CN108929079B - 一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料的制备方法，以重量份计，包括以下组分：水泥50‑70份，石英砂40‑55份，聚丙烯酸纳1‑2份，减水剂2‑4份，缓凝剂0.5‑2份，消泡剂0.5‑1份，膨胀剂0.1‑0.5份，改性复合填料1‑3份。本发明还公开了该套筒灌浆料的制备方法。本发明公开的套筒灌浆料强度大，稳定性好，微膨胀，无沁水现象，成本低。
Description
技术领域：
本发明涉及建筑材料领域，具体的涉及一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料。
背景技术：
现在建筑通过内外墙板等产品的产业化生产、现场拼装，不仅提高了产品的质量，而且大幅减少了现场工人的劳动强度。装配式建筑所需的预制构件在专业化的工厂中进行机械化生产，精度高，质量有保障，而且减少了材料的浪费，更好地实现了节能减排、保护环境的方针政策。装配式建筑结构中，预制构件的钢筋连接技术成为其构成框架结构整体的关键。灌浆套筒连接是一种由工程实践需要和技术发展而产生的新型钢筋连接方式。钢筋套筒灌浆连接是将套筒灌浆料注入套筒中，与两端钢筋充分接触，灌浆料硬化后与钢筋的横肋和套筒内壁凹槽或凸肋紧密啮合，实现上下2根钢筋的连接。
套筒灌浆料通过自身的膨胀性紧固钢筋，增强钢筋与套筒灌浆料、套筒灌浆料与套筒内壁的作用力。因此，套筒灌浆料的性能是实现预制构件纵向连接的关键。随着装配式建筑的应用，钢筋连接用套筒灌浆料以其具有微膨胀、高强、早强及和易性等性能得到广泛应用。国内外关于水泥基灌浆料和高性能灌浆料的研究很多。
专利201611184010.0公开了一种装配式建筑钢筋连接用套筒灌浆料，其是由钢筋套筒灌浆料干粉加水和减水剂拌和而成，各组分按质量百分比构成如下：水泥40-45％，细骨料45-55％，硅灰2-3％，超细粒化高炉矿渣2-3，膨胀剂2-3，缓凝剂0.1-0.2％，消泡剂0.15-0.25％，水胶比0.24-0.26％，减水剂掺量为胶凝材料总量的2.5-3.5％。本发明制得的套筒灌浆料具有流动性大、早期和后期强度高、早期微膨胀，后期无收缩，无沁水、对钢筋无锈蚀等特点。
发明内容：
本发明的目的是提供一种装配式建筑用套筒灌浆料，其强度大，稳定性好，微膨胀，无沁水现象，成本低。
本发明的另一个目的是提供该装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，以重量份计，包括以下组分：
水泥50-70份，石英砂40-55份，
聚丙烯酸纳1-2份，减水剂2-4份，
缓凝剂0.5-2份，消泡剂0.5-1份，
膨胀剂0.1-0.5份，改性复合填料1-3份；
其中改性复合填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将稻壳粉洗净干燥，加入乙醇研磨处理3-6h，干燥后加入到环己烷中进行搅拌分散，制得分散液A；
(2)将乙酰丙酮铜加入到油胺中，搅拌溶解后转移至三口烧瓶内，升温至100-150℃，回流反应1-8h，反应结束后向反应液中继续加入硅溶胶，继续回流反应3-5h，反应结束后过滤，干燥，干燥后的固体加入到步骤(1)制得的分散液A中，3000-5000转/分的状态下搅拌处理1-3h，然后过滤，干燥，制得粉体；
(3)将上述粉体置于马弗炉内，煅烧处理1-5h，制得复合填料；
(4)将上述复合填料采用微波辐照处理，然后加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，40-50℃下搅拌反应40-80min，结束后过滤，将过滤后的固体干燥，制得改性复合填料。
作为上述技术方案的优选，所述减水剂为木质素磺酸钠。
作为上述技术方案的优选，所述缓凝剂为柠檬酸钠与酒石酸钠的混合物，二者质量比为1：(0.5-1.5)。
作为上述技术方案的优选，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述搅拌的转速为800-1300转/分。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述乙酰丙酮铜和油胺的质量比为1：(8-15)。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述煅烧处理的气氛为空气气氛，煅烧处理的温度为200-300℃。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，所述复合填料为氧化铜、硅凝胶的复合材料，二者质量比为1：(1.3-2)。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，复合填料与硅烷偶联剂的质量比为1：(0.03-0.07)。
一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料的制备方法，包括以下步骤：
