一种公路桥梁预应力孔道压浆料

1.本发明涉及公路桥梁建设技术领域，特别是涉及一种公路桥梁预应力孔道压浆料。


背景技术：

2.压浆料作为一种水泥净浆应用于预应力孔道中，具有流动性好、强度高和微膨胀等性能，能够保护预应力筋免受外界离子侵蚀，其与预应力筋粘接在一起能够发挥梁体混凝土结构与预应力筋的协同作用，提高箱梁的整体安全性和稳定性。
3.通过现场调研发现，为避免工程现场制备的压浆料流动度低且流动度经时损失大的问题，且为了方便压浆，工人通常将水胶比调为0.3，导致压浆料泌水严重和浆体收缩问题，压浆料稳定性低，压浆后容易在孔道内形成空洞；造成波纹管内压浆料出现硬化强度低，甚至难以硬化的严重问题，工程实际难以满足规范要求，造成实际工程中的压浆料起不到良好的整体粘结作用以及对钢绞线的阻锈作用等问题，最终影响桥梁的长期服役。
4.为了解决压浆料工程应用中的缺点，国内外相关学者的研究重点是采用新材料来改善压浆料的流动性、泌水率等稳定性，且所采用的外加剂种类较多且价格较高，实际应用的经济性不佳。
5.因此，提供一种公路桥梁预应力孔道压浆料，在不增加新材料成本的情况下改善压浆料的流动性、泌水率等稳定性，对于公路桥梁建设技术领域具有重要意义。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种公路桥梁预应力孔道压浆料，以解决上述现有技术存在的问题，通过木质素磺酸钠和聚羧酸减水剂复掺，在保证压浆料流动度的同时，降低流动度的经时损失，通过木质素磺酸钠和五水偏硅酸钠复掺，发挥协同缓蚀作用。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.本发明技术方案之一，一种公路桥梁预应力孔道压浆料，按质量份数计，原料包括：水泥48～58份、粉煤灰2～8份、微珠2～8份、膨胀剂3份、减水剂0.99～1.03份、木质素磺酸钠0.02～0.06份和五水偏硅酸钠0.25份。
9.通过正交试验和极差分析结果确定水泥、粉煤灰、微珠和减水剂的基本配比；并在该配比基础上掺入木质素磺酸钠和五水偏硅酸钠，进一步优化压浆料性能指标，各组分及配比如下：
10.按质量份数计，原料包括基体稳定组分和动态调控组分；所述基体稳定组分为水泥50份、粉煤灰5份、微珠5份、膨胀剂3份；所述动态调控组分为减水剂0.99～1.03份、木质素磺酸钠0.02～0.06份和五水偏硅酸钠0.25份。
11.上述五水偏硅酸钠的掺加量是通过单掺试验得到的最优掺量；木质素磺酸钠的动态调控是通过木质素磺酸钠的单掺试验，依据压浆料综合性能(流动性、强度、缓蚀性等性能)得到的掺量范围。以上述掺量范围为基础，设计不同类别的代替试验，进而得到优化后
二者的掺量。代替试验是指木质素磺酸钠代替不同量的聚羧酸减水剂。
12.进一步地，所述公路桥梁预应力孔道压浆料的水胶比为0.28。
13.进一步地，所述膨胀剂为uea膨胀剂。
14.进一步地，所述减水剂为聚羧酸减水剂。
15.本发明技术方案之二，上述的公路桥梁预应力孔道压浆料的制备方法，包括以下步骤：
16.步骤1，按质量份数将原料水泥、粉煤灰、微珠、膨胀剂、减水剂、木质素磺酸钠和五水偏硅酸钠混合均匀得到混合料；
17.步骤2，按0.28的水胶比称取水加入到所述混合料中混合均匀得到所述公路桥梁预应力孔道压浆料。
18.进一步地，步骤1中所述混合均匀的方式为：500r/min搅拌1min；步骤2中所述混合均匀的方式为：1500r/min搅拌5min。
19.本发明技术方案之三，上述的公路桥梁预应力孔道压浆料在公路桥梁建设中的应用。
20.本发明技术构思：
21.对于建筑领域，现有技术对木质素磺酸钠的研究多是作为减水剂的单一性能研究，没有深入研究木质素磺酸钠与减水剂、缓蚀剂等外加剂复配形成多元体系的协同作用，且在压浆料等水泥制品中的应用研究较少。本发明通过将木质素磺酸钠与减水剂复掺、将木质素磺酸钠与五水偏硅酸钠复掺，充分发挥木质素磺酸钠的减水、吸附及缓蚀性能，对压浆料的流动性、经时损失、泌水率及缓蚀性进行改良，提供一种以木质素磺酸钠为改性组分的多元体系预应力孔道压浆料，从而提高桥梁的耐久性能。
22.本发明公开了以下技术效果：
23.(1)本发明提供一种公路桥梁预应力孔道压浆料，具有良好的流动性、强度等工作性能，解决了传统压浆料流动度损失大、稳定性低以及缓蚀性弱的问题。
24.(2)本发明利用木质素磺酸钠和聚羧酸减水剂的复掺保证了压浆料流动度满足规范要求的前提下，降低了流动度的经时损失，且提高了压浆料的稳定性和强度。本发明利用木质素磺酸钠和五水偏硅酸钠复掺发挥协同缓蚀作用，使压浆料具有更好的缓蚀性能。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为实施例1制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
27.图2为实施例2制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
