本發(fā)明涉及一種發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料的制備方法，屬于材料制備技術領域。
背景技術：
注漿技術已經(jīng)廣泛用于滲漏水治理、壩基的加固及防滲、地下構筑物的止水及加固、井巷工程中的加固及止水、裂隙巖體的止水和破碎巖體的補強以及已有建筑混凝土裂縫缺陷的修補中，而用于充填和防滲為主的工程對注漿材料的要求不同于巖體加固，變形控制、房屋下沉控制以及各種地基加固工程，以充填和防滲為目的的漿液材料對強度的要求不高，只要起到充填止水的作用就能夠滿足工程的需要。
目前該類工程多用水泥黏土類漿液、水泥水玻璃類漿液以及膏狀漿液，這類漿材來源廣泛，價格低廉，施工方便，使用范圍非常廣泛，但是這類注漿材料在生產(chǎn)過程中不僅能源與資源消耗大，而且在燃燒過程中，因為石灰石分解和燃料燃燒釋放大量的二氧化碳等氣體，導致嚴重的環(huán)境污染，同時該類注漿漿料重度比較大，流動性差，達不到預期的效果，不能有效解決沉降問題。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題：針對水泥黏土類注漿材料在生產(chǎn)過程中消耗大量資源，產(chǎn)生大量有毒氣體，同時這類注漿漿料重度大，流動性差，不能有效解決沉降的問題，提供了一種利用自行培養(yǎng)篩選出的耐堿酵母菌發(fā)酵淀粉生成乳酸，與碳酸氫鈉和部分硅酸鹽水泥反應生成二氧化碳，使硅酸鹽水泥和淀粉混合物發(fā)泡生成多孔結(jié)構，再混入磺化淀粉，利用其增加材料的流動性，從而制得發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料的方法。本發(fā)明制備的發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料密度小，流動性好，且在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生有毒氣體，保護了環(huán)境。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是：
（1）依次稱取20～30g馬鈴薯淀粉，2～4g葡萄糖和2～4g瓊脂，溶于180～200mL去離子水中，再將其轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.09～0.11MPa條件下殺菌消毒20～30min，得培養(yǎng)基，將其等分為三份，再用質(zhì)量濃度為2～4%尿素溶液分別調(diào)節(jié)第一份培養(yǎng)基pH至7.2～7.6，標記為1號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第二份培養(yǎng)基pH至7.8～8.0，標記為2號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第三份培養(yǎng)基pH至8.2～8.6，標記為3號培養(yǎng)基；
（2）稱取20～40g葡萄皮，用組織粉碎機粉碎3～5min，篩分出0.3～0.6cm的碎片，將其均勻涂覆于上述所得1號培養(yǎng)基，再將其移至28～32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6～8h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述2號培養(yǎng)基，再將其移至28～32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6～8h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述3號培養(yǎng)基，再將其移至28～32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6～8h后，用80～100mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，得耐堿酵母菌絲懸浮液；
（3）依次稱取40～60g小麥淀粉，10～15g碳酸氫鈉和200～400g硅酸鹽水泥粉末，加入盛有400～600mL去離子水的密閉容器中，啟動攪拌器，以300～500r/min轉(zhuǎn)速攪拌30～50min后，加入20～30mL上述所得耐堿酵母菌絲懸浮液，繼續(xù)攪拌10～20min，靜置發(fā)酵2～4h，得混合發(fā)酵漿料，備用；
（4）稱取40～60g玉米淀粉，加入盛有100～120mL二氯甲烷的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于超聲振蕩儀中，以200～300W功率振蕩處理10～20min，隨后將三口燒瓶置于磁力攪拌器上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至200～400r/min，在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗，將40～60mL質(zhì)量濃度為15～20%氯磺酸的二氯甲烷溶液緩慢滴加至三口燒瓶中，控制在3～5h內(nèi)滴完；
（5）待滴加完畢后，將上述三口燒瓶置于60～70℃恒溫水浴鍋中，繼續(xù)攪拌反應2～4h，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅3～5次，再用丙酮洗滌2～4次，并將濾餅轉(zhuǎn)入90～105℃烘箱中，干燥處理2～4h后，用研缽將其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；