将水泥、石英砂、改性复合填料加入到搅拌机中搅拌混合均匀，然后继续加入聚丙烯酸纳、减水剂、缓凝剂、消泡剂、膨胀剂搅拌均匀制得套筒灌浆料。
本发明具有以下有益效果：
为了改善套筒灌浆料的力学性能，本发明首先以稻壳粉、硅溶胶、乙酰丙酮铜为原料，采用适当的制备工艺，制得复合填料，该复合填料为氧化铜、硅凝胶的复合物，其性能稳定，氧化铜粉末分散于硅凝胶的气孔内壁，有效改善砂浆的强度；且其可以代替部分石英砂，有效降低的套筒砂浆的制备成本；
本发明添加适量的聚丙烯酸钠，其可以有效增加浆料的稠度，保证集料均匀分布于砂浆中，提高套筒浆料的工作性能；本发明采用柠檬酸钠和酒石酸钠的混合物作为缓凝剂，并合理调节两者的质量比，制得的缓凝剂可有效推迟水泥凝结时间，从而改善套筒灌浆料加水搅拌后的工作性能；
本发明有效调节各组分的用量以及制备工艺，制得的套筒灌浆料强度大，稳定性好，微膨胀，无沁水现象，成本低。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，以重量份计，包括以下组分：
水泥50份，石英砂40份，
聚丙烯酸纳1份，减水剂2份，
缓凝剂0.5份，消泡剂0.5份，
膨胀剂0.1份，改性复合填料1份；
其中，所述缓凝剂为柠檬酸钠与酒石酸钠的混合物，二者质量比为1：0.5；
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稻壳粉洗净干燥，加入乙醇研磨处理3h，干燥后加入到环己烷中800转/分的条件下进行搅拌分散，制得分散液A；
(2)将乙酰丙酮铜加入到油胺中，搅拌溶解后转移至三口烧瓶内，升温至100℃，回流反应1h，反应结束后向反应液中继续加入硅溶胶，继续回流反应3h，反应结束后过滤，干燥，干燥后的固体加入到步骤(1)制得的分散液A中，3000转/分的状态下搅拌处理1-3h，然后过滤，干燥，制得粉体；其中，所述乙酰丙酮铜和油胺的质量比为1：8；
(3)将上述粉体置于马弗炉内，空气气氛、200-300℃下煅烧处理1h，制得复合填料；其中，复合填料为氧化铜、硅凝胶的复合材料，二者质量比为1：1.3；
(4)将上述复合填料采用微波辐照处理，然后加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，40-50℃下搅拌反应40min，结束后过滤，将过滤后的固体干燥，制得改性复合填料；其中，复合填料与硅烷偶联剂的质量比为1：0.03；
(5)将水泥、石英砂、改性复合填料加入到搅拌机中搅拌混合均匀，然后继续加入聚丙烯酸纳、减水剂、缓凝剂、消泡剂、膨胀剂搅拌均匀制得套筒灌浆料。
实施例2
一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，以重量份计，包括以下组分：
水泥70份，石英砂55份，
聚丙烯酸纳2份，减水剂4份，
缓凝剂2份，消泡剂1份，
膨胀剂0.5份，改性复合填料3份；
其中，所述缓凝剂为柠檬酸钠与酒石酸钠的混合物，二者质量比为1：0.5；
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稻壳粉洗净干燥，加入乙醇研磨处理6h，干燥后加入到环己烷中1300转/分的条件下进行搅拌分散，制得分散液A；
(2)将乙酰丙酮铜加入到油胺中，搅拌溶解后转移至三口烧瓶内，升温至150℃，回流反应8h，反应结束后向反应液中继续加入硅溶胶，继续回流反应5h，反应结束后过滤，干燥，干燥后的固体加入到步骤(1)制得的分散液A中，5000转/分的状态下搅拌处理3h，然后过滤，干燥，制得粉体；其中，所述乙酰丙酮铜和油胺的质量比为1：15；
(3)将上述粉体置于马弗炉内，空气气氛、200-300℃下煅烧处理1-5h，制得复合填料；其中，复合填料为氧化铜、硅凝胶的复合材料，二者质量比为1：2；
(4)将上述复合填料采用微波辐照处理，然后加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，40-50℃下搅拌反应80min，结束后过滤，将过滤后的固体干燥，制得改性复合填料；其中，复合填料与硅烷偶联剂的质量比为1：0.07；
(5)将水泥、石英砂、改性复合填料加入到搅拌机中搅拌混合均匀，然后继续加入聚丙烯酸纳、减水剂、缓凝剂、消泡剂、膨胀剂搅拌均匀制得套筒灌浆料。
实施例3
一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，以重量份计，包括以下组分：
水泥55份，石英砂44份，
聚丙烯酸纳1.2份，减水剂2.5份，
缓凝剂0.8份，消泡剂0.6份，
膨胀剂0.2份，改性复合填料1.5份；
其中，所述缓凝剂为柠檬酸钠与酒石酸钠的混合物，二者质量比为1：0.7；
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稻壳粉洗净干燥，加入乙醇研磨处理4h，干燥后加入到环己烷中900转/分的条件下进行搅拌分散，制得分散液A；
