酚醛木素化學灌漿材料的製作方法
2023-07-27 21:34:21 2
專利名稱：酚醛木素化學灌漿材料的製作方法
技術領域：
本發明公開了一種酚醛木素化學灌漿材料，屬於木質素類化學灌漿材料。它應用於水利、水電、礦山、鐵道、石油鑽井工程的含水地層及建築物有水裂縫的防滲堵水和補強固結。
目前在工程中常用的木質素類化學灌漿材料有鉻木素和鉻渣木素，這兩種材料雖經不斷研究改進，仍存在著以下缺陷1、抗壓強度低，僅有0.3～0.9Mpa；2、使用重鉻酸鈉固化劑(紅礬)，灌入地層後有六價鉻離子溶出，其毒性很大，汙染地下水；3、漿液灌入地層被地下水稀釋後不能凝結，使用受到一定限制。
現在使用的聚氨酯和環氧化學灌漿材料，由於價格昂貴(單價都在10000元/m3以上)，而且粘度大(粘度都在6～200cp之間)，可灌性差，不能廣泛應用。
本發明的目的是提供一種抗壓強度高、粘度低、膠凝時間短、成本低、毒性低、使用方便的酚醛木素化學灌漿材料。
本發明的目的是這樣實現的一種酚醛木素化學灌漿材料，其組成和一個基本份的含量為28波美度的木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液50～70ml，36％的甲醛溶液30～40ml，間苯二酚25～30克，40％氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液3～8ml；並採用以下方法製得先把木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液與間苯二酚混合併攪拌均勻，再加甲醛溶液並攪拌均勻，臨用前加氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液攪拌均勻即可使用；或者先把木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液與氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液混合，作為甲液，再把間苯二酚和甲醛溶液混合，作為乙液，使用時把甲、乙兩液混合。
本酚醛木素化學灌漿材料一個基本份的最佳含量為28波美度的木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液50ml，36％的甲醛溶液30ml，間苯二酚25克，40％氫氧化鈉水溶液7ml。
以上灌液的用量是一個基本份的用量，使用時可根據實際用量的多少按此比例分批配製或加倍配製即可。原料可全部使用工業品，其中28波美度的木質素磺酸鈣水溶液可用28波美度木漿造紙廢液替代，這樣可大大降低成本，氫氧化鈉可用氫氧化鉀替代。
木質素磺酸鈣水溶液和甲醛溶液是木質素灌漿材料常用的基本原料。本配方中使用間苯二酚是本發明的發明點，因為間苯二酚的活性更大，把加入間苯二酚的這種材料灌入地層的裂隙中，可在常溫常壓下凝固，用使用傳統的苯酚則沒有這種效果。氫氧化鈉或氫氧化鉀在本配方中作為一種固化劑(或叫催化劑)，它能調節漿液凝膠時間的長短。
本酚醛木素化學灌漿材料的使用方法是少量用量可用單液法，大量用量應採用雙液法，但推薦使用雙液法。
單液法灌漿是事先將配方中所有材料按順序混合溶解(先把木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液與間苯二酚混合併攪拌均勻，再加甲醛溶液並攪拌均勻，最後加氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液攪拌均勻)後，用一臺灌漿機灌入被灌體的裂隙中，它適用於小量的灌漿工程，施工也較簡單。應注意的是當固化劑氫氧化鈉摻入混合液後聚合反應便開始了，所以應立即開灌，不然過早膠凝則產生堵管堵孔和灌不進去的事故。
雙液法灌漿是將配方中的原料分為甲、乙兩組，木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液與氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液混合作為甲液，把間苯二酚和甲醛溶液混合作為乙液，用兩臺灌漿機把等體積的甲、乙兩液在孔口管路的混合器中混合後，灌入被灌體中的施工方法，這種方法漿液不受凝結時間的影響，因為灌後甲、乙兩液才混合產生聚合反應，不易堵管、堵孔，灌漿半徑也能增大。大量灌注時推薦使用此法。
本發明一種酚醛木素化學灌漿材料是以木質素磺酸鈣為基本成份的新型化學灌漿材料，它具有抗壓強度高，粘度低，膠凝時間短，在被50倍地下水稀釋後仍能膠凝，這種優良性能是現有化學灌漿材料所無法比擬的。而且成本低(如使用木漿造紙廢液則成本更低)，毒性低，使用方便，是一種不可多得的防滲堵水、補強固結的化學灌漿材料，推廣應用可獲得很高的經濟效益和社會效益。
下面通過實驗數據進一步說明本灌漿材料的性能指標和經濟指標
