[发明专利]一种灌浆用膨胀剂及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及浆料的技术领域，特别是涉及一种针对目前水泥基灌浆材料存在浆体硬化后沉缩、开裂等问题，利用石灰厂废料、石膏泥等材料，经合理配方设计而成的一种灌浆用膨胀剂。

背景技术

混凝土膨胀剂是在膨胀水泥基础上发展起来的一种混凝土外加剂，1936年，H．Lossier发明了膨胀水泥，1958年，Klien在此基础上开发了K型膨胀水泥，1964年正式投入生产。日本是最先发展膨胀剂的国家，从1962年到1970年，它成功研制了硫铝酸钙膨胀剂和石灰系膨胀剂。此外，俄罗斯、美国、澳大利亚、保加利亚等开展了混凝土膨胀剂的研制。我国从20世纪70年代进行混凝土膨胀剂的研究，至今大致经历了“高碱高掺一中碱中掺一低碱低掺”三个阶段。

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。

随着我国基础建设的增多，水泥基灌浆材料已普遍用于冶金、石油、化工、电力、造纸、建筑及地基的加固等行业。目前，我国灌浆材料的质量良莠不齐，严重扰乱了市场。因此，建设部也在着手制订新的应用技术规范，以整体提高我国水泥基灌浆材料的质量，确保安全生产。《水泥基灌浆材料应用技术规范》中明确提出水泥基灌浆材料在1-3h内必须具有0.1％-3.5％的竖向膨胀率。在1-3h内，一般灌浆料都处于塑性阶段，还没有终凝，因此，常规铝酸盐类、氧化物类膨胀剂都不能产生膨胀。金属粉末类，反应速度快，发气量大，气孔大也不适合用于灌浆材料的塑性阶段膨胀源。因此，必须开发一种不但在塑性阶段而且在终凝后仍具有一定的微膨胀性能的高性能膨胀剂，并且用于水泥砂浆后能够具有很好的增塑性能和保塑性能，已经十分必要。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明的目的是提供一种灌浆用膨胀剂及其生产方法，针对目前水泥基灌浆材料存在浆体硬化后沉缩、开裂等问题，利用石灰厂废料、石膏泥等材料，经合理配方设计而成的一种灌浆用膨胀剂。

本发明所采用的技术方案是：

一种灌浆用膨胀剂，该灌浆用膨胀剂包含以下重量份数的原料：

膨胀母料：60～90；

活性矿物掺合料：10～40；

朔性膨胀剂：0.5～2.5；

聚羧酸盐减水剂：2～8；

膨胀母料包含以下重量份数的原料：

石膏渣：35～55；

硅酸盐熟料：20～40；

石灰厂废料：10～40。

石膏渣选用芒硝矿选矿后的渣泥，其化学成分：LOSS13.28%，SiO₂33.43%，Fe₂O₃3.23%，Al₂O₃9.63%，CaO12.75，MgO7.34，SO₃20.09%。

硅酸盐熟料是用碳酸钙、粒化高炉矿渣、高岭石和石膏按照重量配比为4:2:2:1，经过1300~1350℃煅烧后，再掺加重量百分比为5-8%大理石和5-8%花岗岩共同粉磨所制成的熟料。

石灰厂废料为碎石、片石、煤渣、熟化石灰、石灰渣、未烧透的石灰石、焙烧粘土和粘土中的一种或多种混合。

活性矿物掺合料包括以下重量份数的原料：粒化高炉矿渣20～40、硬石膏2～10、三乙醇胺磷酸盐0.3～0.5；其制备方法：将粒化高炉矿渣破碎至0.5-5mm，得到细料；将细料与硬石膏混合均匀，得到混合料；在混合料中加入三乙醇胺磷酸盐后进行粉磨，至比表面积≥450㎡/kg，得到所述活性矿物掺合料。

朔性膨胀剂是以铝矾土矿物为主要材料在氮气气氛下，在炭和氧化钙存在的条件下，经1700度高温烧结后，产品经表面处理磨细而成的粉末。

所述的灌浆用膨胀剂，其生产方法包括以下步骤：