[发明专利]复合高性能灌浆用膨胀剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种水泥基灌浆材料(下称灌浆料)用的外加剂，尤其是一种使用多种膨胀组分联合补偿灌浆料塑性阶段和硬化阶段收缩的复合高性能灌浆用膨胀剂。该膨胀剂也可用于填充用膨胀砂浆。

背景技术

早期用于设备基础灌浆的材料是普通的建筑砂浆和细石混凝土，但该类材料在硬化前后均存在一定的收缩，包括沉降收缩、化学收缩和干燥收缩，容易导致填充不密实，从而影响荷载的传递，设备安装精度和使用寿命受到很大影响。上世纪八十年代以来，我国从国外引进了大量的机器设备，设备供应商为了保障设备安装精度和使用寿命，大多规定用微膨胀、高强度、流动性好的灌浆料灌注地脚螺栓、设备基座。这些灌浆料较普通的建筑砂浆和细石混凝土有了较大的进步，它在水泥砂浆中掺入普通膨胀剂，补偿灌浆后的收缩，使灌浆密实度得到一定的改善。但由于普通膨胀剂只在水泥硬化期起作用，其膨胀率很低。而作为一种自流平材料，灌浆料早期存在较大的沉降收缩，沉降收缩可占到整个收缩的85％以上，因此仍存在填充密实度不够的风险，给设备运行带来隐患。

为解决上述问题，需要研制具有早期膨胀性能和后期膨胀性能的新型复合高性能膨胀剂，当灌浆料或膨胀砂浆中掺入一定比例的该复合膨胀剂后，灌注后的塑性阶段和硬化阶段均显示出膨胀性能。

发明内容

本发明为了解决目前市售灌浆料灌浆质量(灌浆密实度、有效承载面积)无法保证的难题，克服普通市售膨胀剂的缺陷，全面提高灌浆料的膨胀性能，而提出一种综合补偿灌浆料水化早中晚期收缩的复合高性能灌浆用膨胀剂。

本发明的复合高性能灌浆用膨胀剂，有下列原料及按重量比计量的含量：

微胶囊异氰酸酯预聚物    10-25份

微胶囊生石灰            5-20份

二水石膏                0-25份

硬石膏                  0-25份

硫铝酸盐水泥            20-60份

高铝水泥                0-40份

引气激发剂              2-8份。

上述原料混合均匀即可。

上述膨胀剂中，选用分子量为2000～10000的异氰酸酯预聚物，采用市售成品即可，将1份(均按重量比)的异氰酸酯预聚物与8份的1mm石英砂混合，再加入0.5份的饱和脂肪酸，在球磨机中粉磨15分钟，形成所述的微胶囊异氰酸酯预聚物。

上述膨胀剂中，所述的微胶囊生石灰是将20份(均按重量比)的生石灰与1份的饱和脂肪酸共混粉磨至细度＜0.63mm而成。

上述膨胀剂中，所述的引气激发剂为醛酮缩合物，醛酮缩合物分子量为8000～15000。

复合高性能灌浆用膨胀剂的膨胀机理是，当灌浆料加水拌和后，微胶囊异氰酸酯预聚物在引气激发剂的作用下，表面的微胶囊逐渐溶解，石英砂表面浸润的异氰酸酯预聚物逐步与水反应，生成二氧化碳气体而使灌浆料产生塑性膨胀，有效补偿灌浆后早期存在的塑性收缩；随着灌浆料的凝结硬化，微胶囊生石灰的外皮逐渐被溶解，生石灰与水生成Ca(OH)₂，致使体积膨胀，补偿灌浆料水化中期的收缩，而硫铝酸盐水泥(和/或高铝水泥)和二水石膏(和/或硬石膏)反应，生成钙矾石，以补偿灌浆中后期的干缩和冷缩，三种膨胀源协同作用，使灌浆料在整个硬化过程中均处于膨胀状态，从而确保灌浆密实度，提高灌浆层的承载能力。

将本发明的复合高性能膨胀剂，按照重量比5％～10％的掺量配合成灌浆料，采用德国史来宾格公司的Shrinkage Cone激光收缩测量仪(见图1)测定灌浆料加水拌合后的膨胀性能，所得典型膨胀曲线见图2。而用普通膨胀剂正常掺量配合成的普通灌浆料其膨胀曲线见图3，在施工时如果增大拌合用水量，极易产生图4的膨胀曲线，从而导致灌浆失败。上述对比表明，本发明的复合高性能膨胀剂对施工时拌合用水量的要求不高，便于实际操作。

附图说明

图1是激光收缩测量仪；

图2是掺入高性能复合膨胀剂灌浆料的典型膨胀曲线；

图3是普通灌浆料的膨胀曲线；

图4是普通灌浆料加水过量后的膨胀曲线。

具体实施方式

本发明的复合高性能灌浆用膨胀剂各实施例的原料及按重量比计量的含量如表1所列。

表1