【技术领域】
本发明属于建筑工程技术领域，具体涉及一种公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料及其制备方法。
背景技术：
我国现有的后张法预应力锚具端处理施工中，所采用的传统材料一般为纯水泥浆，施工时简单用水泥及小量用水用手工拌制。
封锚材料目前在公路及铁路预应力公路预应力梁板张拉孔封锚施工时，仍采用传统封锚材料来封锚，因单纯采用水泥浆作为封锚材料会造成以下严重问题：
(1)封锚不密实；
(2)空洞及孔隙率过大；
(3)粘贴强度低，甚至封锚材料直接脱落无法封锚；
(4)凝结时间过长，工作效率低；
(5)收缩开裂导致无法压浆。
根据以上种种容易造成压浆时浆液流失、压浆不饱满，严重时必须重新清洗预应力管道及钢绞线，返工封锚施工工序。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料及其制备方法，以解决目前在公路及铁路预应力公路预应力梁板张拉孔封锚施工时，采用传统封锚材料来封锚，导致粘贴强度低，甚至封锚材料直接脱落无法封锚；收缩开裂导致无法压浆等问题。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料，以重量份为单位，包括以下原料：石英砂、硅灰石粉、方解石粉、硅酸盐水泥、硫铝水泥、聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲、偶氮二甲酰胺、硼酸、3-二乙氨基丙胺、朔性膨胀剂、羟丙基甲基纤维素；
所述聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲的重量比为(1.2-2):(0.8-1.2):(8-22):(0.8-2.4):(0.4-1)。
进一步地，所述的石英砂为50-100目。
进一步地，所述的硅灰石粉为3000-5000目。
进一步地，所述的方解石粉为2000-4000。
本发明还提供一种公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将石英砂、硅灰石粉、方解石粉、硅酸盐水泥、硫铝水泥按重量比加入混料机中，在转速为200-400r/min下搅拌12-25min，制得混合物a；
s2：向步骤s1制得的混合物a中加入按重量比的聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲，在转速为200-300r/min下搅拌10-15min，制得混合物b；
s3：向步骤s2制得的混合物b中加入按重量比的偶氮二甲酰胺、硼酸、3-二乙氨基丙胺、朔性膨胀剂、羟丙基甲基纤维素，在转速为300-500r/min下搅拌14-26min，制得混合物c；
s4：向步骤s3制得的混合物c中加入混合物c质量14％-16％的水，在转速为400-500r/min下搅拌10-16min，制得公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例7的数据可见，本发明制得的封锚材料抗压强度等性能显著高于现有技术的封锚材料性能，同时由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例。
(2)由实施例3和对比例1-6的数据可知，聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲在制备封锚材料中起到了协同作用，提高了抗压强度、抗折强度、粘结强度，降低了收缩率，这可能是聚羧酸减水剂粉剂起到减水剂的作用，聚羧酸减水剂粉剂的加入降低了用水量，提高封锚料的抗压强度，聚羧酸减水剂粉剂可与乳胶粉相互作用，大大提高了封锚材料的粘结强度，同时增强了材料的密实度，提高封锚料的抗压强度；聚羧酸减水剂粉剂与四甲基硫脲的复掺，封锚材料具有良好的抗折强度、粘结强度，同时提高了材料的早期强度，加快了施工效率；同时四甲基硫脲具有后期微膨胀性能，使封锚材料硬化后不开裂，降低了收缩率。此外，三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)起到交联剂作用，过氧化环己酮起到引发剂作用，通过五种组分的协同作用，提高了抗压强度、抗折强度、粘结强度，降低了收缩率。
(3)本发明制得的封锚材料可用于公路、铁路各种后张法预应力钢筋锚具端的处理。
【具体实施方式】
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，所述公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料，以重量份为单位，包括以下原料：石英砂350-600份、硅灰石粉50-120份、方解石粉20-100份、硅酸盐水泥80-300份、硫铝水泥120-280份、聚羧酸减水剂粉剂1.2-2份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)0.8-1.2份、乳胶粉8-22份、过氧化环己酮0.8-2.4份、四甲基硫脲0.4-1份、偶氮二甲酰胺0.5-0.9份、硼酸2-4份、3-二乙氨基丙胺0.8-1.6份、朔性膨胀剂1-2.5份、羟丙基甲基纤维素6-12份；
所述的石英砂为50-100目；
所述的硅灰石粉为3000-5000目；
所述的方解石粉为2000-4000；
所述的公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将石英砂、硅灰石粉、方解石粉、硅酸盐水泥、硫铝水泥按重量比加入混料机中，在转速为200-400r/min下搅拌12-25min，制得混合物a；
s2：向步骤s1制得的混合物a中加入按重量比的聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲，在转速为200-300r/min下搅拌10-15min，制得混合物b；
s3：向步骤s2制得的混合物b中加入按重量比的偶氮二甲酰胺、硼酸、3-二乙氨基丙胺、朔性膨胀剂、羟丙基甲基纤维素，在转速为300-500r/min下搅拌14-26min，制得混合物c；
s4：向步骤s3制得的混合物c中加入混合物c质量14％-16％的水，在转速为400-500r/min下搅拌10-16min，制得公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料。
下面通过更具体实施例对本发明进行说明。
实施例1
一种公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料，以重量份为单位，包括以下原料：石英砂355份、硅灰石粉60份、方解石粉20份、硅酸盐水泥80份、硫铝水泥120份、聚羧酸减水剂粉剂1.2份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)0.8份、乳胶粉8份、过氧化环己酮0.8份、四甲基硫脲0.4份、偶氮二甲酰胺0.5份、硼酸2份、3-二乙氨基丙胺0.8份、朔性膨胀剂1份、羟丙基甲基纤维素6份；
所述的石英砂为50目；
所述的硅灰石粉为3000目；
所述的方解石粉为2000；
