無壓高滲透性漿液及其配制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無壓高滲透性漿液，涉及巖土工程施工【技術(shù)領(lǐng)域】，其組分中包括水、膠凝劑和添加劑，膠凝劑包括鉀水玻璃和硅酸溶膠，添加劑包括偏硅酸鋰、十二烷基磺酸鈉、甲基硅酸鉀、三聚磷酸硅和紫外線吸收劑，該無壓高滲透性漿液的配制方法為：將硅酸溶膠、偏硅酸鋰和十二烷基磺酸鈉依次加入到配好的鉀水玻璃溶液中攪勻，然后再依次加入配制好的三聚磷酸硅懸濁液、甲基硅酸鉀溶液及紫外線吸收劑乳液，攪拌均勻。該無壓高滲透性漿液呈膠體狀態(tài)，粘度低，在砂質(zhì)土中的滲透擴散性能好，具有良好的抗風(fēng)化和抗沖刷能力，經(jīng)其處理的砂質(zhì)邊坡具有良好的保水性能和穩(wěn)定性，同時原材料均為環(huán)保型材料，對環(huán)境無污染，并可作為肥料使用。
【專利說明】無壓高滲透性漿液及其配制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及巖土工程施工【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 在公路、鐵路、水利及礦山工程等領(lǐng)域中，砂質(zhì)邊坡防護一般采用噴錨支護和客土 噴播植草防護等技術(shù)方法。由于砂質(zhì)邊坡土體松散、粘聚力低，噴錨支護中錨桿(錨粧)施工 難度大，噴射混凝土?xí)r噴射風(fēng)壓易將坡面土體吹散，影響噴射效果，且整個防護系統(tǒng)需要在 施工完成(或局部完成)并且圬工混凝土強度達到一定程度后才具備防護能力?？屯羾姴ブ?草防護是將配制好的土壤與鄉(xiāng)土草木種子及防止水土流失的土壤穩(wěn)定劑、黏合劑、保水劑 等摻和后，經(jīng)攪拌機拌勻，在干料狀態(tài)用空壓機和混凝土噴射機輸送，在噴射口前與水混合 噴射到坡面，形成能促進植物長期生長所需的基材。同樣該技術(shù)中噴射風(fēng)壓也容易將坡面 土體吹散，影響噴射效果。因此，這些常規(guī)的砂質(zhì)邊坡防護技術(shù)在施工過程均會破壞坡面， 影響噴射效果，且在防護體系發(fā)揮功能之前，降雨會致使砂質(zhì)邊坡受到不同程度的沖刷、侵 蝕或損毀，需要修整。
[0003] 為了提高砂質(zhì)邊坡的防護效果，需要進行邊坡表層固化，即在邊坡表層（15? 30cm)形成(或者封閉式覆蓋）具有抗風(fēng)蝕、水蝕能力的防護層。固化的方法主要有： (一）鈉水玻璃漿液固化法：從滲透性考慮，一般而言，低模數(shù)(< 2. 85)鈉水玻璃漿液 的滲透能力較強，高模數(shù)的水玻璃滲透能力弱。酸性水玻璃漿液由于原材料采用大量的酸 液(硫酸、醋酸)，無疑會對周邊環(huán)境帶來影響，甚至是破壞！尤其是硫酸；同時固化反應(yīng)后 的副產(chǎn)物一鈉鹽對周邊植物生長有不利的影響，致使植物死亡。此外，酸性水玻璃砂膠凝固 結(jié)體只有在合適的含水量范圍時具有一定的強度，當(dāng)裸露在大氣環(huán)境中時，易快速失水、粉 化。堿性水玻璃固結(jié)體耐水性差，遇水后立即潰散。無論酸性還是堿性的鈉水玻璃漿液，固 結(jié)體強度都較低。
[0004] 無論風(fēng)積砂還是粉細砂邊坡的穩(wěn)定都需要邊坡表層的固結(jié)層同時具備抗沖刷（水 蝕）和抗風(fēng)化(風(fēng)蝕）能力。顯然現(xiàn)有的水玻璃漿液形成的固結(jié)體不能同時具備上述兩種能 力，不能在邊坡加固中應(yīng)用。
[0005] (二）樹脂類漿液固化法：采用各種類型樹脂(環(huán)氧樹脂和聚酰胺類樹脂）制成的樹 脂類漿液，加固體的強度比較高。由于漿液的粘度比較高，在無壓狀態(tài)下對粉細砂和風(fēng)積砂 固化時，邊坡噴涂后漿液會沿邊坡下流，只會在邊坡表面形成一層膜層，對邊坡的防護效果 差，不能作為邊坡的加固材料使用。因此，由于受注漿漿液的滲透能力及加固層的強度、耐 水性和抗風(fēng)蝕能力等問題的影響，對砂質(zhì)邊坡坡面則不能起到很好的固化防護。