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隧道注浆料外加剂

隧道注浆料外加剂

    发布时间:2022-05-28

    内容简介:[0004]水泥基灌浆砂浆的成分与混凝土大致相似,大致由水泥、外加剂(细填料)、细骨料(细骨料)、高效减水剂、保水剂、混凝剂、早强剂、膨胀剂、消泡剂等材料组成,要求具有较高的早期强度和后期强度(抗压强度ID220MPa、3d400MPa、28d700MPa),因此,如果我们想使用磷渣作为外加剂,我们需要克服这样一个问题具有缓凝效果的磷渣不能满足灌浆砂浆所需的较高的早期强度(简称早期强度)。...

[0002]磷渣是以硅酸钙为主要成分成分的熔化物,通过电炉法制作黄磷,经淬火冷却后,即为粒化电炉磷渣,其成分与矿渣成分相似,简称磷渣。一般情况下,每生产一吨黄磷产生约8~10t磷渣。例如,2002年我国黄磷实际产量约为69万吨,磷渣排放量约为560~700万吨。大量废渣的排放不仅浪费了资源。占用耕地污染环境,对环境的可持续发展造成巨大障碍。
[0003]磷渣的主要成分是硅酸盐和铝酸盐玻璃体,玻璃体含量为85%?90%,还含有少量小晶体,结晶阶段含有假硅灰石。石英石方解石氟化钙硅酸二钙和硅酸三钙存在,所以磷渣具有一定的矿物活性,可以用来代替部分硅酸盐水泥作为混凝土中的矿物外加剂。现有的技术表明,掺入磷渣的混凝土可以配置C30以上的混凝土,同时降低水泥成本。但是磷渣具有缓凝的功能,会降低混凝土的早期强度,所以在制备早期强度要求较高的混凝土时存在技术问题。
[0004]水泥基灌浆砂浆的成分与混凝土大致相似,大致由水泥、外加剂(细填料)、细骨料(细骨料)、高效减水剂、保水剂、混凝剂、早强剂、膨胀剂、消泡剂等材料组成,要求具有较高的早期强度和后期强度(抗压强度ID22.0MPa、3d40.0MPa、28d70.0MPa),因此,如果我们想使用磷渣作为外加剂,我们需要克服这样一个问题具有缓凝效果的磷渣不能满足灌浆砂浆所需的较高的早期强度(简称早期强度)。
发明内容
[0005]本发明旨在提供一种水泥基灌浆砂浆,具有较高的早期强度和后期强度,成本较低,二次利用磷渣。
[0006]本发明的目的可以通过以下措施来实现:一种水泥基灌浆砂浆的配方,包括凝胶材料。添加剂。水和砂,水与凝胶材料的比例为0.26-0.28,凝胶材料与砂的比例为1/1~1/1.6,凝胶材料由硅酸盐水泥和磷渣组成,凝胶材料的质量比例如下:
70~80份普通硅酸盐水泥,
磷渣:20~30份;
添加剂包括膨胀剂.减水剂.消泡剂.早强剂和增稠剂,它们分别占凝胶材料质量的比例如下:
膨胀剂:6~8份,
减水剂:1份聚羧酸或氨基磺酸盐减水剂,
有机硅类消泡剂:0.2-0.6份,
早强剂:粘度100000mp.秒,0.04-0.0005份三乙醇胺,增稠剂:0.025-0.05份羟丙基甲基纤维素醚。
[0007]上述技术方案与现有技术的区别在于,传统水泥基灌浆砂浆的外加原料一般采用天然火山灰、硅灰、粒化高炉矿渣、粉煤灰等,而在这种方案中,磷渣被用作活性外加原料来代替一些水泥。一方面可以满足水泥基灌浆砂浆的高性能要求,另一方面可以降低水泥的成本,可以实现废磷渣的二次利用,这是非常环保的。为了解决磷渣缓慢凝结作用与水泥基灌浆砂浆高强度之间的矛盾,通过试验得出磷渣的添加量占凝胶材料的20~30份。
[0008]此外,普通硅酸盐水泥凝胶材料的质量份数比为75份,磷渣凝胶材料的质量份数比为25份;凝胶材料的质量份数比为6份,聚羧酸系减水剂凝胶材料的质量份数为I份,凝胶材料的质量份数为0.4份,凝胶材料的质量份数为0.025份,水胶比为0.26,胶砂比为1/1。这是最好的水泥基灌浆砂浆配方,经过配合比正交试验得出。
[0009]此外,磷渣均采用2.76g/cm3密度,平均粒径为29.932μm,比表面积为240.872/kg,干燥后由球磨机磨30min处理。
【具体实施方法】
[0011]本发明的一种水泥基灌浆砂浆配方,包括凝胶材料。添加剂。水和砂,水与凝胶材料的比例为0.26-0.28,凝胶材料与砂的比例为1/1~1/1.6。凝胶材料由普通硅酸盐水泥和磷渣组成,凝胶材料的质量份数如下:硅酸盐水泥:70~80份,磷渣:20~30份。
[0012]添加剂包括膨胀剂.减水剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂.发泡剂;发泡剂;发泡剂;发泡剂;发泡剂;发泡剂;
早强剂:0.04-0.05份的三乙醇胺,增稠剂:0.025-0.0.05份的羟丙基甲基纤维素醚,粘度为100000毫帕。
[0013]在上述比例中,通过试验测量磷洛含量范围。本试验主要以灌浆砂浆的流动性、抗压强度和凝结时间为调查指标,通过改变磷洛掺量,研究其对灌浆/材料性能的影响,确定磷渣的最佳掺量范围。在基准配合比的基础上,在相同的水胶比(0.31/1)、胶砂比(1/1)和减水剂掺量(减水剂掺量为1.0%)的条件下,对相同的水胶比(0.31/1)、胶砂比(1/1)、减水剂掺量(减水剂掺量为1.0%)进行研究,试验结果见图1.图2和图3。
[0014]从图1可以看出,掺入磷渣后,砂浆的LD.3d强度明显低于基准组,且随着磷渣掺量的增加,其强度逐渐下降。与基准组相比,当磷渣掺量为20份时,砂浆的LD.3d抗压强度分别为23.3mpa和33.5mpa,强度分别为23.3mpa和33.5mpa,与基准组相比,强度下降了33.8%和24.4%。当磷渣掺量为35份时,由于砂浆块的ID强度太低,无法脱模。在28天的时间里,掺有磷渣的成分强度都得到了发展,接近于基准组的强度,其中掺量为10份,掺量为15份,掺量强度超过基准组。随着水化反应的进行,到了28d,一些磷渣颗粒在受到水泥水化产物氢氧化钙侵蚀后,开始参与水化,生成C-S-H凝胶和较小的氢氧化钙晶体,使结构致密,砂浆掺量过高。砂浆中水泥的水泥成熟材料,减少了整个系统中的水化产品,磷渣后来参与了水化反应,影响了砂浆的后期强度。当磷渣的混合量为35份时,砂浆的强度仅为46.8MPa,比基准组减少27.7份。为了使砂浆具有良好的强度,磷渣的混合量不应超过30份。
[0015]从图2可以看出,砂浆初始扩展度仅为265mm,30min扩展度为235mm,扩展度减小11.3%,当砂浆中没有掺入磷渣时,砂浆初始扩展度仅为265mm,30min扩展度为235mm,扩展度减小11.3%。当磷渣掺量增加20%时,砂浆初始扩展度为30。

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