一种负温用预应力孔道压浆料及其制备方法与流程

本发明涉及建筑材料，尤其涉及一种负温用预应力孔道压浆料及其制备方法。

背景技术：

1、近年来，我国公路桥梁等基建体系发展迅速，后张法预应力孔道压浆料因其独特的经济技术有数而在桥梁结构中广泛应用，具有流动性好强度高和微膨胀等性能能够保护预应力筋免受外界离子侵蚀，其与预应力筋粘接在一起能够发挥梁体混凝土与预应力筋的协同作用，提高箱梁的整体安全性和稳定性，还可消除预应力混凝土结构在反复荷载作用下，由于应力变化对锚具造成的疲劳破坏，提高构件的可靠度和耐久性。

2、《公路桥涵施工技术规范》jtg/t f50-2011规定5℃以上可以压浆施工，低于5℃必须采取保温措施。在北方地区秋冬季压浆施工通常采取蒸养等保温方式，这一技术不仅提高了施工成本，同时能耗较大，施工质量得不到有效的保证。中国专利申请cn115432963a公开了一种公路桥梁预应力孔道压浆料，但是该压浆料无法在低于5℃不采取保温措施的情况下正常施工，否则会出现不能正常硬化和强度降低等问题。

3、因此，迫切需要开发一种负温用预应力孔道压浆料，以避免在秋冬季采取其他保温措施进行施工具有实际应用价值。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于负温下、并且力学性能好的预应力孔道压浆料。

2、为了实现上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

3、一种负温用预应力孔道压浆料，包括如下组分：水泥、矿渣粉、微硅粉、纳米二氧化硅、减水剂、膨胀剂、防冻剂、消泡剂、辅热组合物。

4、优选的，所述负温用预应力孔道压浆料，以重量份计，包括如下组分：750-850份水泥、100-150份矿渣粉、150-200份微硅粉、20-50份纳米二氧化硅、50-100份减水剂、60-80份膨胀剂、50-100份防冻剂、0.5-1.5份消泡剂、10-20份辅热组合物。

5、优选的，所述水泥为普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥按照质量比为3-5:1复配的混合物。所述普通硅酸盐水泥为p.o42.5或p.o525，水泥作为胶凝材料，对于压浆料的性能具有重要作用，由于压浆料要具有在负温条件下依然能够产生强度的特点，由于普通的硅酸盐水泥很难满足要求，所以本发明选择普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥的混合物。

6、优选的，所述矿渣粉比表面积400-450m2/kg，平均粒径≤4μm。

7、优选的，所述微硅粉比表面积为15000-18000m2/kg；微硅粉可以提高水泥浆的流动度和填充硬化后水泥浆孔隙，进而提高材料的强度。

8、优选的，所述纳米二氧化硅为亲水性气相纳米二氧化硅，比表面积在200～300m2/g之间，氯离子含量小于0.06%；纳米二氧化硅具有较强的火山灰效应，可以降低浆体的坍落度和扩展度，能够缩短浆体的凝结时间，提高材料的早期强度。

9、优选的，所述减水剂为萘系减水剂、脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的任意一种或两种以上的混合物；进一步优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂。减水剂可以保证流动度性能的同时能够具备降低用水量、增大强度、保证耐久性等优点。

10、优选的，所述膨胀剂为氧化镁和氧化钙混合物。

11、优选的，所述防冻剂为乙二醇、尿素、亚硝酸钠、乙酸钠、氯化钙、碳酸钾中的一种或多种的混合物。

12、进一步优选的，所述防冻剂为质量比为1：1.5-2.5的乙二醇与尿素的混合物。所述乙二醇与尿素的混合物能起到降低冰点和调节凝结时间的作用，并能在材料表面形成保护薄膜，起到保温隔热的作用。

13、优选的，所述消泡剂聚醚改性硅消泡剂和/或二甲基硅油消泡剂。

14、优选的，所述辅热组合物，以重量份计，包括如下组分：5-10锌粉、3-5份次氯酸钠、2-4份蒙脱土、5-10份聚乙二醇、10-20份铝酸三钙。

15、进一步优选的，所述蒙脱土为经酸化后再加入造孔剂高温煅烧得到，其制备方法如下：将1-5质量份蒙脱土与10-20质量份10-20wt%稀硫酸混合反应，过滤，洗涤，干燥后与0.5-1质量份十二烷基硫酸钠混合，混合物在400-600℃煅烧2-4h后与15-20质量份γ-氨丙基三乙氧基硅烷反应得到所述蒙脱土。

