一种灌浆料及其制备方法与流程

本发明涉及一种灌浆料及其制备方法，属于建筑材料。

背景技术：

1、传统灌浆料早期强度发展慢，初凝时间为2小时～6小时，终凝时间长达10小时以上，难以满足急速或快速抢修工程的需求。

2、基于硫铝酸盐系列的快硬体系的灌浆料产品具有较好的早期力学性能，但是其护筋性较差，使其整体力学性能较低，难以获得抗压强度达到100mpa以上的超高强灌浆料，不能用于钢筋混凝土工程。

3、现有技术中，基于硅酸盐系列的灌浆料产品早期强度发展慢，要达到100mpa的抗压强度往往需要7天～20天的龄期才能达到，而且硅酸盐系列灌浆料产品的体积收缩较大，通过掺加膨胀剂对其改善有限，有时也会带来抗压强度倒缩的负面影响。

技术实现思路

1、为克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种灌浆料及其制备方法，可以有效解决传统灌浆料早期强度发展慢的问题，同时具有较好的护筋性能和力学性能。

2、为实现本发明的目的，提供以下技术方案。

3、一种灌浆料，所述灌浆料由磷镁基胶凝材料、骨料、钢纤维、功能助剂和水按照质量比＝1:0.5～1.5:0.06～0.16:0.03～0.1:0.05～0.15复合搅拌而成。

4、其中，所述磷镁基胶凝材料由死烧氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂、粉煤灰微珠和玻璃粉组成，所述玻璃粉的粒径为微纳米级；优选所述磷镁基胶凝材料由死烧氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂、粉煤灰微珠和玻璃粉按照质量比＝1:0.2～0.4:0.05～0.15:0.05～0.2:0.05～0.2复合而成。

5、所述钢纤维由不锈钢纤维和负泊松比纤维复合而成；优选所述钢纤维由不锈钢纤维和负泊松比纤维按质量比＝1:1～10复合而成。

6、所述负泊松比纤维为负泊松比钢材经过短切和拉丝获得。

7、优选所述负泊松比纤维的单丝长度为3mm～20mm，直径为100μm～1000μm。

8、所述功能助剂包括磷酸溶液，还可以包括消泡剂和引气剂中的一种以上；优选所述功能助剂为质量分数为10％～20％的磷酸溶液。

9、所述骨料为现有技术中本领域适用于灌浆料的骨料，且要求所述骨料的饱和面干吸水率小于等于1.5％，压碎值小于等于8％，细度模数为2.1～3.0。

10、优选所述骨料中含有尾矿砂，且以所述骨料总质量为100％计，尾矿砂的质量分数10％～20％；优选所述尾矿砂的粒径为0.5mm～1mm，密度为3.0kg/m3～3.5kg/m3。

11、一种本发明所述灌浆料的制备方法，所述方法步骤如下：

12、将磷镁基胶凝材料、骨料、功能助剂和水混合并充分搅拌均匀，再加入钢纤维充分搅拌均匀，制备得到拌合料，即处于流动状态的本发明所述的一种灌浆料，按灌浆料的要求施工，固化，得到固态的本发明所述的一种灌浆料。

13、有益效果

14、(1)本发明提供了一种灌浆料，所述灌浆料由磷镁基胶凝材料、骨料、钢纤维、功能助剂和水按照质量比＝1:0.5～1.5:0.06～0.16:0.03～0.1:0.05～0.15复合搅拌而成；基于以上技术，使所述灌浆料整个产品在实现超低需水量的同时，实现超早强、超高强，还具有良好的体系稳定性；比传统钢纤维灌浆料具有更高的抗压性能和抗变形性能，在受弯或拉伸变形下无颈缩现象；所述灌浆料具有良好的延伸率，延伸率可达2％～10％，1天即可实现抗压强度100mpa以上，28天体积收缩率在0.02％以内，适用于工程中的急速快速抢修施工。