（6）將上述所得磺化淀粉粉末與步驟（3）備用混合發(fā)酵漿料轉(zhuǎn)入混料機中，啟動攪拌器，以300～500r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合30～40min，即得發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料。
本發(fā)明的應用方法：首先清除混凝土裂縫表面松散物以及縫內(nèi)異物，保持裂縫干燥，并用環(huán)氧丙烯酸樹脂膠泥進行封縫，再埋設灌漿嘴，將其連上灌漿泵后，將上述制備的發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料通過灌漿嘴進行灌漿，保持壓力為0.2～0.4MPa，待漿液從灌漿嘴中漏出，則說明已灌滿，經(jīng)檢測，在注漿時，漿液流動性能好，在注漿結(jié)束后，漿液凝膠時間為1～3min，結(jié)石率達到97％以上。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發(fā)明制備的發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料比重較輕，密度達到1.25～1.42g/cm3，且流動性能好；
（2）本發(fā)明制備的發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料結(jié)實率高，可達到97％以上，有益于提高注漿效果；
（3）本發(fā)明制備步驟簡單，在生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生有毒氣體，保護了環(huán)境，且所需原材料成本低。
具體實施方式
首先依次稱取20～30g馬鈴薯淀粉，2～4g葡萄糖和2～4g瓊脂，溶于180～200mL去離子水中，再將其轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.09～0.11MPa條件下殺菌消毒20～30min，得培養(yǎng)基，將其等分為三份，再用質(zhì)量濃度為2～4%尿素溶液分別調(diào)節(jié)第一份培養(yǎng)基pH至7.2～7.6，標記為1號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第二份培養(yǎng)基pH至7.8～8.0，標記為2號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第三份培養(yǎng)基pH至8.2～8.6，標記為3號培養(yǎng)基；再稱取20～40g葡萄皮，用組織粉碎機粉碎3～5min，篩分出0.3～0.6cm的碎片，將其均勻涂覆于上述所得1號培養(yǎng)基，再將其移至28～32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6～8h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述2號培養(yǎng)基，再將其移至28～32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6～8h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述3號培養(yǎng)基，再將其移至28～32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6～8h后，用80～100mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，得耐堿酵母菌絲懸浮液；依次稱取40～60g小麥淀粉，10～15g碳酸氫鈉和200～400g硅酸鹽水泥粉末，加入盛有400～600mL去離子水的密閉容器中，啟動攪拌器，以300～500r/min轉(zhuǎn)速攪拌30～50min后，加入20～30mL上述所得耐堿酵母菌絲懸浮液，繼續(xù)攪拌10～20min，靜置發(fā)酵2～4h，得混合發(fā)酵漿料，備用；接著稱取40～60g玉米淀粉，加入盛有100～120mL二氯甲烷的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于超聲振蕩儀中，以200～300W功率振蕩處理10～20min，隨后將三口燒瓶置于磁力攪拌器上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至200～400r/min，在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗，將40～60mL質(zhì)量濃度為15～20%氯磺酸的二氯甲烷溶液緩慢滴加至三口燒瓶中，控制在3～5h內(nèi)滴完；待滴加完畢后，將上述三口燒瓶置于60～70℃恒溫水浴鍋中，繼續(xù)攪拌反應2～4h，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅3～5次，再用丙酮洗滌2～4次，并將濾餅轉(zhuǎn)入90～105℃烘箱中，干燥處理2～4h后，用研缽將其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；最后將上述所得磺化淀粉粉末與備用混合發(fā)酵漿料轉(zhuǎn)入混料機中，啟動攪拌器，以300～500r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合30～40min，即得發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料。
實例1
