[发明专利]一种基于电磁感应加热调凝机制的碱激发低钙胶凝材料缓凝结合剂及其制备方法和应用

说明书

一种基于电磁感应加热调凝机制的碱激发低钙胶凝材料缓凝结合剂，各组分及其所占重量份数包括：低钙胶凝材料400‑500份，骨料1300‑1400份，激发剂80‑160份，磁热组分15‑20份，缓凝组分0‑30份，水150‑200份。本发明通过在碱激发低钙胶凝材料砂浆体系中引入磁热组分，并结合电磁加热手段实现对凝结速率和固化时间的可控调节；将其应用于制备缓粘结预应力钢筋，其张拉前后流动性良好，可更好地包裹住缓粘结预应力筋，且硬化后粘结强度优异，可有效解决传统缓凝砂浆张拉后容易出现空洞等问题；且涉及的制备方法较简单、操作方便可控，成本较低，适合推广应用。

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种基于电磁感应加热调凝机制的碱激发低钙胶凝材料缓凝结合剂及其制备方法和应用。

背景技术

缓粘结预应力技术是继无粘结、有粘结预应力技术之后迅速发展的一项新型预应力技术。近年来，由于其施工工艺简单、力学性能和耐久性能优良等优点,在工程建设领域的应用越来越广泛。缓粘结预应力的核心技术是缓粘结材料的研制。缓粘结预应力钢筋通常需采用专用缓粘结材料，有别于无粘结预应力筋的专用润滑油脂和有粘结钢筋的后灌浆料；其独特的缓凝作用机理可有效保证缓粘结预应力钢筋在张拉前不凝结，同时张拉后逐渐凝结硬化达到与有粘结预应力筋相似的力学效果。

目前，国内外研究并得到应用的缓凝材料主要包括缓凝胶粘剂和缓凝砂浆两大类。缓凝胶粘剂主要以环氧树脂为主体高分子，辅以稀释剂、固化剂、增韧剂、填料等多种助剂成分制成的缓粘结预应力钢筋专用缓凝胶粘剂材料。其高分子原材料价格昂贵，应用推广受到一定的制约；且材料分散性较大，缓凝性能、粘结强度、耐候性能和环保性能等指标需要按照各种应用场景进行材料改性和调控，增加其使用成本和难度；此外高分子树脂材料适用的环境温度有一定的限制，耐老化性能较差，对水分子、pH等环境较为敏感；在长期混凝土环境包围中，其分子结构被破坏导致性能退化，存在预应力握裹力失效的风险；其低温脆性特征使其在低温环境下的应用性能和耐久性成为预应力混凝土中重大挑战。因此，缓凝胶粘剂的广泛、安全、绿色应用面临挑战。缓凝砂浆是由水泥、水、骨料和缓凝添加剂等按照一定比例组成的混合物，具有随时间水化硬化而从流动状态转变到坚硬固体状态的特征。缓凝砂浆原材料取材容易、制备过程简单，无需特殊装备及流程，具有较高的经济利用价值。但传统的缓凝砂浆，其凝结需要特定的超缓凝剂，且其缓凝时间和效果在配置材料时已经固定，不能随着工期的调整让其延迟或提前固化，不能很好地应对工期或施工条件的变化。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种凝结速度和固化时间可根据工程实际需要进行调控的预应力筋用缓粘结合剂，其张拉前后流动性良好，可以更好地包裹缓粘结预应力筋，硬化强度和微结构发展均匀，且硬化后与预应力筋粘结强度优异；可有效解决张拉后再灌浆容易出现空洞等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于电磁感应加热调凝机制的碱激发低钙胶凝材料缓凝结合剂，各组分及其所占重量份数包括：低钙胶凝材料400-500份，骨料1300-1400份，激发剂80-160份、磁热组分15-20份，缓凝组分0-30份，水150-200份。

优选的，所述碱激发低钙胶凝材料缓凝结合剂中，缓凝组分所占重量份数为10～30份。

上述方案中，所述低钙胶凝材料(CaO含量小于10wt％)可选用低钙粉煤灰、赤泥、低钙矿粉等中的一种或几种。

进一步地，所述低钙粉煤灰的比表面积大于2000m²/kg，CaO含量小于10wt％。

进一步地，所述赤泥是制铝工业提取氧化铝所产生的工业废渣烘干破碎至其粒径小于0.15mm。

进一步地，所述低钙矿粉可选用S95级矿粉等，其密度大于2.80g/cm³，比表面积大于400m²/kg。