專(zhuān)利名稱(chēng)：用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種注漿材料，尤其是一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在隧道、地鐵、礦山巷道等施工時(shí)，時(shí)常會(huì)遇到圍巖或混凝土支護(hù)、襯砌出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象，為了減少施工過(guò)程中的流水量，往往采取注漿技術(shù)進(jìn)行堵水。注漿后，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(duì)于堵水注漿，要求注漿材料具有一定的凝膠時(shí)間控制性，否則容易引起漿液的流失，難以達(dá)到注漿堵水的目的。注漿材料應(yīng)滿(mǎn)足可注性、可控性、穩(wěn)定性、無(wú)污染性、耐久性、可操作性、廉價(jià)性。注漿的滲透性、凝膠時(shí)間、抗壓強(qiáng)度是注漿的三個(gè)最重要的性能參數(shù)，可注性好，則可以有效地減少注漿布控?cái)?shù)量，注漿材料顆粒越小，穩(wěn)定性越好，其可注性就越好。在注漿堵水過(guò)程中，漿液從混合到失去流動(dòng)性的時(shí)間非常重要，若凝膠時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，極易受到地下水的稀釋而造成注漿浪費(fèi)，甚至堵水失敗。目前普通水泥漿適宜于寬度大于0.2mm的裂隙巖體注漿，滲透系數(shù)不大于lO'm/s的中粗砂、砂礫、卵石以及斷層破碎帶的注漿，當(dāng)?shù)貙痈缓灰瞬捎闷胀ㄋ酀{。普通水泥-水玻璃雙液漿凝膠時(shí)間可調(diào)，注漿體結(jié)石率高，且具有一定的強(qiáng)度，比較適合于水壓較高、水流速較快以及較大的巖溶裂隙注漿時(shí)采用，但現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)間不易控制，容易發(fā)生堵管現(xiàn)象。超細(xì)水泥將是目前應(yīng)用最廣的注漿材料之一，具有強(qiáng)度高，耐久性好，無(wú)毒無(wú)害，材料來(lái)源廣等特點(diǎn)，結(jié)石率高，固結(jié)強(qiáng)度高，能注入寬度小于0.2mm的圍巖裂隙和混凝土支護(hù)裂縫，但凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，易被低下水稀釋?zhuān)瑥?qiáng)度上升慢不利于注完漿就立即開(kāi)挖施工，材料單價(jià)偏高。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)有待于進(jìn)一步發(fā)展
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷本發(fā)明提出了一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料及其制備方法，其所用原料采用硅酸鹽水泥和超細(xì)礦渣粉來(lái)代替超細(xì)水泥，在滿(mǎn)足注漿各項(xiàng)要求的同時(shí)，降低了超細(xì)水泥的用量。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:—種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料，按照重量份數(shù)其包括下述原料:200 600份的硅酸鹽水泥，600 900份的超細(xì)礦渣粉，550 650份的水，10 30份的硅酸鈉，5 10份的高效減水劑，0.5 2份的纖維素醚。所述超細(xì)礦渣粉比表面積不低于8000cm2/g，其中直徑小于3um的顆粒其含量不低于50%，直徑小于8um的顆粒其含量不低于95%，其活性指數(shù)7d不低于120% ;所述硅酸鹽水泥比表面積為400 500cm2/g ;硅酸鈉模數(shù)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(chēng)取硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、水、硅酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，硅酸鹽水泥和硅酸鈉作為超細(xì)礦渣粉的激發(fā)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、硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及硅酸鈉在攪拌機(jī)中混合并攪拌均勻，制成注漿用漿液，為防止注漿管堵塞，漿液必須在30分鐘內(nèi)使用完畢。本發(fā)明提出了一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料及其制備方法，其在原料的選取方面，采用水玻璃(硅酸鈉)和硅酸鹽水泥作為超細(xì)礦渣粉的激發(fā)劑，采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，采用硅酸鹽水泥和超細(xì)礦渣粉來(lái)代替超細(xì)水泥，可將各類(lèi)材料在現(xiàn)場(chǎng)混合攪拌也可按照比例將硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、纖維素醚預(yù)先混勻包裝運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)與水、水玻璃、高效減水劑混合攪勻，在滿(mǎn)足注漿各項(xiàng)要求的同時(shí)，降低了超細(xì)水泥的用量。用纖維素醚“包裹”住注漿材料顆粒，并在其外表面形成一層潤(rùn)滑膜，使注漿材料體系更穩(wěn)定，在提高漿體可注性的同時(shí)避免了其遇水稀釋。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料及其制備方法，為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)更清楚、明確，以下將結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明所選用原料均可通過(guò)商業(yè)渠道獲得。實(shí)施例1:一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料，嚴(yán)格按照如下重量份數(shù)稱(chēng)取原料:200份的硅酸鹽水泥，800份的超細(xì)礦渣粉，600份的水，30份的硅酸鈉，5份的高效減水劑，0.5份的纖維素醚，其中基本硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、水和硅酸鈉為基本組分，高效減水劑、纖維素醚為輔助組 分。