15、(2)本发明提供了一种灌浆料，所述灌浆料采用的磷镁基胶凝材料由死烧氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂、粉煤灰微珠和玻璃粉组成；优选所述磷镁基胶凝材料由死烧氧化镁、磷酸二氢铵、硼砂、粉煤灰微珠和玻璃粉按照质量比＝1:0.2～0.4:0.05～0.15:0.05～0.2:0.05～0.2复合而成；其中，死烧氧化镁、磷酸二氢铵按质量比1:0.2～0.4，利于水化产物鸟粪石的充分形成，由于该反应是一种化学反应，加水以后反应迅速，为了给施工预留一定的时间；通过硼砂及其用量的限定可以将该体系的水化硬化时间调整到10min～30min；粉煤灰微珠从微观形貌上看是一种玻璃球体，同时也是一种微米级颗粒材料，具有良好的减水效果，掺入该体系中一方面可以填充磷镁基胶凝材料硬化体的孔隙，另一方面可以减少磷镁基胶凝材料体系的需水量，提高体系强度；所述玻璃粉是一种微纳米级粉体，与粉煤灰微珠共同作用，填充磷镁基胶凝材料硬化体的孔隙。

16、(3)本发明提供了一种灌浆料，所述灌浆料采用的钢纤维由不锈钢纤维和负泊松比纤维复合而成；优选所述钢纤维由不锈钢纤维和负泊松比纤维按质量比＝1:1～10复合而成。负泊松比纤维是一种具有负泊松比效应(泊松比显著变小)、无屈服平台且应变值大于20％的新型钢材制备的纤维，同时具有无磁、高强、高韧、高均匀延伸，能够适应大变形的特点，其变形值可达25％～37％。

17、优选所述负泊松比纤维的单丝长度为3mm～20mm，直径为100μm～1000μm，有利于负泊松比纤维与钢纤维的充分混杂，同时可更好在灌浆料浆体中分散。

18、(4)本发明提供了一种灌浆料，所述灌浆料中的所述磷镁基胶凝材料与所述钢纤维结合使用，一方面可实现磷镁基胶凝材料与钢纤维之间良好的锚固效果，另一方面也实现对钢纤维自身体系的涂层防护效果，避免钢纤维锈蚀和腐化；二者协同，在实现高早强高韧性的同时，具有良好的耐久性，本发明所述灌浆料具有比传统钢纤维灌浆料更高的抗压性能和抗变形性能；同时在受弯或拉伸变形下无颈缩现象，灌浆料延伸率可达2％～10％，施工1天后的抗压强度可以达到100mpa以上。

19、(5)本发明提供了一种灌浆料，所述灌浆料中的骨料为现有技术中本领域适用于灌浆料的骨料，且要求所述骨料的饱和面干吸水率小于等于1.5％，压碎值小于等于8％，细度模数为2.1～3.0，所述骨料吸水率较低，同时具有较好的硬度和合理的细度区间，利于灌浆料强度的发挥。

20、优选所述骨料中含有尾矿砂，且以所述骨料总质量为100％计，尾矿砂的质量分数10％～20％；优选所述尾矿砂的粒径为0.5mm～1mm，密度为3.0kg/m3～3.5kg/m3，作为细骨料优化整个骨料连续级配，同时其球形颗粒可在灌浆料体系中达到良好的滚珠效果。

21、(6)本发明提供了一种灌浆料，所述灌浆料中的所述功能助剂包括磷酸溶液，还可以包括消泡剂和引气剂中的一种以上；优选所述功能助剂为质量分数为10％～20％的磷酸溶液；磷酸溶液作为所述功能助剂中的主要组分，可以实现防冻作用，使得所述灌浆料既可以在室温下使用，也可以在低至-25℃的低温下使用；

22、优选所述磷酸溶液中磷酸的质量分数为10％～20％；配合所述磷镁基胶凝材料使用，可以保持所述灌浆料在制备使用过程中的流动性，同时具有较好的防冻效果。

23、(7)本发明提供了一种灌浆料的制备方法，采用所述方法可以制备得到本发明所述的灌浆料，方法简便易行，可实现大规模工业化生产。