所述的公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将石英砂、硅灰石粉、方解石粉、硅酸盐水泥、硫铝水泥按重量比加入混料机中，在转速为200r/min下搅拌25min，制得混合物a；
s2：向步骤s1制得的混合物a中加入按重量比的聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲，在转速为200r/min下搅拌15min，制得混合物b；
s3：向步骤s2制得的混合物b中加入按重量比的偶氮二甲酰胺、硼酸、3-二乙氨基丙胺、朔性膨胀剂、羟丙基甲基纤维素，在转速为300r/min下搅拌26min，制得混合物c；
s4：向步骤s3制得的混合物c中加入混合物c质量14％％的水，在转速为400r/min下搅拌16min，制得公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料。
实施例2
一种公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料，以重量份为单位，包括以下原料：石英砂500份、硅灰石粉90份、方解石粉70份、硅酸盐水泥200份、硫铝水泥200份、聚羧酸减水剂粉剂1.8份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)1份、乳胶粉16份、过氧化环己酮1.5份、四甲基硫脲0.8份、偶氮二甲酰胺0.7份、硼酸3份、3-二乙氨基丙胺1.2份、朔性膨胀剂1.8份、羟丙基甲基纤维素9份；
所述的石英砂为80目；
所述的硅灰石粉为4000目；
所述的方解石粉为3000；
所述的公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将石英砂、硅灰石粉、方解石粉、硅酸盐水泥、硫铝水泥按重量比加入混料机中，在转速为300r/min下搅拌22min，制得混合物a；
s2：向步骤s1制得的混合物a中加入按重量比的聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲，在转速为250r/min下搅拌13min，制得混合物b；
s3：向步骤s2制得的混合物b中加入按重量比的偶氮二甲酰胺、硼酸、3-二乙氨基丙胺、朔性膨胀剂、羟丙基甲基纤维素，在转速为400r/min下搅拌20min，制得混合物c；
s4：向步骤s3制得的混合物c中加入混合物c质量15％的水，在转速为450r/min下搅拌14min，制得公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料。
实施例3
一种公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料，以重量份为单位，包括以下原料：石英砂600份、硅灰石粉120份、方解石粉100份、硅酸盐水泥300份、硫铝水泥280份、聚羧酸减水剂粉剂2份、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)1.2份、乳胶粉22份、过氧化环己酮2.4份、四甲基硫脲1份、偶氮二甲酰胺0.9份、硼酸4份、3-二乙氨基丙胺1.6份、朔性膨胀剂2.5份、羟丙基甲基纤维素12份；
所述的石英砂为100目；
所述的硅灰石粉为5000目；
所述的方解石粉为4000；
所述的公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的制备方法，包括以下步骤：
s1：将石英砂、硅灰石粉、方解石粉、硅酸盐水泥、硫铝水泥按重量比加入混料机中，在转速为400r/min下搅拌12min，制得混合物a；
s2：向步骤s1制得的混合物a中加入按重量比的聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲，在转速为300r/min下搅拌10min，制得混合物b；
s3：向步骤s2制得的混合物b中加入按重量比的偶氮二甲酰胺、硼酸、3-二乙氨基丙胺、朔性膨胀剂、羟丙基甲基纤维素，在转速为500r/min下搅拌14min，制得混合物c；
s4：向步骤s3制得的混合物c中加入混合物c质量16％的水，在转速为500r/min下搅拌10min，制得公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料。
对比例1
与实施例3的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的原料中缺少聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲。
对比例2
与实施例3的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的原料中缺少聚羧酸减水剂粉剂。
对比例3
与实施例3的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的原料中缺少三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)。
对比例4
与实施例3的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的原料中缺少乳胶粉。
对比例5
与实施例3的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的原料中缺少过氧化环己酮。
对比例6
与实施例3的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备公路预应力梁板张拉孔封锚用的封锚材料的原料中缺少四甲基硫脲。
对比例7
采用中国专利申请文献“一种用于高速铁路crtsi型无砟轨道板的低收缩封锚材料”(公开号：cn102001844a)实施例1-5的方法制备封锚材料。
在条件基本相同下，28天后检测实施例1-3和对比例1-7制得的封锚材料性能，结果如下表所示。
(1)由实施例1-3和对比例7的数据可见，本发明制得的封锚材料抗压强度等性能显著高于现有技术的封锚材料性能，同时由实施例1-3的数据可见，实施例3为最优实施例。
(2)由实施例2和对比例1-6的数据可知，聚羧酸减水剂粉剂、三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)、乳胶粉、过氧化环己酮、四甲基硫脲在制备封锚材料中起到了协同作用，提高了抗压强度、抗折强度、粘结强度，降低了收缩率，这可能是聚羧酸减水剂粉剂起到减水剂的作用，聚羧酸减水剂粉剂的加入降低了用水量，提高封锚料的抗压强度，聚羧酸减水剂粉剂可与乳胶粉相互作用，大大提高了封锚材料的粘结强度，同时增强了材料的密实度，提高封锚料的抗压强度；聚羧酸减水剂粉剂与四甲基硫脲的复掺，封锚材料具有良好的抗折强度、粘结强度，同时提高了材料的早期强度，加快了施工效率；同时四甲基硫脲具有后期微膨胀性能，使封锚材料硬化后不开裂，降低了收缩率。此外，三羟甲基丙烷三(3-吖丙啶基丙酸酯)起到交联剂作用，过氧化环己酮起到引发剂作用，通过五种组分的协同作用，提高了抗压强度、抗折强度、粘结强度，降低了收缩率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。