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1、(10)申请公布号 CN 103922677 A (43)申请公布日 2014.07.16 CN 103922677 A (21)申请号 201410103236.8 (22)申请日 2014.03.19 C04B 28/06(2006.01) (71)申请人 湖南联智桥隧技术有限公司 地址 410019 湖南省长沙市望城县经济开发 区沿河路 (72)发明人 梁晓东 龙吉林 谭少海 (74)专利代理机构 北京聿宏知识产权代理有限 公司 11372 代理人 吴大建 刘华联 (54) 发明名称 一种适低温后张预应力孔道压浆料及其应用 (57) 摘要 本发明公开了一种适低温后张预应力孔道压 浆料， 。
2、属于建筑材料技术领域。 本发明所提供的压 浆料包括如下组分 ： 促凝组分、 防冻组分、 聚羧酸 减水剂、 膨胀剂、 消泡剂、 聚丙烯酰胺、 增塑剂以及 矿物掺合料， 其中所述的防冻组分为亚硝酸盐与 硫酸盐按照重量比例为 0.5 2.0:0.5 1.0 复 配的混合物。 本发明所提供的压浆料， 抗低温效果 显著， 凝结时间可控， 具有适宜的初凝时间和终凝 时间， 抗压强度与抗折较高， 零自由泌水率， 性能 稳定， 使用简单方便， 可广泛应用在公路桥涵施工 中。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 。
3、说明书6页 (10)申请公布号 CN 103922677 A CN 103922677 A 1/1 页 2 1. 一种适低温后张预应力孔道压浆料， 其包括如下组分 ： 促凝组分、 防冻组分、 聚羧酸 减水剂、 膨胀剂、 消泡剂、 聚丙烯酰胺、 增塑剂以及矿物掺合料， 其中所述的防冻组分为亚硝 酸盐与硫酸盐按照重量比例为 0.5 2.0:0.5 1.0 复配的混合物， 所述的促凝组分为普 通硅酸盐水泥与硫铝水泥按照重量比例为 65 85:30 10 复配的混合物。 2. 根据权利要求 1 所述的压浆料， 其特征在于， 所述的防冻组分为亚硝酸盐与硫酸盐 按照重量比例 0.5 1.5:0.5 1.0。
4、 复配的混合物。 3. 根据权利要求 2 所述的压浆料， 其特征在于， 所述的亚硝酸盐为亚硝酸钠， 所述的硫 酸盐为硫酸钠。 4.根据权利要求13中任意一项所述的压浆料， 其特征在于， 所述的增塑剂选自纤维 素， 优选为羟丙基甲基纤维素。 5.根据权利要求14中任意一项所述的压浆料， 其特征在于， 所述的膨胀剂选自塑性 膨胀剂。 6.根据权利要求15中任意一项所述的压浆料， 其特征在于， 所述的消泡剂选自硅类 消泡剂， 优选为有机硅消泡剂。 7.根据权利要求16中任意一项所述的压浆料， 其特征在于， 所述的矿物掺合料剂选 自粉煤灰、 硅灰和矿粉， 优选选自硅灰和矿粉。 8.根据权利要求17中任。
5、意一项所述的压浆料， 其特征在于， 促凝组分为8595重 量份 ； 防冻组分为 1 4 重量份， 优选 1 2 重量份 ； 聚羧酸减水剂为 0.3 0.5 重量份 ； 膨胀剂为 0.03 0.07 重量份 ； 消泡剂为 0.03 0.06 重量份 ； 聚丙烯酰胺为 0.02 0.04 重量份 ； 增塑剂为 0.02 0.04 重量份 ； 矿物掺合料为 5 15 重量份。 9. 根据权利要求 1 8 中任意一项所述的压浆料在公路桥涵施工中的应用。 权 利 要 求 书 CN 103922677 A 2 1/6 页 3 一种适低温后张预应力孔道压浆料及其应用 技术领域 0001 本发明属于建筑材料技。
6、术领域， 涉及一种后张预应力孔道压浆料， 具体涉及一种 适低温后张预应力孔道压浆料。 背景技术 0002 近年来， 我国公路桥梁建设发展迅速， 大跨径预应力混凝土桥梁的设计与施工成 为流行的趋势 . 后张法预应力混凝土技术以其能够使用高强材料、 促使结构轻型化、 跨越 能力大、 可有效避免混凝土开裂， 以及方便采用曲线配筋、 不需配备庞大张拉台座等优点在 工程中得到广泛的应用。 0003 孔道压浆是将压浆料注入预留的预应力混凝土管道中， 使压浆料充分包裹预应力 筋， 其作用是保护预应力钢筋不锈蚀并使其与混凝土良好结合， 保证预应力的有效传递， 使 预应力钢筋与混凝土共同工作。 因此， 孔道压浆。