(2)将乙酰丙酮铜加入到油胺中，搅拌溶解后转移至三口烧瓶内，升温至110℃，回流反应2h，反应结束后向反应液中继续加入硅溶胶，继续回流反应3.5h，反应结束后过滤，干燥，干燥后的固体加入到步骤(1)制得的分散液A中，3000转/分的状态下搅拌处理1.5h，然后过滤，干燥，制得粉体；其中，所述乙酰丙酮铜和油胺的质量比为1：10；
(3)将上述粉体置于马弗炉内，空气气氛、200-300℃下煅烧处理2h，制得复合填料；其中，复合填料为氧化铜、硅凝胶的复合材料，二者质量比为1：1.5；
(4)将上述复合填料采用微波辐照处理，然后加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，40-50℃下搅拌反应50min，结束后过滤，将过滤后的固体干燥，制得改性复合填料；其中，复合填料与硅烷偶联剂的质量比为1：0.04；
(5)将水泥、石英砂、改性复合填料加入到搅拌机中搅拌混合均匀，然后继续加入聚丙烯酸纳、减水剂、缓凝剂、消泡剂、膨胀剂搅拌均匀制得套筒灌浆料。
实施例4
一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，以重量份计，包括以下组分：
水泥60份，石英砂48份，
聚丙烯酸纳1.4份，减水剂3份，
缓凝剂1.2份，消泡剂0.7份，
膨胀剂0.3份，改性复合填料2份；
其中，所述缓凝剂为柠檬酸钠与酒石酸钠的混合物，二者质量比为1：0.9；
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稻壳粉洗净干燥，加入乙醇研磨处理4h，干燥后加入到环己烷中1000转/分的条件下进行搅拌分散，制得分散液A；
(2)将乙酰丙酮铜加入到油胺中，搅拌溶解后转移至三口烧瓶内，升温至120℃，回流反应4h，反应结束后向反应液中继续加入硅溶胶，继续回流反应4h，反应结束后过滤，干燥，干燥后的固体加入到步骤(1)制得的分散液A中，3500转/分的状态下搅拌处理1.5h，然后过滤，干燥，制得粉体；其中，所述乙酰丙酮铜和油胺的质量比为1：12；
(3)将上述粉体置于马弗炉内，空气气氛、200-300℃下煅烧处理3h，制得复合填料；其中，复合填料为氧化铜、硅凝胶的复合材料，二者质量比为1：1.7；
(4)将上述复合填料采用微波辐照处理，然后加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，40-50℃下搅拌反应60min，结束后过滤，将过滤后的固体干燥，制得改性复合填料；其中，复合填料与硅烷偶联剂的质量比为1：0.05；
(5)将水泥、石英砂、改性复合填料加入到搅拌机中搅拌混合均匀，然后继续加入聚丙烯酸纳、减水剂、缓凝剂、消泡剂、膨胀剂搅拌均匀制得套筒灌浆料。
实施例5
一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，以重量份计，包括以下组分：
水泥65份，石英砂51份，
聚丙烯酸纳1.6份，减水剂3份，
缓凝剂1.5份，消泡剂0.8份，
膨胀剂0.4份，改性复合填料2.5份；
其中，所述缓凝剂为柠檬酸钠与酒石酸钠的混合物，二者质量比为1：1.1；
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稻壳粉洗净干燥，加入乙醇研磨处理5h，干燥后加入到环己烷中1100转/分的条件下进行搅拌分散，制得分散液A；
(2)将乙酰丙酮铜加入到油胺中，搅拌溶解后转移至三口烧瓶内，升温至130℃，回流反应6h，反应结束后向反应液中继续加入硅溶胶，继续回流反应4h，反应结束后过滤，干燥，干燥后的固体加入到步骤(1)制得的分散液A中，4000转/分的状态下搅拌处理5h，然后过滤，干燥，制得粉体；其中，所述乙酰丙酮铜和油胺的质量比为1：11；
(3)将上述粉体置于马弗炉内，空气气氛、200-300℃下煅烧处理4h，制得复合填料；其中，复合填料为氧化铜、硅凝胶的复合材料，二者质量比为1：1.7；
(4)将上述复合填料采用微波辐照处理，然后加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，40-50℃下搅拌反应60min，结束后过滤，将过滤后的固体干燥，制得改性复合填料；其中，复合填料与硅烷偶联剂的质量比为1：0.05；
(5)将水泥、石英砂、改性复合填料加入到搅拌机中搅拌混合均匀，然后继续加入聚丙烯酸纳、减水剂、缓凝剂、消泡剂、膨胀剂搅拌均匀制得套筒灌浆料。
实施例6
一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，以重量份计，包括以下组分：
水泥68份，石英砂53份，
聚丙烯酸纳1.8份，减水剂3.5份，
缓凝剂1.8份，消泡剂0.8份，
膨胀剂0.45份，改性复合填料2.5份；
