[發明專利]一種水泥膏漿及其制備方法

有效

• 申請號: 201310071698.1
• 申請日: 2013-03-07
• 公開（公告）號: CN103113060A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 肖恩尚
• 申請（專利權）人: 中國水電基礎局有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B24/26
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所 11308
• 代理人: 秦力軍

技術領域

本發明涉及灌漿技術領域，具體涉及一種用于寬大裂隙注漿的水泥膏漿及其制備方法。

背景技術

寬大裂隙注漿是灌漿施工中最常見的技術難題之一。工程實踐中，寬大裂隙常伴隨著動水，對灌漿效果和成本影響很大。為解決這一問題，以往多采用普通水泥膏漿進行處理，即在水泥漿中摻入大量的粘土、膨潤土、粉煤灰等摻合料及少量外加劑而構成的低水灰比的膏狀漿液，其基本特征是膏漿的剪切屈服強度值大于其本身重力的影響。但普通水泥膏漿的塑性較大，且不具有抗水能力，在水下尤其是動水條件下，普通膏漿易被水流沖釋，難以達到堵漏目的。在實際運用中，水泥膏漿還存在其他不足，即速凝膏漿較大的剪切屈服強度依靠摻入較多的粘土、膨潤土、粉煤灰等摻合料來實現，因此膏漿的膨潤土用量很大，膨潤土存在潤脹和高速攪拌的過程，在實際施工中膨潤土漿的制漿過程存在較大壓力，同時增加了施工工序和施工的復雜度；此外，鋁酸鹽水泥與普硅水泥混合，凝結時間對溫度、攪拌均勻度、摻入量等因素都比較敏感，反應時間難以精確控制，不利于大漏量動水地層的堵漏。因此現有技術中水泥膏漿的可操作性和灌漿效果都有待改善。

發明內容

為克服上述現有技術中存在的不足，本發明提供了一種水泥膏漿，其以生物膠增粘劑和聚羧酸減水劑為組成核心，輔之以早強劑、促凝劑和保水劑等共同組成水泥膏漿外加劑，通過和普通水泥漿混合、攪拌、混勻制得，該水泥膏漿兼具高觸變和抗水兩種優異性能，適用于大孔隙地層（如巖溶空洞、巖體寬大裂隙、堆石體等）中的灌漿；此外，本發明還公開了制備上述水泥膏漿的方法。

為實現本發明的上述目的，本發明的水泥膏漿包括：水泥、水和外加劑；其中所述外加劑包括生物膠增粘劑和聚羧酸減水劑。

本發明水泥膏漿的制備方法包括如下工藝步驟：

1）將包含生物膠增粘劑和聚羧酸減水劑的外加劑加入到第一批水中，溶解，形成外加劑溶液；

2）將水泥和第二批水混合、攪拌，制備水泥漿；

3）將水泥漿與外加劑溶液混合、攪拌，混勻，即得。

其中，步驟1）中所述外加劑的重量與第一批水的體積之比為0.02:1～0.08:1，優選為0.04:1；步驟2）中所述水與水泥的重量份配比為0.45:1～0.5:1。

進一步，步驟1）中所述生物膠增粘劑包括黃原膠和/或維蘭膠，所述生物膠增粘劑和所述聚羧酸減水劑的重量份配比優選為0.5:1～2.0:1；

進一步，步驟3）中所述外加劑溶液與水泥漿的體積之比為1:10～1:20，優選為1:17～1:19，進一步優選為1:18。

優選地，步驟1）中所述外加劑還包括促凝劑和保水劑；所述促凝劑包括硅酸鈉、硅酸鉀、硫酸鋁、硝酸鈉、硝酸鈣或硫酸鈉中的一種或多種；所述保水劑包括聚丙烯酸鹽。

與現有技術相比，本發明的水泥膏漿及其制備方法具有如下優點：

1）本發明的水泥膏漿通過添加包括以生物膠增粘劑和聚羧酸減水劑為核心，輔之以早強劑、促凝劑和保水劑等組成的外加劑，使得水泥膏漿兼具高觸變和抗水兩種優異性能；

2）本發明的水泥膏漿避免了粘土、膨潤土、粉煤灰等的摻入，避免了傳統施工中因膨潤土用量大，在施工中帶來較大壓力，同時使施工工序簡便且復雜度降低；

3）本發明的水泥膏漿具有優良的理化性能指標：初凝時間10～12h，終凝時間13～15h，3d抗壓強度不小于5MPa，28d抗壓強度不小于10MPa；

4）本發明水泥膏漿的制備方法采用先將外加劑溶解，再制備普通水泥漿，最后將水泥漿與外加劑溶液混合、攪拌，混勻后制得最終產物的制備工序，簡單方便，實用且易操作；

5）本發明水泥膏漿的灌注不需要特殊設備，常規的雙桶攪拌機和3SNS泵完全可以滿足制漿，灌漿工藝亦不需要調整，純壓式或孔口循環式均可滿足要求。

下面結合附圖對本發明的水泥膏漿及其制備方法作進一步詳細的說明。

附圖說明

圖1是本發明水泥膏漿的制備工藝流程圖。

具體實施方式

本發明的水泥膏漿包括水泥、水和外加劑，其中外加劑包括生物膠增粘劑和聚羧酸減水劑，兩者構成外加劑的核心組分且比例在一定范圍內可調節，得到不同流動性和抗水能力的系列漿材。

下面結合實施例對本發明水泥膏漿及其制備方法作進一步詳細的說明。

實施例一

1、設備、原料和工藝

設備：常規的雙桶攪拌機和3SNS泵；

原料：外加劑（由黃原膠增粘劑和聚羧酸減水劑組成）；水；水泥；