7、是后张法预应力粱施工中的关键工序， 其质 量的好坏直接影响结构的安全性和耐久性。 0004 我国以往的后张预应力孔道压浆的施工中， 所采用的传统压浆材料一般为纯水泥 浆。施工时， 采用水泥、 水、 减水剂、 膨胀剂、 增稠剂等进行现场配制， 对施工环境有严格要 求， 很难适应北方冬季施工条件。此外， 压浆材料的组成较为复杂， 现场添加的粉体组份较 多， 计量准确性要求很高， 且施工人员素质参差不齐， 缺乏有效的质量管理手段， 无法保障 压浆材料的性能， 通常存在各种添加剂兼容性不良、 水泥与减水剂适应性差等现象， 造成后 张预应力孔道灌浆存在以下严重问题 ： 1） 温度低于 5就无法施工 ； 。
8、2） 浆液的质量稳定性 和流动性差， 流动度损失快， 体积稳定性不良 ； 3） 新拌浆液泌水率大， 易离析分层， 使孔道内 很难形成饱满状态 ； 4） 硬化后浆体不密实、 空隙多。 0005 因此， 需要提供一种高性能和抗低温 ( 在负 10下仍能够正常施工 ) 的压浆料。 发明内容 0006 针对现有技术中存在的问题， 本发明的目的在于提供一种适低温后张预应力孔道 压浆料， 其能够适用于低温下操作， 如可在 -10正常施工 ； 其使用方便、 简单， 直接加水即 可使用 ； 其性能稳定， 流动性好， 含气量低。 0007 根据本发明的一个方面， 提供了一种适低温后张预应力孔道压浆料， 其包括如。
9、下 组分 ： 促凝组分、 防冻组分、 聚羧酸减水剂、 膨胀剂、 消泡剂、 聚丙烯酰胺、 增塑剂以及矿物掺 合料， 其中所述的防冻组分为亚硝酸盐与硫酸盐按照重量比例为 0.5 2.0:0.5 1.0 复 配的混合物， 所述的促凝组分为普通硅酸盐水泥与硫铝水泥按照重量比例为6585:30 10 复配的混合物。 0008 本发明所提供的压浆料， 降低冰点效果显著， 不仅能保证在负温下压浆料中水泥 水化所需的液态水， 而且能使压浆料即使在低温下 （-10） 也可正常凝结。此外， 本发明所 述的压浆料能够实现凝结的时间可控， 具有合适的初凝时间和终凝时间， 施工现场使用方 便。 说 明 书 CN 103。
10、922677 A 3 2/6 页 4 0009 本发明所述的防冻组分选用亚硝酸盐与硫酸盐复配成的混合物， 充分发挥各自的 长处， 达到扬长避短的效能。采用亚硝酸盐和硫酸盐的防冻组合， 能够降低冰点， 起到防冻 的作用， 能够提高早强及浆液的流动度。此外， 亚硝酸盐与硫酸盐均为无氯盐类防冻组分， 压浆料中不仅不含氨成份， 对环境无污染危害， 而且氯离子含量满足 公路桥涵施工技术规 范 （JTG/T F50-2011） 的要求， 对钢筋、 钢绞线均无腐蚀。本发明所述的防冻组分还可以大 幅度降低碱含量， 可避免混凝土碱集料的反应， 使防冻组分本身在负温下存放不沉淀、 不结 晶。 0010 根据本发明。
11、的一个具体实施例， 所述的防冻组分优选为亚硝酸盐与硫酸盐按照重 量比例 0.5 1.5:0.5 10 复配的混合物， 所述的亚硝酸盐如亚硝酸钠、 亚硝酸钾、 亚硝 酸钙等等， 优选为亚硝酸钠。所述的硫酸盐如硫酸钠、 硫酸钾、 硫酸钙等等， 优选为硫酸钠。 亚硝酸盐 （如亚硝酸钠） 与硫酸盐 （如硫酸钠） 二者复配形成的防冻剂， 降低冻胀力的能力 强， 在较低使用量的情形下可以达到更好的防冻效果， 成本低廉。跟其他的防冻剂相比， 如 含硝酸钠和硫酸钠的防冻剂相比， 其具有更强的防冻效果， 且成分简单。 0011 根据本发明的一个具体实施例， 所述的促凝组分为普通硅酸盐水泥与硫铝水泥 （即硫铝酸盐。
