[發明專利]一種改性的水泥-水玻璃漿液及其使用方法

無效

• 申請號: 201310179688.X
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN103265238A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 王文正;孔恒;楊建華;劉彥林;鄭雪梅;姚毅;任有旺;李博凱;張德華;安志鏞;安善福
• 申請（專利權）人: 北京市政建設集團有限責任公司;北京韓世聯商貿有限公司;北京交通大學
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;E21B33/13
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 陳朝陽

技術領域

本發明涉及土木工程領域，具體的說，本發明涉及一種改性的水泥-水玻璃漿液及其使用方法。

背景技術

水泥-水玻璃的固結原理

硅酸鹽水泥中的硅酸三鈣和硅酸二鈣水解而產生活性很強的氫氧化鈣和含水硅酸二鈣：

3CaO·SiO₂+nH2O→2CaO·SiO₂·(n-1)H₂O↓+Ca(OH)₂

2CaO·SiO₂+mH₂O→2CaO·SiO₂·mH₂O↓

上述兩個反應生成的硅酸二鈣，呈膠質狀，不溶于水，即變為水硬性材料；氫氧化鈣與水玻璃溶液中堿金屬硅酸鹽（硅酸鈉）很快發生反應，生成膠凝性材料，即：

Ca(OH)₂+Na₂O·mSiO₂+nH₂O→CaO·mSiO₂·nH₂O↓+2NaOH

在混合液中水泥與水玻璃的反應快,水泥本身的水解化學反應要慢得多。所以膠質體的早期強度是水玻璃和水泥中的氫氧化鈣起主要作用，后期強度是水泥水解水化反應起主要作用。

水玻璃會大大加速硅酸鹽水泥的凝結硬化，使凝結時間大幅度縮短，是最常用的堿性速凝劑。水玻璃可以提高水泥幾小時至三天強度，但會降低其28的天強度。因為化學促凝劑使水泥水化過快，水化產物的結晶形成太快，質量有所降低，導致后期產生崩解現象。

針對現有技術存在的缺陷，提出本發明。

發明內容

為了克服現有水泥-水玻璃漿液后期固結強度降低的不足,本發明提供一種減小水玻璃對水泥的水化作用、增加漿液固結強度和耐久性的改性的水泥-水玻璃漿液。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種改性的水泥-水玻璃漿液，包括A液和B液，其中，A液包括以下重量份的組分：水40-60水泥40-60；B液包括以下重量份的組分：水40-60水玻璃40-60硫酸銅1-5明礬1-5。

本發明還提供了改性的水泥-水玻璃漿液的使用方法，包括以下步驟：

1）將40-60重量份的水和40-60重量份的水泥通過中速攪拌機攪拌均勻后形成A液，置于容器①中；

2）將40-60重量份的水和1-5重量份的硫酸銅以及1-5重量份的明礬通過中速攪拌機攪拌均勻后，加入至40-60重量份的水玻璃中，繼續攪拌均勻后形成B液，置于容器②中；

3）調節注漿泵的注漿終壓為1.5～2.0Mpa，將步驟1）的A液以及步驟2）的B液從容器①、②中，分別通過注漿管按照1：1的比例注入地層，在到達目的地層后充分混合。

本發明的有益效果具體如下：

本發明利用硫酸銅與水玻璃發生的的雙水解反應：

SiO₌^2-+Cu²⁺+2H₂O=Cu(OH)₂↓+H₂SiO₃↓

以及明礬與水玻璃發生的反應：

2KAl(SO₄)₂+6NaOH=2Al(OH)₃↓+3Na₂SO₄

實現水玻璃對水泥的水化作用減小為原理，制成了改性水泥-水玻璃漿液。這種漿液與傳統的水泥-水玻璃漿液相比，增加了固結體強度和耐久性，使雙液漿在加固止水的地層作用效果更好、作用時間更長。

具體實施方式

以下實施例的改性的水泥-水玻璃漿液，是以水泥-水玻璃為主體材料，添加適量的硫酸銅和明礬，是一種兼具水泥漿料和化學漿料優點，經濟實用的新型固結強度高、耐久性好的注漿材料。其中，水泥采用的是普通硅酸鹽P.0425水泥，水玻璃采用的是波美度為42Be`的水玻璃。

實施例1：

改性的水泥-水玻璃漿液，包括A液和B液，其中，A液包括以下重量份的組分：水40水泥60；B液包括以下重量份的組分：水47水玻璃47硫酸銅3明礬3。

上述注漿材料的具體使用包括以下步驟：

1）將40重量份的水和60重量份的水泥通過中速攪拌機攪拌均勻后形成A液，置于容器①中；