本发明涉及一种低温环境用封浆料及其制备方法和应用，特别涉及一种满足冬期施工要求，具有低温环境(-10℃至5℃)水化特性，用于装配式混凝土结构中剪力墙或预制柱底部封仓、联通腔周围封缝的特种工程材料封浆料及其制备方法和应用，属于特种工程材料技术领域。
背景技术：
目前，装配式混凝土结构的工业化建筑已经形成即将在全国广泛大面积推广的趋势，但已有的灌浆连接技术存在很多问题需要解决。
构件底部封仓、联通腔周围封缝用封浆料是一种可塑性极好的水泥基材料，为了满足灌浆需求，其早期强度要求高。但当环境和混凝土结构体处于低温或负温时，构件底部和周围保温加热难度很大，封缝完成后会在很短的时间内(终凝前)降低至负温，封浆料早期强度低，灌浆时容易引起漏浆甚至爆仓，从而影响整个工程结构的施工进度，使我国装配式结构的施工周期受到限制，影响其大范围推广应用。
现行国家行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》jgj355-2015则规定：环境温度低于5℃不宜施工，低于0℃不得施工。但装配式混凝土结构，冬期灌浆的需求越来越多，为此，思达建茂为代表的很多厂家开发了低温套筒灌浆料，已在北方地区投入工程应用，北京市地标db/t1470《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》中也对此作出了相应规定，jg/t408《钢筋连接用套筒灌浆料》修订版也增加了关于低温套筒灌浆料的技术指标，但封浆料尤其是低温封浆料还未有涉及。
因此，开发研制早期强度高、性能稳定且适用于低温环境使用的封浆料迫在眉睫，低温环境用封浆料可以进一步提高装配式建筑工程的整体施工效率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种适用于5℃以下低温环境，用于装配式混凝土结构中剪力墙或预制柱底部封仓、联通腔周围封缝用的封浆料及其制备方法和应用。该封浆料在5℃环境下具有较长的可操作时间，同时还具有-10℃环境下的水化硬化特性。
为达到上述目的，本发明采用以下技术手段：
本发明提供一种低温环境用封浆料，包括以下重量份的组分：水泥30-50份、矿物掺合料0-10份、早强组分0-15份、骨料40-60份、减水剂0-0.1份、塑性膨胀剂0.01-0.03份、消泡剂0.1份、阻锈剂0-1份、保水剂0.003-0.2份、引气剂0.01-0.05份、缓凝剂0-0.4份、促凝剂0-0.05份。
优选的，所述水泥为快硬硫铝酸盐水泥、高贝利特硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥和早强型普通硅酸盐水泥的其中之一或其组合；更优选的，所述快硬硫铝酸盐水泥为r·sac42.5或r·sac52.5型快硬硫铝酸盐水泥，所述高贝利特硫铝酸盐水泥为42.5型高贝利特硫铝酸盐水泥，所述硅酸盐水泥为p·i52.5或p·ii52.5型硅酸盐水泥，所述早强型普通硅酸盐水泥为p·o42.5r或p·o52.5r型早强型普通硅酸盐水泥。
优选的，所述矿物掺合料为硅灰、超细重钙、矿渣微粉、粉煤灰和微珠粉煤灰的其中之一或其组合。
优选的，所述早强组分为csh纳米粒子，主要通过提高水化程实现早期强度的快速增长。
优选的，所述骨料为石英砂、水洗河砂和山砂的其中之一或其组合。
优选的，所述减水剂为符合gb8076《混凝土外加剂》标准的萘系减水剂和三聚氰胺类减水剂的其中之一或其组合。
优选的，所述塑性膨胀剂为偶氮二甲基酰胺，该膨胀剂采用的是化学反应生产氨气的膨胀方法，保证了低负温条件下封浆料的微膨胀特性。
优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂；更优选的，所述消泡剂为p803、df6352和b-328f的其中之一或其组合。