12、水泥） 按照重量比例为 65 85:30 10 复配的混合物。普通硅酸盐水泥如常 用的硅酸盐水泥， 如 P.O42.5 或 P.O525。所述硫铝水泥可为任何现有技术中的硫铝酸盐水 泥。 采用所述的复配的混合物， 有利于改进压浆料在冻融、 抗裂、 及低温凝结方面的性能。 通 过普通硅酸盐水泥及硫铝酸盐水泥的复配， 使得所得的压浆料具有低温下水化反应快、 匀 性好， 凝结时间可控， 耐磨， 抗渗透性较强， 早期及后期强度高、 微膨胀、 大大增强了普通硅 酸盐水泥对耐酸、 碱等化学腐蚀较差的缺点 ； 同时也改善了硫铝酸盐水泥因早期强度增长 过高容易开裂、 凝结时间不能控制在规范要求内 （初凝时间 。
13、5h 且终凝时间 24h） 及价格 高的缺点。 0012 本发明所述的压浆料选用了高品质的聚羧酸减水剂和增塑剂， 利用其配制出的压 浆液的泌水率为 0%， 压力泌水率 2.0%， 浆体均匀、 饱满， 无沉淀、 离析现象。本发明所述的 聚羧酸减水剂具有分散作用， 它能使普通硅酸盐水泥与硫铝水泥成为细小的、 彼此分离的 单个粒子， 均匀的分散在水中， 还能使水泥微粒表层形成一层稳定的水膜， 从而增加压浆料 的和易性， 减少水泥用量。 0013 根据本发明的一个具体实施例， 所述的增塑剂为本领域内常用的増塑剂， 如选自 纤维素， 优选为羟丙基甲基纤维素。本发明所述的增塑剂剂可以在不影响压浆料加工性的。
14、 条件下进一步减少其含水量， 同时也提升压浆料的强度。增塑剂分子插入到聚羧酸减水剂 的聚合物分子链之间， 削弱了聚合物分子链间的应力， 结果增加了聚合物分子链的移动性、 降低了聚合物分子链的结晶度， 从而使聚合物的塑性增加。 0014 根据本发明的一个具体实施例， 所述的膨胀剂选自本领域内常用的塑性膨胀剂， 如塑性膨胀剂 （凯达、 中德新亚等生产的塑性膨胀剂） 、 CSA 塑性膨胀剂等。本发明所述的膨 胀剂使得压浆料在塑性阶段具有良好的补偿收缩能力， 且硬化后产生微膨胀。所配制的压 浆液自由膨胀率达到 1 2%， 压浆后孔道浆体体积不收缩， 降低了预应力损失的概率。 0015 本发明中所述的聚。
15、丙烯酰胺提高了压浆料的悬浮力， 使配制成的压浆液无沉降。 所述聚丙烯酰胺为本领域内任何常用的聚丙烯酰胺添加剂。此处不再赘述。 0016 根据本发明的一个具体实施例， 所述的消泡剂选自硅类消泡剂， 优选为有机硅消 说 明 书 CN 103922677 A 4 3/6 页 5 泡剂。 本发明所述的消泡剂与聚丙烯酰胺等其他组分协同作用， 使得配制的压浆液气泡少， 压浆后孔道浆体充盈度良好， 大大降低了孔道空鼓的概率。有机硅消泡剂系由硅脂、 乳化 剂、 防水剂、 稠化剂等配以适量水经机械乳化而成。 其特点是表面张力小， 表面活性高， 消泡 力强， 用量少， 成本低。具有较好的热稳定性， 可在 -5 -。
16、150宽广的温度范围内使用 ； 其化学稳定性较好， 难与其他物质反应。 0017 根据本发明的一个具体实施例， 所述的矿物掺合料选自粉煤灰及硅灰、 矿粉， 优选 为硅灰及矿粉。矿物掺合料不仅起到良好的填充密实作用及微集料作用， 而且还具有表面 吸附作用。 0018 根据本发明的一个具体实施例， 该压浆料包括如下组分 ： 促凝组分 85 95 重量 份， 防冻组分 1 4 重量份， 聚羧酸减水剂 0.3 0.5 重量份， 膨胀剂 0.03 0.07 重量份， 消泡剂0.030.06重量份， 聚丙烯酰胺0.020.04重量份， 增塑剂0.020.04重量份， 矿物掺合料 5 15 重量份 ； 优选。
17、所述的防冻组分的组分优选为 1 2 重量份。 0019 防冻组分的掺量公式可以表示为 ： A=C(1-i)W， 式中， A 为防冻组分的掺量 ； C 为设 计冰点防冻组分的浓度 ； i 为计划初始含冰率 ； W 为每方混凝土用水量。由上式可以确定多 种防冻组分的掺量， 多单组分复合使用对冰点的降低具有加和性。 本发明通过大量的试验， 确定了所述的防冻组分的掺量为 1 2 重量份， 此时压浆料能够达到更好的防冻性能。 0020 本发明所述的压浆料， 可以通过将促凝组分、 防冻组分、 聚羧酸减水剂、 膨胀剂、 消 泡剂、 聚丙烯酰胺、 增塑剂以及矿物掺合料进行机械物理混合的方法得到。 0021 根。
