專利名稱：一種非水泥基無機(jī)錨固植筋膠及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑用的錨固材料，特別是涉及一種非水泥基無機(jī)錨固植筋膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
錨固植筋膠屬于建筑結(jié)構(gòu)膠類，從材料組成上錨固植筋膠可分為有機(jī)型植筋膠和無機(jī)型植筋膠。目前市場上常用的植筋膠為有機(jī)型植筋膠。目前常用的有機(jī)型植筋膠有兩大類，一類是以JGN建筑結(jié)構(gòu)膠為代表的環(huán)氧樹脂型植筋膠，另一種是以喜利得系列結(jié)構(gòu)膠為代表的聚氨基甲酸脂高性能樹脂膠。有機(jī)植筋膠有它顯著的優(yōu)點(diǎn)，比如早期強(qiáng)度高、發(fā)展成熟等，但有機(jī)植筋膠也有它難以克服的缺點(diǎn)， 如(1)與混凝土的彈性模量相差太大、耐濕熱性能差、易老化、有毒性、價(jià)格高等理化性質(zhì)缺陷；(2)施工條件要求嚴(yán)，不能在太低或者太高溫下施工。在低溫下不易固化；在高溫下容易變性，在施工現(xiàn)場很難實(shí)現(xiàn)先植后焊工藝，增大了施工的難度等。(3)使用溫度范圍窄，不能在太低或者太高溫度下施工和使用。如在低溫(Q。C及以下溫度)條件下使用，容易變脆；如在高溫(100°c及以上溫度)條件下長期使用，容易變性，會(huì)出現(xiàn)力學(xué)性能下降的問題；由此，無機(jī)型錨固植筋膠應(yīng)運(yùn)而生，目前市場上的無機(jī)型植筋膠絕大部分為水泥基無機(jī)植筋膠，這種膠主要由硅酸鹽類無機(jī)化合物組成，具有耐高溫、不老化、與混凝土彈性模量相近等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有很多顯而易見的缺陷阻礙了無機(jī)型植筋膠的發(fā)展及工程應(yīng)用，如無機(jī)型植筋膠達(dá)到一定的強(qiáng)度需要較長的時(shí)間；無機(jī)型植筋膠的總體強(qiáng)度還不高， 約束拉拔條件下膠粘劑粘結(jié)鋼筋與基材混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)不到GB50367-2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中對植筋膠的性能要求；要達(dá)到符合設(shè)計(jì)要求的承載力，水泥基的植筋膠的植筋深度多大到15d左右，當(dāng)遇到混凝土墻體或混凝土板結(jié)構(gòu)時(shí)而基本不能應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低，性能滿足GB50367《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的A級(jí)植筋膠要求的非水泥基無機(jī)錨固植筋膠。本發(fā)明的另一目的在于提供一種非水泥基無機(jī)錨固植筋的制備方法。本發(fā)明提出的無機(jī)錨固植筋膠由粉料和乳液兩組分混合制成，其中按重量份數(shù)計(jì)，粉料組份包括下述重量份的原料偏高嶺土 10 20份，礦渣微粉3 8份，粉煤灰 0 8份，重質(zhì)碳酸鈣5 15份，石英砂30 80份，膨脹劑0 2份；乳液組分包括下述重量份原料硅酸鈉溶液40 60份，磷酸鈉溶液0 10份，氫氧化鈉2 10份，水 10 20份，高效減水劑0 3份。所述的偏高嶺土為高嶺土粉體經(jīng)過600°C 900°C煅燒20 50min制得的細(xì)粉；
所述重質(zhì)碳酸鈣為80 200目粉體；所述石英砂為80 400目粉體。本發(fā)明的制備方法包括如下步驟1)將偏高嶺土、礦渣微粉、粉煤灰、水泥、重質(zhì)碳酸鈣和石英砂按合適比例混合，在干粉攪拌機(jī)中混合15 30min后包裝待用；2)將硅酸鈉溶液、磷酸鈉溶液、氫氧化鈉、高效減水劑、水中的一種或幾種攪拌均勻并靜置至澄清，稱量包裝待用；3)將粉料與乳液的按3 1的比例攪拌混合均勻至漿體即得。本發(fā)明在充分借鑒現(xiàn)有植筋膠產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)后，通過合理組分配方配制，制備出了一種非水泥基無機(jī)錨固植筋膠，具有如下優(yōu)點(diǎn)1)在基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度為C30、Φ25三級(jí)螺紋鋼筋、植筋深度L = 150mm條件下，7d 齡期的約束拉拔條件下，膠粘劑粘結(jié)鋼筋與基材混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度可達(dá)12. 