或因流 动性能不足，难以达到预期填充效果，或因力学性能、抗冻耐久性能等不够，难以保证其入 水后的质量。
[0005] 本发明是这样解决上述的技术问题的：本发明的羟丙基甲基纤维素作为水泥浆 液增稠剂的应用方法为，该水泥浆液为水下抗分散水泥砂浆或水泥净浆，其中它采用羟丙 基甲基纤维素作为水下抗分散水泥浆液增稠剂，其中羟丙基甲基纤维素是通过醚化法或分 步醚化法制得的，但是，仅仅在水泥浆液中加入羟丙基甲基纤维素作为增稠剂是不够的， 因为增稠剂能明显提高水泥浆液的粘稠度，但无法保证其还具有良好的流动性和可灌性， 因此同时，还在该水泥浆液中加入了聚羧酸系减水剂；在水泥砂浆中，水泥和粉煤灰的质 量和为700kg/nTl200kg/m 3,砂子的用量为700kg/nTl500kg/m3,聚羧酸系减水剂的用量 是胶凝材料质量总数的〇. 59Γ6. 0%，羟丙基甲基纤维素增稠剂的用量是胶凝材料质量总数 的0. 1%。~2. 0%。，水胶比为0. 25~0. 50 ;在水泥净浆中，水泥和粉煤灰的质量和为1000kg/ nTl900kg/m3,减水剂的用量是胶凝材料质量总数的0. 39Γ6. 0%，增稠剂的用量是胶凝材料 质量总数的〇. 1%。~2. 0%。，水胶比为0. 25、. 60。维持这样的组分比例，可以使水下抗分散 水泥浆液达到比常规水泥浆液或其它建筑材料更好的粘稠度，即使是在水下高压水流的冲 击下，也能快速形成凝胶，从而起到填充水下岩溶通道或空腔等缺陷部位的作用，而如果采 用常规建筑材料或者是按照常规材料配比按照有限次试验得到的配比，都难以达到这样的 技术效果。
[0006] 进一步的，在水泥浆液中，胶凝材料是由强度等级不低于42. 5等级的普通硅酸盐 水泥和国标中规定的国标I级、II级或III级粉煤灰组成的；在水泥砂浆中，水泥占胶凝材 料质量总数的709Γ100%，粉煤灰占胶凝材料质量总数的09Γ30%，胶凝材料与骨料比例为 1:0. 5~1:2. 0 ;在水泥净浆中，水泥占胶凝材料质量总数的459Γ100%，粉煤灰占胶凝材料质 量总数的09Γ55%。对水泥、粉煤灰及其比例以及胶凝材料和骨料的比例的限定，是为了使水 泥浆液更好地与增稠剂和减水剂组合提高水泥浆液的粘稠度、流动性和可灌性，以达到在 高压水流的工作环境下填充水下空腔的目的。
[0007] 更进一步的，前述的水泥砂浆的表观密度为2000kg/nT 2300kg/m3,水泥净浆的表 观密度为1700kg/nT 2200kg/m3。对于表观密度的限定是为了使该水泥浆液更好地适用于 水下高压水流的填充环境，以克服其它表观密度的水泥浆液无法达到所需的强度或者容易 受水流冲蚀的技术问题。
[0008] 本发明的试验方法如下： 砂浆扩散度：在平整的玻璃板上，将搅拌好的砂浆注满圆模(上口内径Φ70πιπι，下口内 径Φ 100mm，高度60mm)后，用钢尺将圆模表面刮平，静置5s后再将圆模缓缓提起，砂浆从圆 模全部流出不再流动后，用卡尺测量砂浆底面互相垂直的两个方向直径，计算平均值，取整 数，单位为毫米。该平均值即为该砂浆的扩散度。
[0009] 净浆扩散度：在平整的玻璃板上，将搅拌好的净浆注满圆模(上口内径Φ38πιπι，下 口内径Φ65_，高度60_)后，用钢尺将圆模表面刮平，静置5s后再将圆模缓缓提起，净浆 从圆模全部流出不再流动后，用卡尺测量净浆底面互相垂直的两个方向直径，计算平均值， 取整数，单位为毫米。该平均值即为该净浆的扩散度。
[0010] 水下抗压强度试件成型和养护：将水下成型用的70mmX70mmX 70mm立方体试模 放置在水箱中，将水加至试模上限以上100mm处，水箱放置在标准养护室中；用工具将水下 抗分散砂浆、净浆拌合物从水面处向水中落下，连续投料浇入试模中，料量超出试模表面， 并保证每个试模的投料时间为5s?10s，然后将试模从水中取出，轻轻振动试模，使砂浆、 净浆表面平整且略高于试模，并在砂浆终凝后将试件取出，待试件拆模后，将试件放入高为 450mm，水温为20°C ±3°C的水箱中进行养护至达到预定龄期时，取出进行测试。
[0011] 陆上抗压强度试件的成型与养护：除把试模放置在20°C ±3°C的养护室中养护 夕卜，其它操作与水下试件成型方法相同。