制備方法包括以下步驟:( I)分別按比例稱(chēng)取硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、水、硅酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，硅酸鹽水泥和硅酸鈉作為超細(xì)礦渣粉的激發(fā)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、硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及硅酸鈉在攪拌機(jī)中混合并攪拌均勻，制成注漿用漿液。實(shí)施例2:一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料，嚴(yán)格按照如下重量份數(shù)稱(chēng)取原料:300份的硅酸鹽水泥，700份的超細(xì)礦渣粉，600份的水，30份的硅酸鈉，5份的高效減水劑，2份的纖維素醚。制備方法包括以下步驟:( I)分別按比例稱(chēng)取硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、水、硅酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，硅酸鹽水泥和硅酸鈉作為超細(xì)礦渣粉的激發(fā)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、硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及硅酸鈉在攪拌機(jī)中混合并攪拌均勻，制成注漿用漿液。實(shí)施例3:
一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料，嚴(yán)格按照如下重量份數(shù)稱(chēng)取原料:600份的硅酸鹽水泥，600份的超細(xì)礦渣粉，550份的水，10份的硅酸鈉，10份的高效減水劑，I份的纖維素醚。制備方法包括以下步驟:( I)分別按比例稱(chēng)取硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、水、硅酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，硅酸鹽水泥和硅酸鈉作為超細(xì)礦渣粉的激發(fā)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、硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及硅酸鈉在攪拌機(jī)中混合并攪拌均勻，制成注漿用漿液。本發(fā)明選用一定量的水玻璃調(diào)整凝膠時(shí)間，用纖維素醚“包裹”住注漿材料顆粒，并在其外表面形成一層潤(rùn)滑膜，使注漿材料體系更穩(wěn)定，在提高漿體可注性的同時(shí)避免了其遇水稀釋。硅酸鹽水泥與超細(xì)礦渣粉混合制作的砂漿的抗壓強(qiáng)度見(jiàn)下表:
權(quán)利要求
1.一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料，其特征在于:按照重量份數(shù)其包括下述原料: 200 600份的硅酸鹽水泥，600 900份的超細(xì)礦渣粉，550 650份的水，10 30份的硅酸鈉，5 10份的高效減水劑，0.5 2份的纖維素醚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注漿材料，其特征在于:所述超細(xì)礦渣粉比表面積不低于8000cm2/g，其中直徑小于3um的顆粒含量不低于50%，直徑小于8um的顆粒含量不低于95%，其活性指數(shù)7d不低于120% ;所述硅酸鹽水泥比表面積為400 500cm2/g ;硅酸鈉模數(shù)為2.5 3.0，濃度為30 45Be'。
3.一種用于制備權(quán)利要求1所述注漿材料的方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: (1)分別按比例稱(chēng)取硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、水、硅酸鈉、高效減水劑、纖維素醚，其中，硅酸鹽水泥和硅酸鈉作為超細(xì)礦渣粉的激發(fā)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、硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、高效減水劑、纖維素醚以及硅酸鈉在攪拌機(jī)中混合并攪拌均勻，制成注漿用漿液`，為防止注漿管堵塞，漿液必須在30分鐘內(nèi)使用完畢。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于地下結(jié)構(gòu)堵水的注漿材料及其制備方法，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域，其所選原料按照重量份數(shù)包括200～600份的硅酸鹽水泥，600～900份的超細(xì)礦渣粉，550～650份的水，10～30份的硅酸鈉，5～10份的高效減水劑，0.5～2份的纖維素醚。采用水玻璃(硅酸鈉)和硅酸鹽水泥作為超細(xì)礦渣粉的激發(fā)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，采用硅酸鹽水泥和超細(xì)礦渣粉來(lái)代替超細(xì)水泥，可將各類(lèi)材料在現(xiàn)場(chǎng)混合攪拌也可按照比例將硅酸鹽水泥、超細(xì)礦渣粉、纖維素醚預(yù)先混勻包裝運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)與水、水玻璃、高效減水劑混合攪勻，在滿(mǎn)足注漿各項(xiàng)要求的同時(shí)，降低了超細(xì)水泥的用量。
文檔編號(hào)C04B28/04GK103102128SQ20131004598
公開(kāi)日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2013年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月5日
發(fā)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(qiáng), 孫建, 郭忠良 申請(qǐng)人:青島寶基利工程技術(shù)咨詢(xún)有限公司, 山東高速青島公路有限公司