用於地下結構堵水的注漿材料及其製備方法
2023-11-06 02:41:07 2
專利名稱：用於地下結構堵水的注漿材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種注漿材料，尤其是一種用於地下結構堵水的注漿材料，屬於材料科學領域。
背景技術：
在隧道、地鐵、礦山巷道等施工時，時常會遇到圍巖或混凝土支護、襯砌出現漏水的現象，為了減少施工過程中的流水量，往往採取注漿技術進行堵水。注漿後，圍巖裂隙或混凝土裂縫被漿液填充，從而降低了滲水速率，起到注漿堵水作用。對於堵水注漿，要求注漿材料具有一定的凝膠時間控制性，否則容易引起漿液的流失，難以達到注漿堵水的目的。注漿材料應滿足可注性、可控性、穩定性、無汙染性、耐久性、可操作性、廉價性。注漿的滲透性、凝膠時間、抗壓強度是注漿的三個最重要的性能參數，可注性好，則可以有效地減少注漿布控數量，注漿材料顆粒越小，穩定性越好，其可注性就越好。在注漿堵水過程中，漿液從混合到失去流動性的時間非常重要，若凝膠時間過長，極易受到地下水的稀釋而造成注漿浪費，甚至堵水失敗。目前普通水泥漿適宜於寬度大於0.2mm的裂隙巖體注漿，滲透係數不大於lO'm/s的中粗砂、砂礫、卵石以及斷層破碎帶的注漿，當地層富含水，不宜採用普通水泥漿。普通水泥-水玻璃雙液漿凝膠時間可調，注漿體結石率高，且具有一定的強度，比較適合於水壓較高、水流速較快以及較大的巖溶裂隙注漿時採用，但現場操作時間不易控制，容易發生堵管現象。超細水泥將是目前應用最廣的注漿材料之一，具有強度高，耐久性好，無毒無害，材料來源廣等特點，結石率高，固結強度高，能注入寬度小於0.2mm的圍巖裂隙和混凝土支護裂縫，但凝結時間長，易被低下水稀釋，強度上升慢不利於注完漿就立即開挖施工，材料單價偏高。由此可見，現有技術有待於進一步發展
發明內容
為解決現有技術中存在的缺陷本發明提出了一種用於地下結構堵水的注漿材料及其製備方法，其所用原料採用矽酸鹽水泥和超細礦渣粉來代替超細水泥，在滿足注漿各項要求的同時，降低了超細水泥的用量。本發明所採用的技術方案如下:—種用於地下結構堵水的注漿材料，按照重量份數其包括下述原料:200 600份的矽酸鹽水泥，600 900份的超細礦渣粉，550 650份的水，10 30份的矽酸鈉，5 10份的高效減水劑，0.5 2份的纖維素醚。所述超細礦渣粉比表面積不低於8000cm2/g，其中直徑小於3um的顆粒其含量不低於50%，直徑小於8um的顆粒其含量不低於95%，其活性指數7d不低於120% ;所述矽酸鹽水泥比表面積為400 500cm2/g ;矽酸鈉模數為2.5 3.0，濃度為30 45Be'。所述方法包括以下步驟:( I)分別按比例稱取矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、水、矽酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，矽酸鹽水泥和矽酸鈉作為超細礦渣粉的激發劑，纖維素醚作為注漿材料的保水劑、觸變劑和增稠劑；(2)將水、矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及矽酸鈉在攪拌機中混合併攪拌均勻，製成注漿用漿液，為防止注漿管堵塞，漿液必須在30分鐘內使用完畢。本發明提出了一種用於地下結構堵水的注漿材料及其製備方法，其在原料的選取方面，採用水玻璃(矽酸鈉)和矽酸鹽水泥作為超細礦渣粉的激發劑，採用高效減水劑降低注漿料的用水量，用纖維素醚作為注漿材料的保水劑、觸變劑和增稠劑，採用矽酸鹽水泥和超細礦渣粉來代替超細水泥，可將各類材料在現場混合攪拌也可按照比例將矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、纖維素醚預先混勻包裝運到現場與水、水玻璃、高效減水劑混合攪勻，在滿足注漿各項要求的同時，降低了超細水泥的用量。用纖維素醚「包裹」住注漿材料顆粒，並在其外表面形成一層潤滑膜，使注漿材料體系更穩定，在提高漿體可注性的同時避免了其遇水稀釋。
具體實施例方式本發明提供了一種用於地下結構堵水的注漿材料及其製備方法，為了使本發明的目的、技術方案以及優點更清楚、明確，以下將結合具體實施例，對本發明進一步詳細說明。本發明所選用原料均可通過商業渠道獲得。實施例1:一種用於地下結構堵水的注漿材料，嚴格按照如下重量份數稱取原料:200份的矽酸鹽水泥，800份的超細礦渣粉，600份的水，30份的矽酸鈉，5份的高效減水劑，0.5份的纖維素醚，其中基本矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、水和矽酸鈉為基本組分，高效減水劑、纖維素醚為輔助組 分。