28.图3为实施例3制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
29.图4为实施例4制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
30.图5为对比例1制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
31.图6为对比例2制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
32.图7为对比例3制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况。
具体实施方式
33.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
34.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
35.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
36.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
37.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
38.本发明中所述的“份”如无特别说明，均按质量份计。
39.本发明实施例中所用木质素磺酸钠为粉末状，所用五水偏硅酸钠为颗粒状，所用膨胀剂为uea膨胀剂，所用聚羧酸减水剂为粉末状。
40.实施例1-4以及对比例1公路桥梁预应力孔道压浆料的组分配比如表1所示。
41.表1(单位：份)
[0042] 水泥粉煤灰微珠膨胀剂减水剂木质素磺酸钠五水偏硅酸钠实施例1505531.030.040.25实施例2505531.010.060.25实施例3505530.990.040.25实施例4505531.010.020.25对比例1505531.0700对比例2505531.0700.25对比例3505531.030.040
[0043]
在上述实施例以及对比例中，实施例1、2以及对比例1-4中减水剂的基本掺量是1.07，实施例1是采用0.04木质素磺酸钠代替了0.04聚羧酸减水剂，实施例2是采用0.06木质素磺酸钠代替了0.06聚羧酸减水剂。对比例1可以视为整个试验最基本的对比组，也即木质素磺酸钠和五水偏硅酸钠均不添加。对比例2中，只加了五水偏硅酸钠，未加木质素磺酸钠，故减水剂掺量没有发生变化，仍为1.07。对比例3中，只加了木质素磺酸钠，未加五水偏硅酸钠，减水剂掺量为1.03，作为实施例1的对照组，研究木质素磺酸钠和五水偏硅酸钠复
掺的效果。
[0044]
按照表1称取相应组分的重量，依次倒入搅拌锅，以500r/min低速搅拌约1min，直至各组分混合均匀。进一步地，按照0.28的水胶比称取对应的水的重量组分，倒入搅拌锅，采用1500r/min高速搅拌5min，得到公路桥梁预应力孔道压浆料，并按照《公路桥涵施工技术规范》(jtg/t 3650-2020)对所配置的压浆料性能进行检测，各指标检测结果见表2。
[0045]
表2
[0046][0047][0048]
注：压浆料对钢筋的阻锈性指标通过钢绞线表面的eds面分析得到的氧元素含量进行衡量；压浆料的静置沉积稳定性指标采用不均匀系数进行衡量。
[0049]
图1为实施例1制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
[0050]
图2为实施例2制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
[0051]
图3为实施例3制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
[0052]
图4为实施例4制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
[0053]
图5为对比例1制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
[0054]
图6为对比例2制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况；
[0055]
图7为对比例3制备的公路桥梁预应力孔道压浆料对钢绞线的阻锈情况。
[0056]
由表2以及图1-7可知，实施例1-4的压浆料性能均满足规范要求。木质素磺酸钠及五水偏硅酸钠的加入，优化了压浆料的性能，尤其是在压浆料的沉积稳定性、强度以及对钢绞线的阻锈性，有着很大的改善作用，且相比目前市售压浆料产品具有良好的经济性。
[0057]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。