0 19. OMPa, 性能指標(biāo)符合GB50367-2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》中A級(jí)植筋膠的性能要求；2)具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、體積穩(wěn)定、耐久性優(yōu)良、耐高溫等性能特點(diǎn)，對鋼筋握裹力大， 錨固強(qiáng)度高，抗震、抗沖擊及耐疲勞性能優(yōu)良；3)可在低溫條件下實(shí)現(xiàn)固化、在高溫條件下可長期使用，能夠?qū)崿F(xiàn)結(jié)構(gòu)加固工程的先植后焊工序，也可用于有機(jī)類植筋膠不適用的高溫環(huán)境條件下的植筋，如高溫?zé)焽璧龋?)與混凝土變形性能相當(dāng)，使錨固結(jié)構(gòu)的整體工作性能優(yōu)異，可以廣泛應(yīng)用于工程的圍巖錨固，設(shè)備基礎(chǔ)植筋，建筑結(jié)構(gòu)植筋，以及水利，水電，道路，橋梁，隧道，碼頭等工程的鋼筋錨固等。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明非水泥基無機(jī)錨固植筋膠原料配方的偏高嶺土為高嶺土粉體經(jīng)過600°C 900°C煅燒20 50min制得的細(xì)粉；所述重質(zhì)碳酸鈣為80 200目粉體；所述石英砂為 80 400目粉體。下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。以下實(shí)施例中的份皆為重量份，其單位可以是g、kg等。實(shí)施例1將10份偏高嶺土，3份礦渣微粉，5份粉煤灰，15份重質(zhì)碳酸鈣，50份石英砂，2份膨脹劑于攪拌機(jī)中混合15min，包裝待用；將60份硅酸鈉溶液，2份工業(yè)燒堿，20份水，高效減水劑1份混合均勻并靜置至乳液澄清，包裝待用；將包裝好的乳液加入粉料中，用手持式攪拌機(jī)攪拌5min，至植筋膠粉料與乳液混合均勻成流動(dòng)性的粘性漿體后即可施工。實(shí)施例2將20份偏高嶺土，8份礦渣微粉，5份重質(zhì)碳酸鈣，80份石英砂，1份膨脹劑于攪拌機(jī)中混合30min，包裝待用；將60份工業(yè)硅酸鈉，10份工業(yè)燒堿，10份水混合均勻并靜置至乳液澄清，包裝待用；將包裝好的乳液加入粉料中，用用手持式攪拌機(jī)攪拌5min，至植筋膠粉料與乳液混合均勻成流動(dòng)性的粘性漿體即可施工。實(shí)施例3
將15份偏高嶺土，3份礦渣微粉，2份粉煤灰，10份重質(zhì)碳酸鈣，70份石英砂，于攪拌機(jī)中混合30min，包裝待用；將40份硅酸鈉溶液，8份磷酸鈉溶液，8份工業(yè)燒堿，11份水， 1份外加劑(高效減水劑)混合均勻后包裝待用；將包裝好的乳液加入粉料中，用手持式攪拌機(jī)攪拌5min，至植筋膠粉料與乳液混合均勻成流動(dòng)性的粘性漿體即得。實(shí)施例4將15份偏高嶺土，5份礦渣微粉，15份重質(zhì)碳酸鈣，70份石英砂，于攪拌機(jī)中混合 30min，包裝待用；將40份硅酸鈉溶液，8份工業(yè)燒堿，11份水，3份高效減水劑混合均勻后包裝待用；將包裝好的乳液加入粉料中，用手持式攪拌機(jī)攪拌5min，至植筋膠粉料與乳液混合均勻成流動(dòng)性的粘性漿體即得。實(shí)施例5將20份偏高嶺土，3份礦渣微粉，5份粉煤灰，5份重質(zhì)碳酸鈣，30份石英砂，于攪拌機(jī)中混合30min，包裝待用；將40份硅酸鈉溶液，10份磷酸鈉溶液，8份工業(yè)燒堿，11份水，1份外加劑(高效減水劑)混合均勻后包裝待用；將包裝好的乳液加入粉料中，用手持式攪拌機(jī)攪拌5min，至植筋膠粉料與乳液混合均勻成流動(dòng)性的粘性漿體即得。實(shí)施例6將10份偏高嶺土，8份礦渣微粉，8份粉煤灰，7份重質(zhì)碳酸鈣，80份石英砂，于攪拌機(jī)中混合30min，包裝待用；將50份硅酸鈉溶液，10份磷酸鈉溶液，2份工業(yè)燒堿，20份水，3份外加劑混合均勻后包裝待用；將包裝好的乳液加入粉料中，用手持式攪拌機(jī)攪拌 5min，至植筋膠粉料與乳液混合均勻成流動(dòng)性的粘性漿體即得。本發(fā)明上述實(shí)施例1-6中制備出的非水泥基無機(jī)錨固植筋膠產(chǎn)品，按 GB50367-2006《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》約束拉拔條件下，膠粘劑粘結(jié)鋼筋與基材混凝土的粘結(jié)性能測試如下表1和2所示。表1實(shí)施例1-3的粘結(jié)性能測試
