本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及一种桥梁支座锚固砂浆材料及其制备方法。
背景技术
近年来中国高速公路迅猛发展，为了提高质量，提高使用年限，要求在支座锚固施工中采用耐久性更好的早强性无机砂浆材料。
但是高速公路的桥梁支座大部分处于水位以下，受到水流的侵蚀，加之地质水文变化等其他环境因素影响以及车辆行驶产生的振动，混凝土结构会出现损伤，尤其是由于膨胀效果的影响造成部分路面凸起，修复时不但增加路面成本，而且会对交通造成非常大的压力。
中国发明专利cn101486545a公开了一种膨胀可控型超早强支座砂浆材料及其制备方法。该砂浆具有良好的流动性、早期强度高、后期强度不倒缩、膨胀性能好等优点，但该砂浆材料采用的膨胀剂和砂料成本昂贵，采用的添加剂组分掺量高，大大增加了材料成本，且含有氯离子，对砂浆耐久性产生危害。
为了消除膨胀效果的影响造成的路面凸起，本发明提供了一种桥梁支座锚固砂浆材料。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种桥梁支座锚固砂浆材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种桥梁支座锚固砂浆材料，由以下重量百分比的成分组成：
硫铝酸盐水泥30-35%
硅酸盐水泥2-5%
减水剂0.2-0.5%
早强剂0.1-0.3%
缓凝剂0.2-0.5%
消泡剂0.1-0.2%
无机复合膜0.2-0.8%
细砂余量。
优选的，所述的硅酸盐水泥为水泥强度等级等于或者高于42.5的硅酸盐水泥。
优选的，所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙，所述的缓凝剂为柠檬酸；所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
优选的，所述的细砂的粒径为1-3mm。
优选的，所述的无机复合膜的主要原料为超薄钛片和石墨烯。
优选的，所述的超薄钛片和石墨烯的质量比为（8-15）：1。
优选的，所述的超薄钛片的厚度为10-50μm。
优选的，所述的无机复合膜的制备方法，包括以下步骤：
a、室温下，将超薄钛片一面进行遮挡，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.2-0.5%氟化铵（质量分数）、乙二醇和1-2.5%水（体积分数），进行一次氧化，氧化电压为60v，时间为10-20min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
b、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
c、将经过步骤b处理的超薄钛片遮挡面继续遮挡，作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤a中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为20-50v、氧化时间为30-45min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
d、将石墨烯薄膜通过静电吸附的方式贴合到超薄钛片的非遮挡面上，形成复合膜，即为无机复合膜。
以上所述的桥梁支座锚固砂浆材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和细砂混合均匀，得到混合粉；
步骤2、依次加入减水剂、早强剂、缓凝剂、消泡剂，混合均匀；
步骤3、将无机复合膜溶于水中，搅拌均匀后，得到水溶液；
步骤4、最后加入水溶液，继续搅拌均匀，即可。
本发明的有益之处在于：
1、采用硫铝酸盐与硅酸盐水泥复合的方式，具有快凝快硬的特性，且后期强度不倒缩，硫铝酸盐水泥具有微膨胀的特性，与硅酸盐水泥复合使用能够生成更多的膨胀性晶体，产生体积膨胀；增大承载接触面，使桥梁架设安装后不发生变形位移，保证高速公路的精度；
2、本发明在传统的桥梁支座锚固砂浆材料的基础上，加入特制的无机复合膜，不会对前期的体积膨胀造成影响，但是可以使后期的膨胀效果显著降低，将标养自由膨胀率降低至0.005-0.007%，而且内外部不同区域的膨胀率差异非常小，可以基本消除膨胀效果的影响造成的路面凸起；
3、将超薄钛片与石墨烯相互结合，不但有利于无机复合膜分散均匀，而且石墨烯薄膜贴合到超薄钛片的非遮挡面上，标养自由膨胀率更小。
具体实施方式
实施例1：
一种桥梁支座锚固砂浆材料，由以下重量百分比的成分组成：
硫铝酸盐水泥32%
硅酸盐水泥3%
减水剂0.3%
早强剂0.2%
缓凝剂0.4%
消泡剂0.15%
无机复合膜0.5%
细砂余量。
所述的硅酸盐水泥为水泥强度等级等于或者高于42.5的硅酸盐水泥。
所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙，所述的缓凝剂为柠檬酸；所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
所述的细砂的粒径为1-3mm。
所述的无机复合膜的主要原料为超薄钛片和石墨烯。
所述的超薄钛片和石墨烯的质量比为10：1。
所述的超薄钛片的厚度为10-50μm。
所述的无机复合膜的制备方法，包括以下步骤：
a、室温下，将超薄钛片一面进行遮挡，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.3%氟化铵（质量分数）、乙二醇和1.8%水（体积分数），进行一次氧化，氧化电压为60v，时间为15min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
b、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
c、将经过步骤b处理的超薄钛片遮挡面继续遮挡，作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤a中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为35v、氧化时间为40min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
d、将石墨烯薄膜通过静电吸附的方式贴合到超薄钛片的非遮挡面上，形成复合膜，即为无机复合膜。