18、据本发明的另一个方面， 提供上的压浆料在公路桥涵的施工中的应用， 尤其适 用于后张预应力孔道灌浆施工中。 0022 与现有技术相比， 本发明提供的一种适低温后张预应力孔道压浆料具有如下明显 的优点和有益效果 ： 抗低温效果显著， 能够在不低于温度 -10可凝结， 符合 公路桥涵施 工技术规范（JTG/T F50-2011） 的要求 ； 凝结时间可控， 本发明所提供的压浆料能够实现初 凝时间不小于 5h， 终凝时间不大于 24h ； 抗压强度与抗折较高， 本发明所提供的压浆料能够 实现 3 天抗压强度和抗折强度分别不低于 20MPa 和 5MPa， 7 天抗压强度和抗折强度分别不 低于 40MP。
19、a 和 6MPa， 28 天抗压强度和抗折强度分别不低于 50MPa 和 10Mpa ； 零自由泌水率， 低压力泌水不离析， 无沉降 ； 性能稳定， 有效解决了现场对各种水泥匹配不良的问题 ； 使用 简单， 方便， 施工单位不用做配合比， 可以直接将本发明所提供的压浆料加水配制压浆液。 具体实施方式 0023 下面结合具体实施例对本发明做进一步说明， 但并不构成对本发明的任何限制。 0024 测试设备 ： 高速搅拌机、 流动度测定仪、 低温试验箱、 凝结时间测定仪、 恒温养护 箱、 数显试验压力机、 电动抗折仪、 压力泌水率测定仪等 0025 测试方法 ： 凝结时间采用 水泥标准稠度用水量、 。
20、凝结时间、 安定性检验方法（GB/ T1346） ； 抗压强度及抗折强度采用 水泥胶砂强度检验方法 （ISO 法） （GB/T17671） ； 对钢筋 的锈蚀作用采用 混凝土外加剂 （GB8076-2008） ； 流动度、 泌水率、 压力泌水率、 自由膨胀 率、 充盈度分别采用 公路桥涵施工技术规范 (JTG/T F50-2011) 中的附录 C3、 附录 C4、 附 录 C5、 附录 C6、 附录 C7 试验方法进行。 0026 实施例 1 说 明 书 CN 103922677 A 5 4/6 页 6 0027 本实施例所提供的一种适低温后张预应力孔道压浆料， 该压浆料包括如下组分 ： 促凝。
21、组分85重量份， 其比例16:1， 即普通硅酸盐水泥(普通硅酸盐水泥分P.O42.5)80重量 份和硫铝酸盐水泥 5 重量份， 防冻组分 1 重量份， 聚羧酸减水剂 0.4 重量份， CSA 塑性膨胀 剂 0.04 重量份， P803 消泡剂 0.035 重量份， 聚丙烯酰胺 0.03 重量份， 增塑剂 （羟丙基甲基 纤维素） 0.03 重量份， 矿物掺合料 13.5 重量份， 其中矿粉 12 重量份， 硅灰 1.5 重量份， 其中 所述的防冻组分为亚硝酸钠与硫酸钠按照重量比例为 0.6:0.4 复配的混合物。将压浆料按 照重量配制好后， 依水胶比为 0.28 的比例加水搅拌进行混合， 得到压。
22、浆浆液， 在 0下进行 测试。浆液的性能指标及物理指标结果列于表 1 中。 0028 实施例 2 0029 同实施例 1， 不同之处在于 ： 促凝组分 90 重量份， 其比例 10:1， 即普通硅酸盐水泥 与硫铝酸盐水泥的重量比为10:1， 聚羧酸减水剂0.35重量份， 矿物掺合料8.5重量份， 其亚 硝酸钠与硫酸钠按照重量比例为 0.5:0.5。所述压浆料在 -5下进行测试。数据见表 1。 0030 实施例 3 0031 本实施例所提供的一种适低温后张预应力孔道压浆料， 该压浆料包括如下组分 ： 促凝组分 90 重量份， 其中比例为 10:1， 即普通硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥的重量比为 10。
23、:1， 防冻组分 1.5 重量份， 聚羧酸减水剂 0.45 重量份， 塑性膨胀剂 0.05 重量份， 消泡剂 0.03重量份， 聚丙烯酰胺0.035重量份， 增塑剂0.035重量份， 矿物掺合料8重量份， 其中所 述的防冻组分为亚硝酸钠与硫酸钠按照重量比例为 1.0:0.5 复配的混合物。所述压浆浆液 在 -5下进行测试。数据见表 1。 0032 实施例 4 0033 同实施例 3， 不同之处在于 ： 防冻组分 2.0 重量份， 聚丙烯酰胺 0.03 重量份， 增塑 剂 0.03 重量份， 矿物掺合料 7.5 重量份， 其中所述的防冻组分为亚硝酸钠与硫酸钠按照重 量比例为 1.5:0.5 复配。
