一種粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料及其製備方法與應用的製作方法

2023-05-24 00:51:51

一種粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料及其製備方法與應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料的製備方法與應用。該材料由甲組分和乙組分按重量比1:1～1:4配比得到，其中甲組分包含以下按重量百分比計的組分：95.0%～99.0%丙烯酸鹽水溶液與交聯劑的混合物和1.0%～5.0%引發劑，乙組分包含以下按重量百分比計的組分：47.5%～49.5%粉料、1.0%～1.5%促進劑和49.5%～51.0%水。其固結體28d的抗壓強度為12～18MPa，粘結強度為0.5～1.3MPa。本發明製備過程中不需要另外添加交聯劑，簡化了生產工藝，加入粉料進行複合灌漿，可以改善丙烯酸鹽固結體與混凝土界面之間的粘結性能。該材料可應用於有明水存在的工程部位。
【專利說明】一種粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料及其製備方法與應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於建築材料領域，特別涉及一種粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料及其製備方法與應用。
【背景技術】
[0002]丙烯酸鹽漿液於20世紀40年代，由美國海軍與麻薩諸塞工科大學首次用於軍事工程的地基加固。日本京都大學和九州大學從1954年開始研究丙烯酸鈣注漿法。當時丙烯酸還不能大量生產，使這種漿液未能得到廣泛應用。到20世紀70年代，日本的丙烯酸價格較廉，丙烯酸鹽灌漿材料在日本得到推廣使用。
[0003]自20世紀70年以後，我國中國科學院廣州化學研究所、水利水電科學研究院和長江科學院對丙烯酸鹽漿液進行了研究，得到了很多有關丙烯酸鹽漿液製備和性能的基礎性研究成果。水利水電科學研究院在美國AC-400漿液的啟示下，研製成AC-MS灌漿材料，進行了室內和現場試驗。長江科學院譚日升根據引力場論和拮抗作用原理研製了多種丙烯酸鹽混合灌漿材料，並在萬安水電站船閘和壩段、洪澤湖三河船閘等水利工程中進行了試驗和應用，灌漿效果良好。漿液的突出優點是漿液毒性甚微，其凝膠體實際無毒。
[0004]三峽工程在進行大壩基礎處理時也進行了丙烯酸鹽漿液注漿試驗。其目的是考慮到當壩基防滲帷幕採用水泥灌漿不能解決細微裂隙防滲問題時，採用丙烯酸鹽做進一步的灌漿處理。阮文軍等人研究了新型丙烯酸鹽 漿液，經大量試驗優選了組分和配方，找到了大幅度降低漿液成本的途徑，漿液成本已降至原來的50%，達到預定目標。該漿液已在吉林省林業賓館的地下室防滲堵水工程中使用，注漿效果良好。另外，在丙烯酸鹽漿液中加入水泥，可得到水泥一丙烯酸鹽複合漿液。還研製了一套注漿模擬試驗裝置。該裝置已獲國家實用新型專利(專利號:ZX00212923.X)。
[0005]目前國內所製備的丙烯酸鹽化學灌漿材料主要是由丙烯酸的鈉鹽、鈣鹽及鎂鹽的混合水溶液，輔以交聯劑，再配合促進劑、引發劑組成。但純丙烯酸鹽灌漿液的固結體存在強度不高、與混凝土界面粘結性不足等缺點。發明專利200810301292.7公開了一種丙烯酸鹽灌漿液及其製備方法，該發明專利列出了可使用的交聯劑的種類，以及丙烯酸鹽灌漿液的性能，但沒有涉及丙烯酸鹽灌漿液的生產工藝，也沒有對粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料如何配製進行描述。因此，本發明將圍繞這兩個問題展開論述。