序號(hào)混凝土強(qiáng)度等級(jí)鋼筋類型鋼筋直徑(mm)植入深度極限拉拔力 (KN)7d粘結(jié)強(qiáng)度 ■ (MPa)7d破壞形態(tài)Id7d實(shí)施例1C30帶肋256d147.3 202.017.1錐形破壞、鋼筋拔出實(shí)施例2C30帶肋256d1537 210.017.8錐形破壞、鋼筋拔出實(shí)施例3C30帶肋256d135.1 187.215.8錐形破壞、鋼筋拔出表2實(shí)施例4-6的粘結(jié)性能測試
權(quán)利要求
1.一種非水泥基無機(jī)錨固植筋膠，其特征在于所述非水泥基無機(jī)錨固植筋膠是由粉料和乳液混合制成；所述粉料和乳液的重量比為10 3 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的所述的非水泥基無機(jī)錨固植筋膠，其特征在于所述植筋膠粉料由礦渣粉、偏高嶺土粉、粉煤灰、重鈣粉、石英砂中的一種或幾種混合而成；其具體組分的重量份配比如下偏高嶺土 10 20份礦渣微粉3 8份粉煤灰0 8份重質(zhì)碳酸鈣5 15份石英砂30 80份膨脹劑0 2份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非水泥基無機(jī)錨固植筋膠，其特征在于所述植筋膠所用的偏高嶺土為高嶺土粉體經(jīng)過600°C 900°C脫去結(jié)構(gòu)水而制得的細(xì)粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非水泥基無機(jī)錨固植筋膠，其特征在于所述重質(zhì)碳酸鈣為 80 200目粉體；所述石英砂為粒徑為40 400目。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非水泥基無機(jī)錨固植筋膠，其特征在于所述植筋膠乳液由硅酸鈉溶液、磷酸鈉溶液及氫氧化鈉溶液中的一種或其中配制而成；各組分的重量份配比如下硅酸鈉溶液40 60份磷酸鈉溶液0 10份氫氧化鈉2 10份水10 20份減水劑0 3份。
6.一種非水泥基無機(jī)錨固植筋膠的制備方法，其特征在于包括以下步驟1)將偏高嶺土、礦渣微粉、粉煤灰、水泥、重質(zhì)碳酸鈣和石英砂按權(quán)利要求2所述的比例混合，在干粉攪拌機(jī)中混合15 30min后制成粉料，包裝待用；2)按權(quán)利要求4所述配比制成乳液，并靜置至澄清，稱量包裝待用；3)將上述粉料與上述乳液的按重量百分比為3 1的比例攪拌混合均勻至漿體即得。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非水泥基無機(jī)錨固植筋膠的制備方法，其特征在于步驟1) 中，還可以加入0 2份的膨脹劑組分。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非水泥基無機(jī)錨固植筋膠及其制備方法。本發(fā)明非水泥基無機(jī)錨固植筋膠的制備方法包括步驟將礦渣粉、偏高嶺土粉、粉煤灰、重鈣粉、石英砂、膨脹劑中等粉料的一種或幾種混合均勻；將硅酸鈉溶液、磷酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液和水等混合而成乳液；然后以質(zhì)量份數(shù)計(jì)，取三份植筋膠粉體和一份乳液攪拌均勻而成。本發(fā)明所述非水泥基無機(jī)錨固植筋膠具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、體積穩(wěn)定、耐久性好、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，對鋼筋握裹力大，錨固強(qiáng)度高，抗震、抗沖擊及耐疲勞性能優(yōu)良；可以廣泛應(yīng)用于工程的圍巖錨固，設(shè)備基礎(chǔ)植筋，建筑結(jié)構(gòu)植筋，以及水利，水電，道路，橋梁，隧道等工程的鋼筋錨固等。
文檔編號(hào)C04B28/34GK102381863SQ20111020750
公開日2012年3月21日 申請日期2011年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月22日
發(fā)明者徐海軍, 王果, 鐘開紅 申請人:廣州市建筑科學(xué)研究院有限公司