优选的，所述阻锈剂为亚硝酸盐类阻锈剂、氨基羧酸类阻锈剂和氨基醇类阻锈剂的其中之一或其组合。
优选的，所述保水剂为聚丙烯酰胺、甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚、聚乙二醇和木质纤维素的其中之一或其组合。
优选的，所述引气剂为三萜皂甙类引气剂。
优选的，所述缓凝剂为硼酸类缓凝剂、酒石酸类缓凝剂、葡萄糖酸盐类缓凝剂和柠檬酸类缓凝剂的其中之一或其组合。
优选的，所述促凝剂为甲酸盐类促凝剂、碳酸锂促凝剂和亚硝酸盐类促凝剂的其中之一或其组合；更优选的，所述促凝剂为甲酸钙、碳酸锂、亚硝酸钙和亚硝酸钠的其中之一或其组合。
本发明还提供了上述低温环境用封浆料的制备方法，包括以下步骤：将按本发明重量份的各组分采用无重力高效混合机混合10分钟后封装于双层包装袋中，即得。
本发明还提供了上述低温环境用封浆料于低温环境下在剪力墙、预制柱构件底部封仓或联通腔周围封缝施工中的应用。
优选的，所述应用的方法为将所述封浆料与水按照水灰重量比0.13～0.15的比例加入搅拌机中，不需要加热，搅拌均匀得到拌合物，使用所述拌合物进行施工。
本发明的封浆料，按规定加水率加水搅拌后应满足如表1所示的性能指标要求。
表1
相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的封浆料具有1)极佳的可塑性和软稠性。2)低温下良好的粘接性能。3)低温膨胀性能。4)良好的负温水化硬化特性，在不采取加热、保温措施的情况下，适用于-10℃以上环境的构件底部封仓、联通腔周围封缝施工，解决了5℃以下特别是0℃以下封浆施工的难题。5)拌合后可操作时间为20分钟，保证足够的操作时间。6)不含氯盐等对钢筋或套筒有腐蚀作用的早强成分。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
本实施例的低温环境用封浆料，由以下重量份的组分组成：
(1)快硬硫铝酸盐水泥r·sac52.5：45份
(2)硅灰：5份
(3)石英砂：50份
(4)偶氮二甲基酰胺：0.02份
(5)有机硅类消泡剂p803：0.1份
(6)亚硝酸盐类阻锈剂：0.5份
(7)聚丙烯酰胺：0.1份
(8)三萜皂甙类引气剂：0.01份
(9)硼酸类缓凝剂：0.2份
(10)甲酸钙：0.04份
将以上组分采用无重力高效混合机混合10分钟后封装于双层包装袋中即得到低温环境用封浆料。现场施工时，将该封浆料与水按照水灰重量比0.14的比例加入搅拌机中，不需要加热(10℃即可)，搅拌均匀得到拌合物。
上述封浆料适用于-10℃至5℃的施工环境，采用跳桌流动度测试拌合物的扩展度，测得初始流动度140mm，20分钟流动度130mm，凝结时间35min。-10℃环境养护3小时抗压强度r-3h为20mpa，养护1天抗压强度r-1d为38mpa，养护7天转入常温环境养护28天后强度为70.6mpa，满足施工要求。
实施例2
本实施例的低温环境用封浆料，由以下重量份的组分组成：
(1)快硬硫铝酸盐水泥r·sac42.5：45份
(2)粉煤灰：10份
(3)石英砂：45份
(4)萘系减水剂和三聚氰胺类减水剂的重量比1：1的复配物：0.10份
(5)偶氮二甲基酰胺：0.02份
(6)有机硅类消泡剂df6352：0.1份
(7)氨基羧酸类阻锈剂：0.5份
(8)甲基纤维素醚：0.1份
(9)三萜皂甙类引气剂：0.01份
(10)酒石酸类缓凝剂：0.2份
(11)碳酸锂：0.03份
将以上组分采用无重力高效混合机混合10分钟后封装于双层包装袋中即得到低温环境用封浆料。现场施工时，将该封浆料与水按照水灰重量比0.14的比例加入搅拌机中，不需要加热(10℃即可)，搅拌均匀得到拌合物。