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種制作簡單、環(huán)保無公害、可使處理過的坡 面抗沖刷和抗風(fēng)化性能好的無壓高滲透性漿液及其配制方法，尤其適用于砂質(zhì)邊坡坡面的 固化。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是： 一種無壓高滲透性漿液，包括水、膠凝劑和添加劑，所述膠凝劑包括鉀水玻璃和硅酸溶 膠，所述添加劑包括偏硅酸鋰、十二烷基磺酸鈉、甲基硅酸鉀、三聚磷酸硅和紫外線吸收劑， 其中各組分的重量份數(shù)配比如下： 水：65?88. 5份； 膠凝劑：鉀水玻璃10?25份、硅溶膠0. 5?5份； 添加劑：偏硅酸鋰0. 1?0. 5份、十二烷基磺酸鈉0. 01?0. 05份、甲基硅酸鉀0. 01? 0. 1份、三聚磷酸硅0. 3?5份、紫外線吸收劑0. 01?0. 05份。
[0008] 優(yōu)選的，所述鉀水玻璃的模數(shù)為3. 0?3. 5。
[0009] 優(yōu)選的，所述磷酸硅采用細度為1200目的固體。
[0010] 本發(fā)明還提供上述無壓高滲透性漿液的配制方法，包括以下步驟： (1 )、配制鉀水玻璃溶液： 將鉀水玻璃用水稀釋成鉀水玻璃溶液，在鉀水玻璃溶液中依次加入硅酸溶膠、偏硅酸 鋰和十二烷基磺酸鈉，然后充分攪拌； (2 )、配制三聚磷酸硅懸濁液：將三聚磷酸硅用水稀釋成懸濁液，充分攪拌； (3 )、將三聚磷酸硅懸濁液加入步驟（1)中配制好的鉀水玻璃溶液中制成漿液，充分攪 拌； (4) 配制甲基硅酸鉀溶液：將甲基硅酸鉀用水稀釋成甲基硅酸鉀溶液； (5) 將甲基硅酸鉀溶液加入到步驟（3)中配制好的漿液中，充分攪拌； (6) 、配制紫外線吸收劑乳液：將紫外線吸收劑用水稀釋成紫外線吸收劑乳液，充分攪 拌； (7 )將紫外線吸收劑乳液加入到步驟（5)中配制好的漿液中，充分攪拌，備用。
[0011] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：由鉀水玻璃、硅酸溶膠、偏硅酸鋰、 十二烷基磺酸鈉、甲基硅酸鉀、三聚磷酸硅和紫外線吸收劑制成的無壓高滲透性漿液，呈膠 體狀態(tài)，粘度低，在砂質(zhì)土中的滲透擴散性能好，固化反應(yīng)后形成的砂土固化層強度高、厚 度大，具有良好的抗風(fēng)化性能；固化反應(yīng)后形成的加固體耐水性能好，具有良好的抗沖刷能 力；同時固化層下面存在一定厚度的柔性滲透層，當(dāng)無壓高滲透性漿液滲透到砂體后，隨著 水分的蒸發(fā)和滲透，在固化層中形成孔隙，很大程度上減少了由于溫差引起的固化滲透層 開裂，從而固化層具有良好的耐候性。因此，該無壓高滲透性漿液可使砂質(zhì)邊坡具有良好的 保水性能，提高其穩(wěn)定性，同時其原材料均為環(huán)保型材料，對環(huán)境無污染，并可作為肥料使 用。

【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0013] 一種無壓高滲透性漿液，包括水、膠凝劑和添加劑，所述膠凝劑包括鉀水玻璃和硅 酸溶膠，所述添加劑包括偏硅酸鋰、十二烷基磺酸鈉、甲基硅酸鉀、三聚磷酸硅和紫外線吸 收劑，其中各組分的重量份數(shù)配比如下： 水：65?88. 5份； 膠凝劑：鉀水玻璃10?25份、硅溶膠0. 5?5份； 添加劑：偏硅酸鋰0. 1?0. 5份、十二烷基磺酸鈉0. Ol?0. 05份、甲基硅酸鉀0. Ol? 0. 1份、三聚磷酸硅0. 3?5份、紫外線吸收劑0. 01?0. 05份。
[0014] 其中，鉀水玻璃的模數(shù)為3.0?3. 5,磷酸硅采用細度為1200目的固體。
[0015] 上述無壓高滲透性漿液的配制步驟如下： (1 )配制鉀水玻璃溶液： 將鉀水玻璃稀釋成含量為鉀水玻璃溶液，在鉀水玻璃溶液中依次加入硅酸溶膠、偏硅 酸鋰和十二烷基磺酸鈉，然后充分攪拌； (2 )配制三聚磷酸硅懸濁液：將三聚磷酸硅用水稀釋成懸濁液，充分攪拌，攪拌時間為 3 min ； (3 )將三聚磷酸硅懸濁液加入步驟（1)中配制好的鉀水玻璃溶液中制成漿液，充分攪 拌，攪拌時間為5min ; (4) 配制甲基硅酸鉀溶液：將甲基硅酸鉀用水稀釋成甲基硅酸鉀溶液； (5) 將甲基硅酸鉀溶液加入到步驟（3)中配制好的漿液中，攪拌攪拌時間為3min ; (6) 配制紫外線吸收劑乳液：將紫外線吸收劑用水稀釋成紫外線吸收劑乳液，充分攪 拌，攪拌時間為3 min ; (7) 將紫外線吸收劑乳液加入到步驟（5)中配置好的漿液中，充分攪拌，攪拌時間為 3?5min，備用。
