[发明专利]一种抗水分散高粘结水泥基注浆材料

说明书

技术领域

本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种抗水分散高粘结水泥基注浆材料。

背景技术

注浆材料主要用于改造混凝土结构的注浆、加固预应力混凝土结构的预留孔道的注浆、盾构隧道同步注浆等领域，需具有良好的流动性、与钢筋和基础的粘结性能好、早强微膨胀和耐久性好等特点。目前，普通注浆材料在早期无法达到足够的强度，不能满足特殊工程施工的要求；对于水下环境的注浆，其抗水分散性能较差，易受水分散溶蚀，导致水泥石结构的破坏，性能下降；与钢筋或旧混凝土等之间的粘结性差，在施工过程中经常出现收缩，直接影响耐久性和安全稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗水分散高粘结水泥基注浆材料，该注浆材料具有较好的流动性、粘结性、抗水分散性和耐久性，适用范围广。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种抗水分散高粘结水泥基注浆材料，它是由以下重量份数的组分组成：普通硅酸盐水泥100份，磷酸二氢钾5～8份，氧化镁20～40份，粉煤灰10～30份，骨料100～150份，减水剂0.5～1.5份，缓凝剂0～0.3份，抗水分散剂0.01～0.05份，聚合物乳液10～20份，水30～35份。

根据上述方案，所述普通硅酸盐水泥强度等级为42.5级以上，其勃氏比表面积>350m²/kg。

根据上述方案，所述磷酸二氢钾为工业产品，其纯度不小于98％(质量)。

根据上述方案，所述氧化镁为重烧氧化镁工业产品(煅烧温度为1600～1700℃)，其勃氏比表面积为280～350m²/kg，纯度不小于90％(质量)。

根据上述方案，在普通硅酸盐水泥中掺入磷酸二氢钾与氧化镁，磷酸二氢钾与氧化镁通过酸-碱反应及物理作用而凝结硬化，反应生成MgKPO₄·6H₂O，具有早期强度高、收缩性小、与钢筋或旧混凝土粘结强度高、环境适应性好等特点；且部分氧化镁水化产生氢氧化镁，体积增大，产生微膨胀起到补偿收缩的作用；上述作用可提高注浆材料的密实填充性、早期强度和粘结性能，克服普通硅酸盐水泥注浆材料早期强度低、收缩大、粘结性低等缺点。

根据上述方案，所述粉煤灰为F类或C类的Ⅰ级或Ⅱ级灰中的一种或几种按任意比例混合。粉煤灰属于工业废弃物，掺入注浆材料中可节约水泥用量，充分利用资源；粉煤灰的加入略微影响早期强度，但有利于提高后期强度和耐久性。

根据上述方案，所述骨料为天然砂，其MB值<1.4，泥块含量<1.0％(质量)。

根据上述方案，所述减水剂为缓释型聚羧酸系高性能减水剂，为上海三瑞VIVID-500A型或VIVID-500C型，减水率>20％，缓释型聚羧酸系高性能减水剂侧链上的分子可以随着水泥水化反应的进行而水解，持续释放小分子，提供持续的分散能力，表现出良好的保坍能力。

根据上述方案，所述缓凝剂为硼酸，硼酸为工业产品，其纯度不小于98％(质量)。在注浆材料中掺入硼酸，可以降低磷酸二氢钾与氧化镁的反应速度，起到缓凝作用：所述注浆材料在拌制过程中，硼酸溶解生成的B₄O₇^2-离子会迅速吸附到MgO颗粒表面，形成一层以B₄O₇^2-和Mg²⁺为主的水化产物层，阻碍MgO的溶解以及NH⁴⁺和H₂PO₄^-离子与MgO颗粒的接触，从而达到缓凝目的。

根据上述方案，所述抗水分散剂为羟乙基纤维素(HEC)或羟丙基甲基纤维素(HPMC)，其分子量不小于20万。该抗水分散剂属于一种具有长链结构和较强吸附能力的水溶性高分子化合物，它能将水泥颗粒、集料等吸附在一起，提高混凝土拌合物颗粒间的凝聚作用，并且分子链之间能够相互缠结，从而大大提高注浆材料的抗水洗能力，使其能直接在水中浇筑，提高水下注浆材料的强度并保证水下注浆材料的质量，实现水下施工“陆地化”；另外由于抗水分散剂属于高分子化合物，可以吸附在水泥颗粒表面，减少其与水结合的几率，也起到缓凝作用。