首先依次稱取30g馬鈴薯淀粉，4g葡萄糖和4g瓊脂，溶于200mL去離子水中，再將其轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.11MPa條件下殺菌消毒30min，得培養(yǎng)基，將其等分為三份，再用質(zhì)量濃度為4%尿素溶液分別調(diào)節(jié)第一份培養(yǎng)基pH至7.6，標記為1號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第二份培養(yǎng)基pH至8.0，標記為2號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第三份培養(yǎng)基pH至8.6，標記為3號培養(yǎng)基；再稱取40g葡萄皮，用組織粉碎機粉碎5min，篩分出0.6cm的碎片，將其均勻涂覆于上述所得1號培養(yǎng)基，再將其移至32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)8h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述2號培養(yǎng)基，再將其移至32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)8h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述3號培養(yǎng)基，再將其移至32℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)8h后，用100mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，得耐堿酵母菌絲懸浮液；依次稱取60g小麥淀粉，15g碳酸氫鈉和400g硅酸鹽水泥粉末，加入盛有600mL去離子水的密閉容器中，啟動攪拌器，以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌50min后，加入30mL上述所得耐堿酵母菌絲懸浮液，繼續(xù)攪拌20min，靜置發(fā)酵4h，得混合發(fā)酵漿料，備用；接著稱取60g玉米淀粉，加入盛有120mL二氯甲烷的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于超聲振蕩儀中，以300W功率振蕩處理20min，隨后將三口燒瓶置于磁力攪拌器上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至400r/min，在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗，將60mL質(zhì)量濃度為20%氯磺酸的二氯甲烷溶液緩慢滴加至三口燒瓶中，控制在5h內(nèi)滴完；待滴加完畢后，將上述三口燒瓶置于70℃恒溫水浴鍋中，繼續(xù)攪拌反應4h，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅5次，再用丙酮洗滌4次，并將濾餅轉(zhuǎn)入105℃烘箱中，干燥處理4h后，用研缽將其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；最后將上述所得磺化淀粉粉末與備用混合發(fā)酵漿料轉(zhuǎn)入混料機中，啟動攪拌器，以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合40min，即得發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料。
首先清除混凝土裂縫表面松散物以及縫內(nèi)異物，保持裂縫干燥，并用環(huán)氧丙烯酸樹脂膠泥進行封縫，再埋設灌漿嘴，將其連上灌漿泵后，將上述制備的發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料通過灌漿嘴進行灌漿，保持壓力為0.4MPa，待漿液從灌漿嘴中漏出，則說明已灌滿，經(jīng)檢測，在注漿時，漿液流動性能好，在注漿結(jié)束后，漿液凝膠時間為3min，結(jié)石率達到97.5％。
實例2
首先依次稱取20g馬鈴薯淀粉，2g葡萄糖和2g瓊脂，溶于180mL去離子水中，再將其轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.09MPa條件下殺菌消毒20min，得培養(yǎng)基，將其等分為三份，再用質(zhì)量濃度為2%尿素溶液分別調(diào)節(jié)第一份培養(yǎng)基pH至7.2，標記為1號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第二份培養(yǎng)基pH至7.8，標記為2號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第三份培養(yǎng)基pH至8.2，標記為3號培養(yǎng)基；再稱取20g葡萄皮，用組織粉碎機粉碎3min，篩分出0.3cm的碎片，將其均勻涂覆于上述所得1號培養(yǎng)基，再將其移至28℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述2號培養(yǎng)基，再將其移至28℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述3號培養(yǎng)基，再將其移至28℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)6h后，用80mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，得耐堿酵母菌絲懸浮液；依次稱