[0016] 在步驟（1)中鉀水玻璃可選用液態(tài)或速溶型的，當(dāng)采用液態(tài)鉀水玻璃配制鉀水 玻璃溶液時，攪拌時間為5min ;采用速溶型鉀水玻璃配制鉀水玻璃溶液時，攪拌時間為 20min，保證鉀水玻璃充分溶解。
[0017] 配制好的無壓高滲透性漿液在水中固化時間較長（多24h)，在空氣中固化時間短 (初凝時間約為2h，終凝時間約為6h)。該無壓高滲透性漿液材料具有膜效應(yīng)，固化首先從 表面開始，隨著時間推移和水分蒸發(fā)，逐漸向內(nèi)固化。當(dāng)坡面噴涂漿液后，能夠很快發(fā)揮作 用，即使剛施工完成的砂質(zhì)邊坡遇到降雨，也不會發(fā)生被雨水沖刷、損壞。可通過調(diào)節(jié)鉀水 玻璃的模數(shù)和無壓高滲透性漿液的用量，來調(diào)整固化層的強度及厚度。
[0018] 由鉀水玻璃、硅酸溶膠、偏硅酸鋰、十二烷基磺酸鈉、甲基硅酸鉀、三聚磷酸硅和紫 外線吸收劑制成的無壓高滲透性漿液，呈膠體狀態(tài)，粘度低，在砂質(zhì)土中的滲透擴散性能 好，在自然無壓狀態(tài)下，其滲透深度可達15?35cm ;硅酸溶膠、偏硅酸鋰、十二烷基磺酸鈉、 甲基硅酸鉀、三聚磷酸硅和紫外線吸收劑均屬于耐候型固化劑，固化反應(yīng)后形成的砂土固 化層強度高（R 28=I. 5?11. 5 MPa)，厚度大，具有良好的抗風(fēng)化性能；固化反應(yīng)后形成的加 固體耐水性能好，具有良好的抗沖刷能力；同時固化層下面存在一定厚度的柔性滲透層，當(dāng) 無壓高滲透性漿液滲透到砂體后，隨著水分的蒸發(fā)和滲透，在固化層中形成孔隙，很大程度 上減少了由于溫差引起的固化滲透層開裂，從而固化層具有良好的耐候性。
[0019] 無壓高滲透性漿液的具體實施例如下表所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種無壓高滲透性漿液，其特征在于：包括水、膠凝劑和添加劑，所述膠凝劑包括鉀 水玻璃和硅酸溶膠，所述添加劑包括偏硅酸鋰、十二烷基磺酸鈉、甲基硅酸鉀、三聚磷酸硅 和紫外線吸收劑，其中各組分的重量份數(shù)配比如下： 水：65?88. 5份； 膠凝劑：鉀水玻璃10?25份、硅溶膠0. 5?5份； 添加劑：偏硅酸鋰0. 1?0. 5份、十二烷基磺酸鈉0. 01?0. 05份、甲基硅酸鉀0. 01? 0. 1份、三聚磷酸硅0. 3?5份、紫外線吸收劑0. 01?0. 05份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無壓高滲透性漿液，其特征在于：所述鉀水玻璃的模數(shù)為 3. 0 ?3. 5〇
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的無壓高滲透性漿液，其特征在于：所述磷酸硅采用細度為 1200目的固體。
4. 如權(quán)利要求1所述的無壓高滲透性漿液的配制方法，包括以下步驟： (1 )、配制鉀水玻璃溶液： 將鉀水玻璃用水稀釋成鉀水玻璃溶液，在鉀水玻璃溶液中依次加入硅酸溶膠、偏硅酸 鋰和十二烷基磺酸鈉，然后充分攪拌； (2 )、配制三聚磷酸硅懸濁液：將三聚磷酸硅用水稀釋成懸濁液，充分攪拌； (3 )、將三聚磷酸硅懸濁液加入步驟（1)中配制好的鉀水玻璃溶液中制成漿液，充分攪 拌； (4) 配制甲基硅酸鉀溶液：將甲基硅酸鉀用水稀釋成甲基硅酸鉀溶液； (5) 將甲基硅酸鉀溶液加入到步驟（3)中配制好的漿液中，充分攪拌； (6) 、配制紫外線吸收劑乳液：將紫外線吸收劑用水稀釋成紫外線吸收劑乳液，充分攪 拌； (7 )將紫外線吸收劑乳液加入到步驟（5)中配制好的漿液中，充分攪拌，備用。
【文檔編號】C04B24/16GK104478397SQ201410812993
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】楊廣慶, 劉立申, 蒲昌瑜, 劉偉超, 熊保林, 王賀 申請人:石家莊鐵道大學(xué)