其中，所述缓凝剂为柠檬酸钠与酒石酸钠的混合物，二者质量比为1：1.4；
其制备方法包括以下步骤：
(1)将稻壳粉洗净干燥，加入乙醇研磨处理5.5h，干燥后加入到环己烷中1200转/分的条件下进行搅拌分散，制得分散液A；
(2)将乙酰丙酮铜加入到油胺中，搅拌溶解后转移至三口烧瓶内，升温至140℃，回流反应7h，反应结束后向反应液中继续加入硅溶胶，继续回流反应4.5h，反应结束后过滤，干燥，干燥后的固体加入到步骤(1)制得的分散液A中，4500转/分的状态下搅拌处理2.5h，然后过滤，干燥，制得粉体；其中，所述乙酰丙酮铜和油胺的质量比为1：13；
(3)将上述粉体置于马弗炉内，空气气氛、200-300℃下煅烧处理4.5h，制得复合填料；其中，复合填料为氧化铜、硅凝胶的复合材料，二者质量比为1：1.8；
(4)将上述复合填料采用微波辐照处理，然后加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，40-50℃下搅拌反应70min，结束后过滤，将过滤后的固体干燥，制得改性复合填料；其中，复合填料与硅烷偶联剂的质量比为1：0.06；
(5)将水泥、石英砂、改性复合填料加入到搅拌机中搅拌混合均匀，然后继续加入聚丙烯酸纳、减水剂、缓凝剂、消泡剂、膨胀剂搅拌均匀制得套筒灌浆料。
对比例1
套筒灌浆料中不加入改性复合填料，其他条件和实施例6相同。
下面对本发明制得的套筒灌浆料进行性能测试，测试结果如表1所示。
表1
从上面测试结果可以看出，本发明制得的砂浆无沁水现象，流动性好，强度大，微膨胀。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，其特征在于，以重量份计，包括以下组分：
水泥50-70份，石英砂40-55份，
聚丙烯酸钠1-2份，减水剂2-4份，
缓凝剂0.5-2份，消泡剂0.5-1份，
膨胀剂0.1-0.5份，改性复合填料1-3份；
其中改性复合填料的制备方法包括以下步骤：
(1)将稻壳粉洗净干燥，加入乙醇研磨处理3-6h，干燥后加入到环己烷中进行搅拌分散，制得分散液A；
(2)将乙酰丙酮铜加入到油胺中，搅拌溶解后转移至三口烧瓶内，升温至100-150℃，回流反应1-8h，反应结束后向反应液中继续加入硅溶胶，继续回流反应3-5h，反应结束后过滤，干燥，干燥后的固体加入到步骤(1)制得的分散液A中，3000-5000转/分的状态下搅拌处理1-3h，然后过滤，干燥，制得粉体；
(3)将上述粉体置于马弗炉内，煅烧处理1-5h，制得复合填料；
(4)将上述复合填料采用微波辐照处理，然后加入到硅烷偶联剂的乙醇溶液中，40-50℃下搅拌反应40-80min，结束后过滤，将过滤后的固体干燥，制得改性复合填料。
2.如权利要求1所述的一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，其特征在于，所述减水剂为木质素磺酸钠。
3.如权利要求1所述的一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，其特征在于，所述缓凝剂为柠檬酸钠与酒石酸钠的混合物，二者质量比为1：(0.5-1.5)。
4.如权利要求1所述的一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，其特征在于，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
5.如权利要求1所述的一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，其特征在于，步骤(1)中，所述搅拌的转速为800-1300转/分。
6.如权利要求1所述的一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，其特征在于，步骤(2)中，所述乙酰丙酮铜和油胺的质量比为1：(8-15)。
7.如权利要求1所述的一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，其特征在于，步骤(3)中，所述煅烧处理的气氛为空气气氛，煅烧处理的温度为200-300℃。
8.如权利要求1所述的一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料，其特征在于，步骤(4)中，复合填料与硅烷偶联剂的质量比为1：(0.03-0.07)。
9.如权利要求1至8任一所述的一种装配式建筑用抗震防裂套筒灌浆料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将水泥、石英砂、改性复合填料加入到搅拌机中搅拌混合均匀，然后继续加入聚丙烯酸钠、减水剂、缓凝剂、消泡剂、膨胀剂搅拌均匀制得套筒灌浆料。
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