取40g小麥淀粉，10g碳酸氫鈉和200g硅酸鹽水泥粉末，加入盛有400mL去離子水的密閉容器中，啟動攪拌器，以300r/min轉(zhuǎn)速攪拌30min后，加入20mL上述所得耐堿酵母菌絲懸浮液，繼續(xù)攪拌10min，靜置發(fā)酵2h，得混合發(fā)酵漿料，備用；接著稱取40g玉米淀粉，加入盛有100mL二氯甲烷的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于超聲振蕩儀中，以200W功率振蕩處理10min，隨后將三口燒瓶置于磁力攪拌器上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至200r/min，在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗，將40mL質(zhì)量濃度為15%氯磺酸的二氯甲烷溶液緩慢滴加至三口燒瓶中，控制在3h內(nèi)滴完；待滴加完畢后，將上述三口燒瓶置于60℃恒溫水浴鍋中，繼續(xù)攪拌反應2h，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅3次，再用丙酮洗滌2次，并將濾餅轉(zhuǎn)入90℃烘箱中，干燥處理2h后，用研缽將其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；最后將上述所得磺化淀粉粉末與備用混合發(fā)酵漿料轉(zhuǎn)入混料機中，啟動攪拌器，以300r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合30min，即得發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料。
首先清除混凝土裂縫表面松散物以及縫內(nèi)異物，保持裂縫干燥，并用環(huán)氧丙烯酸樹脂膠泥進行封縫，再埋設灌漿嘴，將其連上灌漿泵后，將上述制備的發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料通過灌漿嘴進行灌漿，保持壓力為0.2MPa，漿液從灌漿嘴中漏出，則已灌滿，經(jīng)檢測，在注漿時，漿液流動性能好，在注漿結(jié)束后，漿液凝膠時間為2min，結(jié)石率達到98％。
實例3
首先依次稱取25g馬鈴薯淀粉，3g葡萄糖和3g瓊脂，溶于190mL去離子水中，再將其轉(zhuǎn)入壓力蒸汽滅菌器中，在0.10MPa條件下殺菌消毒25min，得培養(yǎng)基，將其等分為三份，再用質(zhì)量濃度為3%尿素溶液分別調(diào)節(jié)第一份培養(yǎng)基pH至7.4，標記為1號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第二份培養(yǎng)基pH至7.9，標記為2號培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)第三份培養(yǎng)基pH至8.5，標記為3號培養(yǎng)基；再稱取30g葡萄皮，用組織粉碎機粉碎4min，篩分出0.5cm的碎片，將其均勻涂覆于上述所得1號培養(yǎng)基，再將其移至30℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)7h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述2號培養(yǎng)基，再將其移至30℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)7h后，挑取表面菌絲，將其涂覆于上述3號培養(yǎng)基，再將其移至30℃恒溫培養(yǎng)箱，培養(yǎng)7h后，用90mL去離子水淋洗培養(yǎng)基表面，得耐堿酵母菌絲懸浮液；依次稱取50g小麥淀粉，12g碳酸氫鈉和300g硅酸鹽水泥粉末，加入盛有500mL去離子水的密閉容器中，啟動攪拌器，以400r/min轉(zhuǎn)速攪拌40min后，加入25mL上述所得耐堿酵母菌絲懸浮液，繼續(xù)攪拌15min，靜置發(fā)酵3h，得混合發(fā)酵漿料，備用；接著稱取50g玉米淀粉，加入盛有110mL二氯甲烷的三口燒瓶中，再將三口燒瓶置于超聲振蕩儀中，以250W功率振蕩處理15min，隨后將三口燒瓶置于磁力攪拌器上，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速至300r/min，在攪拌狀態(tài)下，通過滴液漏斗，將50mL質(zhì)量濃度為17%氯磺酸的二氯甲烷溶液緩慢滴加至三口燒瓶中，控制在4h內(nèi)滴完；待滴加完畢后，將上述三口燒瓶置于65℃恒溫水浴鍋中，繼續(xù)攪拌反應3h，抽濾，除去濾液，用去離子水洗滌濾餅4次，再用丙酮洗滌3次，并將濾餅轉(zhuǎn)入100℃烘箱中，干燥處理3h后，用研缽將其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；最后將上述所得磺化淀粉粉末與備用混合發(fā)酵漿料轉(zhuǎn)入混料機中，啟動攪拌器，以400r/min轉(zhuǎn)速攪拌混合35min，即得發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料。
首先清除混凝土裂縫表面松散物以及縫內(nèi)異物，保持裂縫干燥，并用環(huán)氧丙烯酸樹脂膠泥進行封縫，再埋設灌漿嘴，將其連上灌漿泵后，將上述制備的發(fā)泡輕質(zhì)注漿材料通過灌漿嘴進行灌漿，保持壓力為0.3MPa，待漿液從灌漿嘴中漏出，則說明已灌滿，經(jīng)檢測，在注漿時，漿液流動性能好，在注漿結(jié)束后，漿液凝膠時間為1min，結(jié)石率達到98.2％以上。