所述的步骤d参考中国发明专利cn104817073a中公开的石墨烯薄膜通过静电吸附转移的方法，具体方法如下：
步骤a、将旋涂有保护胶层的石墨烯薄膜以保护胶层朝上悬浮在去离子水中；
步骤b、将超薄钛片的遮挡面吸附在静电吸附膜上，所述静电吸附膜的面积至少为所述超薄钛片面积的4倍，且所述静电吸附膜的面积不小于步骤a中所述石墨烯薄膜的面积；
步骤c、以超薄钛片朝上，将步骤b中的静电吸附膜伸入到步骤a中的去离子水中，将石墨烯薄膜捞出，并使石墨烯薄膜覆盖所述超薄钛片，从上至下形成保护胶层/石墨烯薄膜/超薄钛片/静电吸附膜复合结构；
步骤d、将步骤c所获得的保护胶层/石墨烯薄膜/超薄钛片/静电吸附膜复合结构自然晾干后，浸泡在丙酮中以去除保护胶层，获得石墨烯薄膜/超薄钛片/静电吸附膜复合结构；
步骤e、在步骤d所获得的石墨烯薄膜/超薄钛片/静电吸附膜复合结构上，将超薄钛片连同位于其上的石墨烯薄膜一起从静电吸附膜上取下，石墨烯薄膜即被转移到超薄钛片上，干燥后备用即可。
以上所述的桥梁支座锚固砂浆材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和细砂混合均匀，得到混合粉；
步骤2、依次加入减水剂、早强剂、缓凝剂、消泡剂，混合均匀；
步骤3、将无机复合膜溶于水中，搅拌均匀后，得到水溶液；
步骤4、最后加入水溶液，继续搅拌均匀，即可。
实施例2
一种桥梁支座锚固砂浆材料，由以下重量百分比的成分组成：
硫铝酸盐水泥35%
硅酸盐水泥2%
减水剂0.5%
早强剂0.1%
缓凝剂0.5%
消泡剂0.1%
无机复合膜0.8%
细砂余量。
所述的硅酸盐水泥为水泥强度等级等于或者高于42.5的硅酸盐水泥。
所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙，所述的缓凝剂为柠檬酸；所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
所述的细砂的粒径为1-3mm。
所述的无机复合膜的主要原料为超薄钛片和石墨烯。
所述的超薄钛片和石墨烯的质量比为15：1。
所述的超薄钛片的厚度为10-50μm。
所述的无机复合膜的制备方法，包括以下步骤：
a、室温下，将超薄钛片一面进行遮挡，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.5%氟化铵（质量分数）、乙二醇和1%水（体积分数），进行一次氧化，氧化电压为60v，时间为20min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
b、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
c、将经过步骤b处理的超薄钛片遮挡面继续遮挡，作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤a中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为20v、氧化时间为45min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
d、将石墨烯薄膜通过静电吸附的方式贴合到超薄钛片的非遮挡面上，形成复合膜，即为无机复合膜。
所述的步骤d参考中国发明专利cn104817073a中公开的石墨烯薄膜通过静电吸附转移的方法。
以上所述的桥梁支座锚固砂浆材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和细砂混合均匀，得到混合粉；
步骤2、依次加入减水剂、早强剂、缓凝剂、消泡剂，混合均匀；
步骤3、将无机复合膜溶于水中，搅拌均匀后，得到水溶液；
步骤4、最后加入水溶液，继续搅拌均匀，即可。
实施例3
一种桥梁支座锚固砂浆材料，由以下重量百分比的成分组成：
硫铝酸盐水泥30%
硅酸盐水泥5%
减水剂0.2%
早强剂0.3%
缓凝剂0.2%
消泡剂0.2%
无机复合膜0.2%
细砂余量。
所述的硅酸盐水泥为水泥强度等级等于或者高于42.5的硅酸盐水泥。
所述的减水剂为萘磺酸盐减水剂；所述的早强剂为甲酸钙，所述的缓凝剂为柠檬酸；所述的消泡剂为有机硅消泡剂。
所述的细砂的粒径为1-3mm。
所述的无机复合膜的主要原料为超薄钛片和石墨烯。
所述的超薄钛片和石墨烯的质量比为（8-15）：1。
所述的超薄钛片的厚度为10-50μm。
所述的无机复合膜的制备方法，包括以下步骤：
a、室温下，将超薄钛片一面进行遮挡，以超薄钛片作为阳极，金属铂作为阴极，电解液为0.2%氟化铵（质量分数）、乙二醇和2.5%水（体积分数），进行一次氧化，氧化电压为60v，时间为10min，超薄钛片表面形成二氧化钛阵列；
b、将超薄钛片取出后，置于去离子水中通过超声震荡使超薄钛片表面的二氧化钛阵列被移除，烘干；
c、将经过步骤b处理的超薄钛片遮挡面继续遮挡，作为阳极，金属铂作为阴极,在步骤a中的电解液中进行二次氧化，氧化电压为50v、氧化时间为30min，将超薄钛片取出后用去离子水清洗干净；
d、将石墨烯薄膜通过静电吸附的方式贴合到超薄钛片的非遮挡面上，形成复合膜，即为无机复合膜。
以上所述的桥梁支座锚固砂浆材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、将硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和细砂混合均匀，得到混合粉；
步骤2、依次加入减水剂、早强剂、缓凝剂、消泡剂，混合均匀；
步骤3、将无机复合膜溶于水中，搅拌均匀后，得到水溶液；
步骤4、最后加入水溶液，继续搅拌均匀，即可。
所述的步骤d参考中国发明专利cn104817073a中公开的石墨烯薄膜通过静电吸附转移的方法。
对比例1
将实施例1中的无机复合膜去除，其余配比不变。
对比例2
将实施例1中的无机复合膜中的石墨烯去除，其余配比不变。
对比例3
将实施例1中的无机复合膜中的石墨烯贴合到超薄钛片的遮挡面上，其余配比和制备方法不变。
以下对实施例1-3和对比例1-3的样品的物性进行检测，得到如下测试结果，具体数据见表1：
表1：样品的物性测试结果
由以上测试数据可以知道，本发明的桥梁支座锚固砂浆材料加入无机复合膜后，对弹性模量的影响不大，但是对标养自由膨胀率的影响非常大，而石墨烯以及石墨烯与超薄钛片的贴合位置均对标养自由膨胀率有较大影响。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。