製備方法包括以下步驟:( I)分別按比例稱取矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、水、矽酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，矽酸鹽水泥和矽酸鈉作為超細礦渣粉的激發劑，纖維素醚作為注漿材料的保水劑、觸變劑和增稠劑；(2)將水、矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及矽酸鈉在攪拌機中混合併攪拌均勻，製成注漿用漿液。實施例2:一種用於地下結構堵水的注漿材料，嚴格按照如下重量份數稱取原料:300份的矽酸鹽水泥，700份的超細礦渣粉，600份的水，30份的矽酸鈉，5份的高效減水劑，2份的纖維素醚。製備方法包括以下步驟:( I)分別按比例稱取矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、水、矽酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，矽酸鹽水泥和矽酸鈉作為超細礦渣粉的激發劑，纖維素醚作為注漿材料的保水劑、觸變劑和增稠劑；(2)將水、矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及矽酸鈉在攪拌機中混合併攪拌均勻，製成注漿用漿液。實施例3:
一種用於地下結構堵水的注漿材料，嚴格按照如下重量份數稱取原料:600份的矽酸鹽水泥，600份的超細礦渣粉，550份的水，10份的矽酸鈉，10份的高效減水劑，I份的纖維素醚。製備方法包括以下步驟:( I)分別按比例稱取矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、水、矽酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，矽酸鹽水泥和矽酸鈉作為超細礦渣粉的激發劑，纖維素醚作為注漿材料的保水劑、觸變劑和增稠劑；(2)將水、矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及矽酸鈉在攪拌機中混合併攪拌均勻，製成注漿用漿液。本發明選用一定量的水玻璃調整凝膠時間，用纖維素醚「包裹」住注漿材料顆粒，並在其外表面形成一層潤滑膜，使注漿材料體系更穩定，在提高漿體可注性的同時避免了其遇水稀釋。矽酸鹽水泥與超細礦渣粉混合製作的砂漿的抗壓強度見下表:
權利要求
1.一種用於地下結構堵水的注漿材料，其特徵在於:按照重量份數其包括下述原料: 200 600份的矽酸鹽水泥，600 900份的超細礦渣粉，550 650份的水，10 30份的矽酸鈉，5 10份的高效減水劑，0.5 2份的纖維素醚。
2.根據權利要求1所述的注漿材料，其特徵在於:所述超細礦渣粉比表面積不低於8000cm2/g，其中直徑小於3um的顆粒含量不低於50%，直徑小於8um的顆粒含量不低於95%，其活性指數7d不低於120% ;所述矽酸鹽水泥比表面積為400 500cm2/g ;矽酸鈉模數為2.5 3.0，濃度為30 45Be'。
3.一種用於製備權利要求1所述注漿材料的方法，其特徵在於:所述方法包括以下步驟: (1)分別按比例稱取矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、水、矽酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，矽酸鹽水泥和矽酸鈉作為超細礦渣粉的激發劑，纖維素醚作為注漿材料的保水劑、觸變劑和增稠劑； (2)將水、矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及矽酸鈉在攪拌機中混合併攪拌均勻，製成注漿用漿液`，為防止注漿管堵塞，漿液必須在30分鐘內使用完畢。
全文摘要
本發明提出了一種用於地下結構堵水的注漿材料及其製備方法，屬於材料科學領域，其所選原料按照重量份數包括200～600份的矽酸鹽水泥，600～900份的超細礦渣粉，550～650份的水，10～30份的矽酸鈉，5～10份的高效減水劑，0.5～2份的纖維素醚。採用水玻璃(矽酸鈉)和矽酸鹽水泥作為超細礦渣粉的激發劑，用高效減水劑降低注漿料的用水量，用纖維素醚作為注漿材料的保水劑、觸變劑和增稠劑，採用矽酸鹽水泥和超細礦渣粉來代替超細水泥，可將各類材料在現場混合攪拌也可按照比例將矽酸鹽水泥、超細礦渣粉、纖維素醚預先混勻包裝運到現場與水、水玻璃、高效減水劑混合攪勻，在滿足注漿各項要求的同時，降低了超細水泥的用量。
文檔編號C04B28/04GK103102128SQ20131004598
公開日2013年5月15日 申請日期2013年2月5日 優先權日2013年2月5日
發明者郭保林, 邵新鵬, 白峰剛, 王曉乾, 鄭子騰, 劉婭君, 田玉奎, 胡德功, 牛立軍, 馬偉強, 孫建, 郭忠良 申請人:青島寶基利工程技術諮詢有限公司, 山東高速青島公路有限公司