[發明專利]一種早強且抗沖蝕的粘土水泥膏漿

有效

• 申請號: 201310719968.5
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103755275A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 賓斌;王雪龍;周林
• 申請（專利權）人: 湖南宏禹水利水電巖土工程有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B24/26;C04B22/14;C04B22/08;C04B111/70
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 謝德珍

技術領域

本發明涉及巖土工程基礎處理材料領域中的灌漿材料，具體為一種早強且抗沖蝕的粘土水泥膏漿。

背景技術

在水利、水電、礦山、交通、地下空間等巖土工程地基內的透水地層以及工程應急加固處理的第四系強透水性地層的防滲、堵漏灌漿工程中，經常需要采用高壓旋噴灌漿、水泥灌漿、灌注砂漿或碎石、化學灌漿等多種灌漿工藝進行防滲和堵漏。但這些傳統的灌漿工藝進行灌漿操作時經常會因為水頭壓力高，地下水流速快，滲流量大，漿液的擴散半徑較大等原因而導致灌漿材料流失，浪費較大且防滲堵漏效果差。

也有采用速凝水泥膏漿和/或水泥水玻璃雙液灌漿的方法進行堵漏、防滲的作業方式，速凝水泥膏漿和/或水泥水玻璃漿液的初始剪切屈服強度較大，可以阻擋高速水流或高壓水頭對漿材的剪切沖蝕破壞；且漿液的初凝時間短，可以控制漿液的擴散半徑，從而形成較好的堵體，以保證灌漿效果。但是也存在著造價過高，制漿過程復雜，漿液的凝結時間對溫度、攪拌均勻度、摻入量等因素難以精確控制導致漿液在制漿桶內過早凝固等缺陷；同時，由于形成的灌漿層由于早期強度過高，易造成在連續灌漿時發生固管、埋管現象，不利于大面積、大漏量或動水條件下的堵漏。

而在以往的專利申請材料中，中國專利CN96117823.X中要求保護一種粘土固化漿液固化劑，這種固化劑主要用于在流動的地下水條件下注漿止水，采用成本較低的粘土水泥漿進行灌漿，為控制凝膠速度，而加入水玻璃，但常因漿材中含有大量的水和粘土，阻礙漿材的固化速度。在進行大規模的堵漏、防滲工程應用中，易因漿材結石體早期強度過低，而被水沖釋、破壞；或者是漿液的擴散半徑得不到有效控制，造成大量漿材浪費，達不到應有的灌漿堵漏效果。

另外，在中國專利201210113973.7中要求保護一種可控性粘土水泥防滲加固膏漿，這種加固膏漿也可作為灌漿固化填料進行使用，它采用礦物類添加劑、硫酸鹽和膨潤土作為改性劑，具有穩定性強、抗水流沖釋性強的特點，但在實際施工過程中發現，此類改性劑價格較貴，所形成的粘土水泥防滲膏漿在動水中的抗沖蝕性不好；為降低材料的流動度，改性劑添加量較多，造成使用成本相當高，改性劑的成本超過了水泥的成本，導致應用受限；在應用過程中也發現，加入改性劑的粘土水泥膏漿早期強度上升慢，漿液灌注到地層中后，容易被水沖釋掉，難以形成完整的帷幕，因而不適合大范圍、大工程量的情況使用。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種抗沖蝕粘土水泥膏漿，這種水泥膏漿初始流動度低、可控性好、抗沖蝕性能好、早期強度上升快、防滲性能優越，同時價格成本低且綠色環保，可以解決上述背景技術中的缺點。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種早強且抗沖蝕的粘土水泥膏漿，包括粘土水泥漿以及配套使用的改性劑，其中，所述粘土水泥漿通過粘土原漿、水泥以及余量的水配制而成，所述粘土原漿由粘土和水攪拌而成，其制成后的比重為1.15～1.40g/cm³，該粘土原漿中的粘土與水泥的總質量與所用的所有水的總質量之比的范圍為10:7～10:14，同時，在粘土水泥漿中還加有占水泥用量0～200%的粉煤灰或礦渣粉；而所述改性劑由偏鋁酸鈉、可溶性偏硅酸鈉粉末、硫酸鋁以及聚丙烯酰胺物理混合制成，且聚丙烯酰胺的含量為硫酸鋁、偏鋁酸鈉與可溶性偏硅酸鈉粉末質量之和的0.8~10%。

在本發明中，所述粘土原漿中的粘土與水泥的總質量與水的質量之比優選10:8～10:12。且可以通過提高粘土原漿用量，降低材料成本，強度也降低；通過增加水泥、粉煤灰或礦粉用量，提高結石體強度，具體表現為：當粘土原漿與水泥、粉煤灰或礦粉的總質量之比大于1:1時，結石體28天無側限抗壓強度可達0.8MPa～3.0MPa；當粘土原漿與水泥、粉煤灰或礦粉的總質量之比小于1:1時，結石體28天無側限抗壓強度可達1.5MPa～15MPa。

在本發明中，所述改性劑的加入在粘土水泥漿攪拌均勻后再加入，用以控制粘土水泥漿灌漿后的流動度，提高其漿材結石體的早期強度，其添加的質量摻量為粘土水泥漿中水泥用量的0.5%~4%，在改性劑加入之前，粘土水泥漿為穩定漿液，流動度在200～280mm，在其改性劑加入攪拌均勻后的3min內流動度降低至60mm～130mm。且由添加改性劑后的粘土水泥漿形成的結石體，2小時后的無側限抗壓強度可達0.2MPa，1天后可超過0.6MPa，28天無側限抗壓強度可達0.8MPa～15MPa。