上述封浆料适用于-5℃至5℃的施工环境，采用跳桌流动度测试拌合物的扩展度，测得初始流动度160mm，20分钟流动度140mm，凝结时间45min。-5℃环境养护3小时抗压强度r-3h为16mpa，养护1天抗压强度r-1d为32mpa，养护7天转入常温环境养护28天后强度为65.5mpa，满足施工要求。
实施例3
本实施例的低温环境用封浆料，由以下重量份的组分组成：
(1)高贝利特硫铝酸盐水泥42.5：40份
(2)矿渣微粉：10份
(3)水洗河砂：50份
(4)偶氮二甲基酰胺：0.04份
(5)有机硅类消泡剂b-328f：0.1份
(6)氨基醇类阻锈剂：0.4份
(7)聚乙二醇：0.1份
(8)三萜皂甙类引气剂：0.01份
(9)葡萄糖酸盐类缓凝剂：0.26份
(10)亚硝酸钙：0.03份
将以上组分采用无重力高效混合机混合10分钟后封装于双层包装袋中即得到低温环境用封浆料。现场施工时，将该封浆料与水按照水灰重量比0.14的比例加入搅拌机中，不需要加热(10℃即可)，搅拌均匀得到拌合物。
上述封浆料适用于-5℃至5℃的施工环境，采用跳桌流动度测试拌合物的扩展度，测得初始流动度150mm，20分钟流动度140mm，凝结时间55min。-5℃环境养护3小时抗压强度r-3h为18mpa，养护1天抗压强度r-1d为31mpa，养护7天转入常温环境养护28天后强度为67.5mpa，满足施工要求。
实施例4
本实施例的低温环境用封浆料，由以下重量份的组分组成：
(1)快硬硫铝酸盐水泥r·sac42.5：15份
(2)硅酸盐水泥p·ii52.5：35份
(3)硅灰：5份
(4)山砂：45份
(5)萘系减水剂和三聚氰胺类减水剂重量比1：0.5的复配物：0.10份
(6)偶氮二甲基酰胺：0.01份
(7)有机硅类消泡剂p803：0.1份
(8)亚硝酸盐类阻锈剂：0.1份
(9)氨基羧酸类阻锈剂：0.1份
(10)羟丙基甲基纤维素醚：0.005份
(11)木质纤维素：0.005份
(12)三萜皂甙类引气剂：0.01份
(13)柠檬酸类缓凝剂：0.2份
(14)碳酸锂：0.03份
将以上组分采用无重力高效混合机混合10分钟后封装于双层包装袋中即得到低温环境用封浆料。现场施工时，将该封浆料与水按照水灰重量比0.14的比例加入搅拌机中，不需要加热(10℃即可)，搅拌均匀得到拌合物。
上述封浆料适用于-10℃至5℃的施工环境，采用跳桌流动度测试拌合物的扩展度，测得初始流动度150mm，20分钟流动度130mm，凝结时间30min。-10℃环境养护3小时抗压强度r-3h为18mpa，养护1天抗压强度r-1d为36mpa，养护7天转入常温环境养护28天后强度为68.5mpa，满足施工要求。
实施例5
本实施例的低温环境用封浆料，由以下重量份的组分组成：
(1)早强型普通硅酸盐水泥p·o52.5r：40份
(2)微珠粉煤灰：4份
(3)超细重钙：1份
(4)csh纳米粒子：10份
(5)石英砂：30份
(6)山砂：20份
(7)偶氮二甲基酰胺：0.01份
(8)有机硅类消泡剂df6352：0.1份
(9)聚丙烯酰胺：0.2份
(10)三萜皂甙类引气剂：0.01份
(11)硼酸类缓凝剂：0.2份
(12)酒石酸类缓凝剂：0.2份
将以上组分采用无重力高效混合机混合10分钟后封装于双层包装袋中即得到低温环境用封浆料。现场施工时，将该封浆料与水按照水灰重量比0.15的比例加入搅拌机中，不需要加热(10℃即可)，搅拌均匀得到拌合物。
上述封浆料适用于-5℃至5℃的施工环境，采用跳桌流动度测试拌合物的扩展度，测得初始流动度150mm，20分钟流动度135mm，凝结时间40min。-5℃环境养护3小时抗压强度r-3h为22mpa，养护1天抗压强度r-1d为31mpa，养护7天转入常温环境养护28天后强度为70.5mpa，满足施工要求。