24、的混合物。数据见表 1。 0034 实施例 5 0035 同实施例4， 不同之处在于， 促凝组分90重量份， 其比例9:1， 即普通硅酸盐水泥81 重量份， 硫铝酸盐水泥 9 重量份 ； 消泡剂为 0.035 重量份。所述压浆浆液在 -10下进行测 试。数据见表 1。 0036 实施例 6 0037 同实施例 4， 不同之处在于 ： 促凝组分 93 重量份， 其中普通硅酸盐水泥 79 重量份， 硫铝酸盐水泥 14 重量份， 聚羧酸减水剂 0.35 重量份， 塑性膨胀剂 0.04 重量份， 矿物掺合料 5 重量份， 其中所述的防冻组分中， 亚硝酸钠与硫酸钠的重量比例为 1.2 ： 0.8。所述压。
25、浆浆 液在 -10下进行测试。数据见表 1。 0038 实施例 7 0039 同实施例 5， 不同之处在于， 在 20下进行测试。数据见表 1。 0040 对比例 1 0041 所述组分同实施例 3， 不同之处在于， 不含防冻组分， 硫铝水泥的量为 0， 普通硅酸 盐水泥的量占 90 重量份。在 20 下进行测试。数据见表 1。 0042 对比例 2 0043 同对比例1， 不同之处在于在0进行测试。 本对比例在温度0时水泥水化缓慢， 说 明 书 CN 103922677 A 6 5/6 页 7 浆液无法正常凝结且试件结冰膨胀、 变形， 7h 及 28h 强度偏低。数据见表 1。 0044 对。
26、比例 3 0045 所述组分同实施例 1， 不同之处在于， 不含防冻组分。数据见表 1。 0046 对比例 4 0047 实施例 3， 不同之处在于， 不含防冻组分， 促凝组分占 90 重量份， 硫铝水泥普通硅 酸盐水泥的重量比为 1 ： 9， 即硫铝酸盐水泥 9 重量份， 普通硅酸盐水泥 81 重量份。数据见 表 1。 0048 对比例 5 0049 实施例 3， 不同之处在于， 促凝组分占 90 重量份， 硫铝水泥与普通硅酸盐水泥的重 量比为1 ： 9 ； 即普通硅酸盐水泥81重量份， 硫铝酸盐水泥9重量份， 防冻组分占1.0重量份， 亚硝酸钠与硫酸钠按照重量比例为 0.9:0.1。数据见。
27、表 1。 0050 对比例 6 0051 同实施例5， 不同之处仅在于 ： 仅含普通硅酸盐水泥， 硫铝水泥的量为0。 数据见表 1。 0052 表 1 0053 0054 说 明 书 CN 103922677 A 7 6/6 页 8 0055 注 ： 温度 + 表示 0 度以上、 - 表示 0 度以下。 0056 由以上实施例可以得知， 相比于现有技术， 本发明提供的压浆料在不低于温 度 -10可凝结， 不管在常温 （实施例 7） 还是在低温 （实施例 5） 下都符合 公路桥涵施工技 术规范 （JTG/T F50-2011） 的要求。本发明所提供的压浆料能够具有适合初凝时间和终凝 时间， 抗压。
28、强度与抗折强度均较高， 性能稳定， 使用简单方便， 可广泛应用在如公路桥涵施 工中。 0057 应当注意的是， 以上所述的实施例仅用于解释本发明， 并不构成对本发明的任何 限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述， 但应当理解为其中所用的词语为描述性 和解释性词汇， 而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出 修改， 以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉 及特定的方法、 材料和实施例， 但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例， 相反， 本发 明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。 说 明 书 CN 103922677 A 8 。