注①測抗壓強度是將配製好的漿液注入塑料模內成型(試件規格為Φ24.4×h24.4mm)，24小時後脫模，一件置於水中養護4天，另一件在空氣中自然條件下養護4天，分別測其測抗壓強度。
②相對粘度為相對於水的粘度。
③經濟指標是指使用28波美度的木質素磺酸鈣溶液和40％氧氧化鈉溶液時計算出的成本，如使用28波美度木漿造紙廢液，則成本還可大幅度降低。
下面通過實施例對本發明作進一步詳細說明實施例1先把28波美度的木質素磺酸鈣水溶液50ml與間苯二酚25g混合併攪拌均勻，再加入36％的甲醛溶液30ml並攪拌均勻，最後加入40％氫氧化鈉水溶液3ml攪拌均勻，立即用一臺灌漿機灌入被灌體的裂隙中。
它適用於小量的灌漿工程，施工也較簡單。應注意的是當固化劑氫氧化鈉摻入混合液後聚合反應便開始了，所以應儘快將漿液灌入，不然過早膠凝則產生堵管堵孔和灌不進去的事故。以上灌液的用量是一個基本份的用量，使用時可根據實際用量的多少按此比例分批配製或加倍配製即可。原料可全部使用工業品。
實施例2先把28波美度的木質素磺酸鈣水溶液70ml與40％氫氧化鈉水溶液8ml混合併攪拌均勻，作為甲液；再把間苯二酚30克和36％的甲醛溶液40ml混合併攪拌均勻，作為乙液。使用時分別把甲、乙兩液裝入兩臺灌漿機中，用兩臺灌漿機把等體積的甲、乙兩液在孔口管路的混合器中混合後，灌入被灌體的裂隙中。這種方法漿液不受凝結時間的影響，因為灌後甲、乙兩液才混合產生聚合反應，不易堵管、堵孔，灌漿半徑也能增大。大量灌注時推薦使用此法，各組份用量加倍即可。
實施例3先把28波美度的木質素磺酸鈣水溶液50ml與40％氫氧化鈉水溶液7ml混合併攪拌均勻，作為甲液；再把間苯二酚25克和36％的甲醛溶液30ml混合併攪拌均勻，作為乙液。使用雙液法灌漿。使用時為減輕或消除甲醛的刺激氣味，可加入佔甲醛體積2％的乙醇溶液。大量灌注時各組份用量加倍即可。
實施例4先把28波美度的木漿造紙廢液50ml與間苯二酚25g混合併攪拌均勻，再加入36％的甲醛溶液30ml並攪拌均勻，最後加入40％氫氧化鈉水溶液3ml攪拌均勻，即可用一臺灌漿機灌入被灌體的裂隙中。就地取材使用木漿造紙廢液，還可利用「三廢」減輕環境汙染，並大幅度降低了成本。大量灌注時各組份用量加倍即可。
實施例5先把28波美度的木漿造紙廢液70ml與40％氫氧化鉀水溶液8ml混合併攪拌均勻，作為甲液；再把間苯二酚30克和36％的甲醛溶液40ml混合併攪拌均勻，作為乙液。使用雙液法灌漿。大量灌注時各組份用量加倍即可。
實施例6先把28波美度的木漿造紙廢液50ml與40％氫氧化鈉水溶液7ml混合併攪拌均勻，作為甲液；再把間苯二酚25克和36％的甲醛溶液30ml混合併攪拌均勻，作為乙液。使用雙液法灌漿。大量灌注時各組份用量加倍即可。
權利要求
1.一種酚醛木素化學灌漿材料，其組成和一個基本份的含量為28波美度的木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液50～70ml，36％的甲醛溶液30～40ml，間苯二酚25～30克，40％氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液3～8ml；並採用以下方法製得先把木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液與間苯二酚混合併攪拌均勻，再加甲醛溶液並攪拌均勻，臨用前加氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液攪拌均勻即可使用；或者，先把木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液與氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液混合，作為甲液，再把間苯二酚和甲醛溶液混合，作為乙液，使用時把甲、乙兩液混合。
2.根據權利要求1所述的一種酚醛木素化學灌漿材料，其各組份的用量為28波美度的木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液50ml，36％的甲醛溶液30ml，間苯二酚25克，40％氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液7ml。
全文摘要
本發明公開了一種酚醛木素化學灌漿材料,其組成和一個基本份的含量為:28波美度的木質素磺酸鈣水溶液或木漿造紙廢液50—70ml、36%的甲醛溶液30—40ml、間苯二酚25—30克、40%氫氧化鈉水溶液3—8ml。它具有抗壓強度高、粘度低、膠凝時間短,而且成本低,毒性低,使用方便,是一種不可多得的防滲堵水、補強固結的化學灌漿材料,推廣應用可獲得很高的經濟效益和社會效益。
文檔編號C09K3/12GK1250074SQ9812011
公開日2000年4月12日 申請日期1998年10月5日 優先權日1998年10月5日
發明者趙順升 申請人:中國水利水電第一工程局基礎處理分局