[发明专利]一种预应力锚固灌浆材料外加剂及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于岩土工程用建筑材料技术领域，具体涉及一种预应力锚固灌浆材料专用外加剂。同时还涉及一种预应力锚固灌浆材料专用外加剂的制备方法，同时还涉及一种外加剂在预应力锚固灌浆材料中的应用。

背景技术

预应力锚固技术是在预应力技术及契式锚杆原理基础上发展起来的新的两点式预应力结构。对于高边坡中的破碎岩体或有断层岩体，通过在岩体中钻孔，并对孔中锚固的锚杆或锚索施加预应力，以达到稳定边坡的目的。现正普及到世界各国的露天矿山边坡加固，地下开采洞室支护，铁路隧道支护，水利水电工程中的坝基加固，岩质高边坡稳定加固，土木建筑工程中的深基坑支护等各个领域。

与化学基灌浆材料相比，水泥基灌浆材料具有使用方便、强度高、耐久性好、无公害、成本低、来源广等特点而得到广泛应用，一直是基础灌浆中使用最为广泛的材料。但普通水泥基灌浆材料，浆液的稳定性差、流动性不好而且损失大、硬化使体积会收缩，使锚索容易受到外部腐蚀性物质的侵害。同时，由于普通水泥砂浆的强度增长较缓慢，需要较长的待凝时间，一般都在20-28d左右，最快的也要14d左右，也就是说自锚索(杆)安装进孔半个多月后才能起到锚固作用。在此期间，如果边坡出现严重卸荷松弛或失稳塌滑，其预应力锚固将起不到应有的作用和预期的效果。因此，如何保证锚固体的耐久性和应力锚索(杆)的张拉速度，已成为工程界普遍关注的焦点。

灌浆材料目前在国外研究较多，已有相对成熟的产品，并得到了较为广泛的应用，但此类产品主要用于设备基础灌浆。目前，预应力锚固所需的灌浆材料主要是水泥浆材、化学浆液、纤维浆材等类型，这些灌浆材料有各自的优点和缺点，但是国内市场上功能齐全，性能优异的灌浆产品还比较缺乏，许多重点工程不得不花费巨资从国外引进。由于国产水泥性能的限制以及季节性和工程特点，工程人员不得不在现场进行灌浆试验，以寻求灌浆材料的最佳组成。这样的试验耗费大量的人力、物力和财力，更为严重的是，由于缺乏专业的灌浆队伍，往往无法控制灌浆质量，给工程造成严重隐患，给国家和人民财产造成巨大损失。因此，开发一种流动性好、早期强度高、微膨胀、钢筋握裹力和锚固强度高的水泥基灌浆材料专用外加剂对岩土工程安全性有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种预应力锚固灌浆材料外加剂，配方合理，使用方便，解决目前预应力锚固工程中普通水泥基灌浆料性能缺陷和使用过程中存在的问题，性能可控。

本发明的另一个目的是在于提供了一种预应力锚固灌浆材料外加剂的制备方法，方法易行，操作简便，原材料易得。

本发明的再一个目的是在于提供了一种外加剂在预应力锚固灌浆材料中的应用，应用过程中操作方法简单，不用新增设备，灌浆材料的性能可调。。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种预应力锚固灌浆材料专用外加剂，其特征在于：它由膨胀组分、活性掺合料、抗裂组分、减水组分和调节组分按一定的重量配比共同混合、粉磨而成的均匀粉料，各原料所占重量百分比为：

膨胀组分：40-50％    活性掺合料：39-50％    抗裂组分：0.3-0.9％

减水组分：5-10％     调节组分：0.1-0.7％。

一种预应力锚固灌浆材料专用外加剂，各原料所占重量百分比为(优选范围)：

膨胀组分：42-49％    活性掺合料：41-48％    抗裂组分：0.4-0.7％

减水组分：6-9％      调节组分：0.2-0.5％。

一种预应力锚固灌浆材料专用外加剂，各原料所占重量百分比为(最好范围)：

膨胀组分：46.5％    活性掺合料：47％    抗裂组分：0.3％

减水组分：6％       调节组分：0.2％。

上述的膨胀组分为硫铝酸钙膨胀剂(外购)或生石灰膨胀剂(外购)。

上述的活性掺合料由磨细矿渣粉(4000m²/kg)和硅粉(冶金工业的废弃物)按0-1∶0-1的比例混合而成，其中磨细矿渣粉为S95级矿粉；硅粉中SiO₂含量不少于93.0％，比表面积不小于15m²/g。

上述的抗裂组分为由长度3mm和10mm的聚丙烯纤维按质量比1∶1配制而成的混杂纤维。

上述的减水组分为FDN减水剂(外购)或者聚羧酸减水剂。

上述的调节组分为缓凝剂(外购)和纤维素醚(外购)混合而成，其中缓凝剂和纤维素醚0-1∶0-1比例进行混合均匀。