16、本发明的辅热组合物能在水泥浆体中提供大量的热量，使温度快速上升，为水泥的水化提供温度条件，保证了材料早期的力学性能。其中，锌粉与空气中的氧气接触，在水、次氯酸钠的催化下发生氧化反应，同时释放出大量的热量，蒙脱土、聚乙二醇能将辅热材料产生的热量通过相变的形式储存起来，当浆体温度低于某一个阈值时释放，使温度处于合理的范围，通过对蒙脱土的处理，可以除掉蒙脱土表面的杂质，在其内部引入造孔剂，可以提高蒙脱土内部的孔隙率，可以更好的储存热量，经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷处理后，能够使其更好的分散与水泥浆体中，进而达到改善硬化后水泥浆体的作用。木质素磺酸钠能在浆体搅拌过程中产生气泡，这些气泡能降低浆体的导热系数，使浆体的温度保持在合理的范围；铝酸三钙在与水迅速反应，在保持浆体水化持续性的条件下加快水化程度，进而保证材料的早期强度。

17、本发明还公开了上述负温用预应力孔道压浆料的制备方法，包括如下步骤：按配方称取各原料，将水泥、矿渣粉、微硅粉、纳米二氧化硅混合搅拌均匀，再加入减水剂，膨胀剂、防冻剂、消泡剂、辅热组合物搅拌混合均匀得到所述负温用预应力孔道压浆料。

18、与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

19、本发明的负温用预应力孔道压浆料具有浆体流动性能好，早期强度高，特别适用于-5℃以上的低温环境下施工使用；

20、本发明制得的辅热组合物能快速释放大量的热量并将产生的热量通过相变的形式储存起来，并能使浆体的温度保持在合理的范围，压浆料内部维持正温的时间远远长于压浆料初凝时间，这就能够保证降低自由水结冰的概率。可以在-10℃以上的温度下使用，不需要进行任何保温措施，压浆料在低温下具有能够正常凝结、终凝时间、28d强度≥60mpa。

技术特征：

1.一种负温用预应力孔道压浆料，其特征在于，包括如下组分：

2.根据权利要求1所述的负温用预应力孔道压浆料，其特征在于，以重量份计，包括如下组分：750-850份水泥、100-150份矿渣粉、150-200份微硅粉、20-50份纳米二氧化硅、50-100份减水剂、60-80份膨胀剂、50-100份防冻剂、0.5-1.5份消泡剂、10-20份辅热组合物。

3.根据权利要求1或2所述的负温用预应力孔道压浆料，其特征在于：所述水泥为普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥按照质量比为3-5:1复配的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的负温用预应力孔道压浆料，其特征在于：所述矿渣粉比表面积为400-450m2/kg，平均粒径≤4μm。

5.根据权利要求1或2所述的负温用预应力孔道压浆料，其特征在于：所述纳米二氧化硅为亲水性气相纳米二氧化硅，比表面积在200～300m2/g之间，氯离子含量小于0.06%。

6.根据权利要求1或2所述的负温用预应力孔道压浆料，其特征在于：所述减水剂为萘系减水剂、脂肪酸系减水剂、聚羧酸系减水剂中的任意一种或两种以上的混合物。

7.根据权利要求1或2所述的负温用预应力孔道压浆料，其特征在于：所述防冻剂为乙二醇、尿素、亚硝酸钠、乙酸钠、氯化钙、碳酸钾中的一种或多种的混合物。

8.根据权利要求1或2所述的负温用预应力孔道压浆料，其特征在于，所述辅热组合物，以重量份计，包括如下组分：5-10锌粉、3-5份次氯酸钠、2-4份蒙脱土、5-10份聚乙二醇、10-20份铝酸三钙。

9.根据权利要求8所述的负温用预应力孔道压浆料，其特征在于，

10.根据权利要求1-9任一项所述负温用预应力孔道压浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按配方称取各原料，将水泥、矿渣粉、微硅粉、纳米二氧化硅混合搅拌均匀，再加入减水剂，膨胀剂、防冻剂、消泡剂、辅热组合物搅拌混合均匀得到所述负温用预应力孔道压浆料。

技术总结
本发明公开了一种负温用预应力孔道压浆料及其制备方法，属于建筑材料技术领域，所述负温用预应力孔道压浆料，包括如下组分：水泥、矿渣粉、微硅粉、纳米二氧化硅、减水剂、膨胀剂、防冻剂、消泡剂、辅热组合物。本发明制得的负温用预应力孔道压浆料具有浆体流动性能好，强度高，特别适用于低温环境下预应力孔道压浆施工使用。

技术研发人员：秦明强,刘旷怡,肖蓟,陈雍雍,李祝文,李江波,胡骏,曾慧姣
受保护的技术使用者：中交武汉港湾工程设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7