[發明專利]一種緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液

有效

• 申請號: 201410541772.6
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104310847A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 胡大可;彭文祥;陳安重;趙躍奇;王毅;劉良平;彭振斌
• 申請（專利權）人: 中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司;中南大學
• 主分類號: C04B24/38
• 分類號: C04B24/38;C04B28/00;C04B22/16
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏;劉佳芳

技術領域

本發明屬于工程建筑基礎加固與防滲水泥灌漿技術領域，具體涉及一種緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液，可廣泛應用于水電、市政、礦山、交通等領域對地下水具有硫酸鹽侵蝕性的不良地質體進行灌漿處理工程。

背景技術

向家壩水電站壩基撓曲核部破碎帶碎屑狀不良地質體作為向家壩水電站主要工程地質問題，工程建設期間先后開展了多排水泥漿材帷幕灌漿。為確保撓曲核部破碎帶碎屑狀不良地質體高水頭運行條件下長期滲流穩定，大壩蓄水運行后，部分壩段進行了補強灌漿。根據大壩蓄水后壩基滲流條件，補強灌漿分為兩個階段進行實施，其中第一階段為“固孔止水”階段，灌漿工藝采用了新近發明的一種“自上而下，鉆灌一體，高壓沖擠”灌漿新工藝(該工藝已申請專利，專利號為201210348150.2，并已批準為水利水電行業工法，工法編號為SDGF1039-2014)。所謂“自上而下、鉆灌一體、高壓沖擠”灌漿，就是將鉆孔與灌漿合為一體，灌漿鉆孔采用一種高壓沖擠灌漿鉆具，直接利用一種穩定漿液作為鉆孔沖洗液。鉆孔過程中，通過往復脈動高壓灌漿泵向孔底脈沖式壓入漿液，在孔內高壓沖擠鉆灌機具局部封阻作用下，瞬間產生一定的脈沖灌漿壓力，隨鉆隨灌，護灌結合。

類似于向家壩的壩基深部地下水具有一定的硫酸鹽侵蝕性，補強灌漿材料要求采用高抗硫酸鹽水泥。由于高抗硫酸水泥相比普通硅酸鹽水泥容易析水分離，穩定性極差。現有技術中使用普通水泥作為穩定漿液時，通常采用添加市場上緩凝型減水來改善漿液的穩定性與有效使用時間。然而，由于高抗硫酸鹽水泥中限制了C3S和C3A的含量，其水泥水化反應機理發生了一定的改變，實驗研究表明，高抗硫酸鹽水泥添加市場上普通緩凝型減水劑(例如FDN-2、聚系減水劑、木質素磺酸鹽、葡萄酸鹽和JM緩凝型等)相反會降低漿液的穩定性能。

故此，針對此技術問題，研發一種適合“自上而下、鉆灌一體、高壓沖擠”灌漿工藝所要求的鉆孔護壁和鉆孔灌漿雙用緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液具有重要意義。該鉆灌漿液需要解決高抗硫酸水泥漿液容易析水分離、穩定性差，尤其是添加市場上普通緩凝型減水劑相反會降低漿液穩定性等技術難題。

發明內容

針對現有某些基礎處理水泥灌漿工程采用的一種“自上而下，鉆灌一體，高壓沖擠”灌漿新工藝要求，以及地下水具有硫酸鹽侵蝕性工程特性，為解決高抗硫酸水泥漿液容易析水、穩定性差，尤其是添加市場上普通緩凝型減水劑相反會降低漿液穩定性等技術難題，本發明提供了一種緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液，該緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液具有一定的抗硫酸鹽侵蝕性，較長的有效使用時間，很小的析水率與失水量，良好的穩定性與流動性。

為了使緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液達到應有的技術性能，本發明采用以下技術方案：

一種緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液，它由純高抗硫酸鹽水泥漿液添加穩定劑、緩凝劑和消泡劑形成；所述穩定劑由膨潤土和水溶型羥丙基甲基纖維素組成；其中膨潤土摻量為純高抗硫酸鹽水泥漿液中水泥質量1％-7％，羥丙基甲基纖維素摻量為純高抗硫酸鹽水泥漿液中水泥質量0.02％-0.5％；所述緩凝劑為六偏磷酸鈉，摻量為純高抗硫酸鹽水泥漿液中水泥質量0.2％-1.0％。

所述純高抗硫酸鹽水泥漿液中的水泥優選為強度等級不低于32.5MPa高抗硫酸鹽水泥；所述純高抗硫酸鹽水泥漿液的水灰比優選為0.4:1-1.5:1，水灰比進一步優選為0.6:1-0.9:1。

所述穩定劑由膨潤土和水溶型羥丙基甲基纖維素組成；純高抗硫酸鹽水泥漿中添加膨潤土與水溶性羥丙基甲基纖維素組劑，不僅可以提高水泥顆粒在水中的分散性，同時可大大提高水泥顆粒的懸浮性。

所述緩凝劑為六偏磷酸鈉，摻量為純高抗硫酸鹽水泥漿液水泥質量0.2％-1.0％。六偏磷酸鈉不但有緩凝作用，而且還可以起到對水泥顆粒分散效果，進一步改善了緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液的流動性。通過調整六偏磷酸鈉添加量，可以適當調整漿液有效使用時間。

所述消泡劑為市售乳液消泡劑如DF-8868等，摻量為純高抗硫酸鹽水泥漿液水泥質量0.05％-0.3％，主要用于對水泥穩定漿加入羥丙基甲基纖維素后所產生的氣泡進行消除，確保水泥漿結石體的密實性與高強度。

所述緩凝型高抗硫酸鹽水泥穩定漿液的制備方法，按照所述比例，先將穩定劑和緩凝劑加入水中攪拌均勻，再加入水泥，最后加入消泡劑，攪拌均勻。

與現有技術相比，本發明有益效果是：