[0012] 抗压强度：试件的尺寸为70_X70_X70mm，以0. 3MPa/s?0. 5MPa/s速度连续而 均匀地加荷。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，记 录破坏荷载。
[0013] 水陆抗压强度比：水陆抗压强度比=水下试件抗压强度/陆上试件抗压强 度 X100%。
[0014] 抗渗等级：按照《水工混凝土试验规程》（DL/T5150-2001)中7· 11水泥砂浆抗渗 性试验的要求，进行水泥砂浆和净浆的抗渗性能试验。
[0015] 抗冻等级：按照《水工混凝土试验规程》（DL/T5150-2001)中7. 10水泥砂浆抗冻 性试验的要求，进行水泥砂浆和净浆的抗冻性能试验。
[0016] 由于采用了本发明的技术方案，将添加了本发明的增稠剂的水下抗分散水泥浆 液，进行水下溶洞或空腔等部位的封堵则会起到较好的效果，因为该水泥浆液具有高流动 性、抗水分散性、高富裕强度和高抗冻、抗渗性能，它既可以有效填充水下缺陷的内部空腔 和细小裂隙，又能够保证浆液入水后的抗压强度和抗冻、抗渗性能，且其使用的材料容易获 得，而且施工设备小，施工工艺简单。本发明还可应用于其它高压水流的工况环境中，值得 推广。

【具体实施方式】
[0017] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。试验证明，本发明的，也可采用羟 乙基纤维素替代本发明的羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂，本发明采用羟乙基纤维 素作为增稠剂的一个实施例如下： 确定本发明的组份原材料：在这个实施例中，选择强度不低于42. 5MPa的水泥、国标II 级粉煤灰、聚羧酸系高性能减水剂、羟乙基纤维素和水，按照如下表的配合比，分别计量。

【权利要求】
1. 一种羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法，该水泥浆液为水下抗分 散水泥砂浆或水泥净浆，其特征在于：它采用羟丙基甲基纤维素作为水下抗分散水泥浆液 增稠剂，其中羟丙基甲基纤维素是通过醚化法或分步醚化法制得的，同时，还在该水泥浆 液加入了聚羧酸系减水剂；在水泥砂浆中，水泥和粉煤灰的质量和为700kg/m 3~1200kg/ m3,砂子的用量为700kg/nTl500kg/m3,聚羧酸系减水剂的用量是胶凝材料质量总数的 0. 59Γ6. 0%，羟丙基甲基纤维素增稠剂的用量是胶凝材料质量总数的0. 1%。~2. 0%。，水胶比 为0. 25~0. 50 ;在水泥净浆中，水泥和粉煤灰的质量和为1000kg/nTl900kg/m3,减水剂的用 量是胶凝材料质量总数的0. 39Γ6. 0%，增稠剂的用量是胶凝材料质量总数的0. 1%。~2. 0%。， 水胶比为0. 25?0. 60。
2. 根据权利要求1所述的羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法，其特 征在于：所述水泥浆液中，胶凝材料是由强度等级不低于42. 5等级的普通硅酸盐水泥和国 标中规定的国标I级、II级或III级粉煤灰组成的；在水泥砂浆中，水泥占胶凝材料质量总数 的709Γ100%，粉煤灰占胶凝材料质量总数的09Γ30%，胶凝材料与骨料比例为1:0. 5~1:2. 0 ; 在水泥净浆中，水泥占胶凝材料质量总数的459Γ100%，粉煤灰占胶凝材料质量总数的 0%?55%。
3. 根据权利要求1所述的羟丙基甲基纤维素作为水泥浆液增稠剂的应用方法，其特征 在于：所述水泥砂浆的表观密度为2000kg/nT 2300kg/m3,水泥净浆的表观密度为1700kg/ m3?2200kg/m3。
【文档编号】C04B28/04GK104098287SQ201310115509
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2013年4月3日 优先权日:2013年4月3日
【发明者】王建琦 申请人:中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院