【發明內容】

[0006]為克服上述現有技術的缺點和不足，本發明的首要目的在於提供一種粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料。
[0007]本發明的另一目的在於提供上述粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料製備固結體的方法。
[0008]本發明的再一目的在於提供上述粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料的的應用。
[0009]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料，為甲組分和乙組分按重量比1:1~1:4配比得到；
[0010]甲組分包含以下按重量百分比計的組分:
[0011]
【權利要求】
1.一種粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料，其特徵在於由甲組分和乙組分按重量比1:1~1:4配比得到； 甲組分包含以下按重量百分比計的組分:
2.根據權利要求1所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料，其特徵在於:所述的丙烯酸鹽水溶液與交聯劑的混合物包含以下重量百分比計的組分:
3.根據權利要求2所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料，其特徵在於:所述的丙烯酸仲醇酯與丙烯酸的混合物包含以下重量百分比計的組分:
4.根據權利要求3所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料，其特徵在於:所述的仲醇為2-丙醇、2-己醇或2-辛醇中的一種； 所述的催化劑為濃硫酸或對甲苯磺酸中的一種； 所述的阻聚劑為對苯二酚或2，6- 二叔丁基對甲酚中的一種。
5.根據權利要求1所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料，其特徵在於:所述的引發劑為過二硫Ife按或過二硫Ife納中的一種； 所述的粉料為超細水泥MFC-GM6000、超細水泥MFC-GM8000、膨潤土、粉煤灰、滑石粉或氯化鈣中的一種； 所述的促進劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉或二甲基乙醇胺中的一種。
6.權利要求1所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料製備固結體的方法，其特徵在於包含以下步驟: O甲組分的製備將丙烯酸鹽水溶液與交聯劑的混合物加入引發劑混合，攪拌均勻，得甲組分； 2)乙組分的製備將促進劑加水混合，攪拌均勻，然後將粉料加入攪拌均勻，得乙組分； 3)使用時，將甲組分、乙組分按重量比1:1~1:4混合均勻，固化，得到粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料固結體； 步驟3)中所述的固化條件為20±3°C、相對溼度85%~95%，固化28天。
7.權利要求3所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料製備固結體的方法，其特徵在於包含以下步驟: (1)丙烯酸鹽水溶液與交聯劑的混合物的製備 將丙烯酸加入帶有回流冷凝管的反應器中，加熱到40~50°C，在攪拌狀態下滴加由仲醇、催化劑和阻聚劑配製的混合液，滴加完畢後升溫到115~125°C繼續酯化反應5~6小時，測定PH=2.45~2.70時為反應終點，冷卻，得到丙烯酸仲醇酯與丙烯酸的混合物，備用； 將備用的丙烯酸仲醇酯與丙烯酸的混合物加入反應器中，加入水並攪拌均勻，在攪拌狀態下分批次緩慢加入碳酸鎂、碳酸鈣粉料，開啟反應器夾套冷卻水，並開動減壓裝置以除去中和反應生成的二氧化碳氣體，繼續反應I~2小時，最後加入固體氫氧化鈉，反應0.5~1.5小時，調節PH=6.65~6.85 ，靜置分層，過濾後得到丙烯酸鹽水溶液與交聯劑的混合物； (2)甲組分的製備 將丙烯酸鹽水溶液與交聯劑的混合物加入引發劑混合，攪拌均勻，得甲組分； (3)乙組分的製備 將促進劑加水混合，攪拌均勻，然後將粉料加入攪拌均勻，得乙組分； (4)使用時，將甲組分、乙組分按重量比1:1~1:4混合均勻，固化，得到粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料固結體。
8.根據權利要求7所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料製備固結體的方法，其特徵在於:步驟(1)中所述的加熱溫度為45°C ； 步驟(1)中所述的升溫溫度為120°C ； 步驟(1)中所述的酯化反應時間為6小時； 步驟(1)中所述的反應終點PH值為2.60 ； 步驟(1)中所述的中和反應時間為2小時； 步驟(1)中所述的調節PH值為6.80，反應I小時； 步驟(4)中所述的固化條件為20±3°C、相對溼度85%~95%，固化28天。
9.權利要求1~5任一項所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料在地鐵、隧道、汙水處理池和城市高層建築地下室的防水堵漏工程中應用。
10.權利要求1~5任一項所述的粉料-丙烯酸鹽複合灌漿材料有明水存在的工程部位的應用。
【文檔編號】E21D11/38GK103772868SQ201310746802
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】徐宇亮, 楊元龍, 張維欣, 張文超, 陳耀輝 申請人:中科院廣州化灌工程有限公司