[發明專利]一種微膨脹注漿材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810186444.7
• 申請日: 2018-03-07
• 公開（公告）號: CN108203281B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 鄧世猛;賈興文;路雨明;曾維勇;聶勇;賈森;張斌;白曉斌;周杰;王鑒星;蔣毅;聶波
• 申請（專利權）人: 重慶建工第七建筑工程有限責任公司;重慶大學
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B18/08;C04B22/14
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

本發明公開了一種微膨脹注漿材料，其特征在于，采用如下比例的質量份數的材料得到：高鈣粉煤灰：30~50份；煅燒頁巖：15~30份；磷石膏：5~20份；普通硅酸鹽水泥：10~20份；快硬硫鋁酸鹽水泥：5~15份；上述材料總份數配至100份的基礎上，再按照和上述材料總份數的質量倍數，加入以下的添加劑材料和水：聚羧酸減水劑：0.005~0.01倍份；可再分散乳膠粉：0.001~0.01倍份；羥丙級甲基纖維素醚：0.0005~0.0015倍份；木質素磺酸鈣0.002~0.004倍份；陽離子有機聚合物：0.001~0.005倍份；水：0.80~1.0倍份。本發明具有力學性能良好，微膨脹，制備成本低，固廢利用率高，綠色環保，注漿材料和土體相容性好等特點。

技術領域

本發明涉及建筑注漿材料領域，具體涉及一種微膨脹注漿材料及其制備方法。

背景技術

注漿材料是灌注到巖土縫隙、礦井坑道、回填土層中起充填和固結作用的具有膠凝性能的材料，可以發揮防滲、堵漏、穩定土層和加固巖土邊坡的關鍵作用。注漿材料在巖土工程、礦井填充、土壤固化、路基硬化、邊坡加固等領域被廣泛應用。按照原材料類型，注漿材料可以分為顆粒漿液、化學漿液和精細礦物漿液。

顆粒漿液注漿材料主要有水泥漿、水泥粘土漿和水泥-水玻璃漿。水泥注漿材料通常采用通用硅酸鹽水泥作為主要膠凝材料，如普通硅酸鹽水泥和礦渣硅酸鹽水泥等，同時添加一定量的外加劑，加水拌合后配制成漿液，采用單液方式注入，這樣的漿液稱為單液水泥漿。所指外加劑，通常包括早強劑、速凝早強劑、塑化劑、懸浮劑等。水泥注漿材料具有強度高、耐久性好、無毒、材料來源廣、價格低廉和制備方法簡單等諸多優點。注漿材料種類繁多，但是在土木工程領域應用最普遍的還是以通用硅酸鹽水泥為主要膠凝材料的水泥注漿材料。由于水泥漿液以細顆粒材料為主制備，用于灌注包含大量細裂隙和微孔的地層時，其可灌性不如化學注漿材料好。此外，其漿液穩定性相對較差。

水泥粘土漿常用于砂礫石層灌漿、路基和堆場土壩加固等，主要優點是漿液穩定性較好，與土體相容性較好，可以就地取材，制備成本較低，但是水泥粘土漿固結硬化體凝結硬化速度較慢，早期和后期強度較低，同時也存在干燥收縮較大的問題。

水泥-水玻璃漿是雙液注漿體系，制備漿液時，應分別進行水泥漿的配制和水玻璃的稀釋，導致注漿工序增加，此外水泥-水玻璃注漿材料存在強度較低、耐久性和抗滲性較差的問題。

隨著注漿材料的廣泛應用，各種類型的有機聚合物被用于制備化學注漿材料，如木質素類漿液、尿醛樹脂類漿液、酚醛樹脂類漿液、丙烯酞胺類漿液、丙烯酸鹽類漿液、水溶性或非水溶性聚氨脂漿液、環氧樹脂類漿液、不飽和聚脂類漿液等。化學注漿材料不含顆粒材料，可灌性好，凝結時間可控性好，固結強度較高，抗水滲透性好，但是價格較高，是常用的水泥注漿材料的幾倍甚至幾百倍。此外，由于采用有機聚合物制備，多數漿液不同程度的具有一定毒性，對自然環境和人體健康產生威脅，因此，化學注漿材料的應用受到了極大的限制，甚至被禁止在很多工程中使用。

精細礦物漿液基于不同類型的天然礦物、人造礦物和特種功能材料的組合，顯著提高漿液性能、固結性能和耐久性，具有漿液穩定性好、漿液粘度低、可灌性好、固結強度高等特點。但是，精細礦物漿液對原材料品質要求較高，制備成本也相對較高。

在長期的工程應用過程中，常用的注漿材料仍然存在以下問題：

(1)水泥漿液硬化體抗壓強度高，有利于提高巖土加固硬化效果，而且施工工藝簡單，因此無論是巖石還是土體注漿加固都選用水泥漿液。水泥硬化體的強度和彈性模量與巖石較為接近，因此用水泥漿液固化石質邊坡、碎石路基、巖石圍擋可以更好的發揮水泥漿液強度高的優勢。但是，采用水泥注漿材料固化土體時，由于水泥硬化體的強度和彈性模量與土體相差較大，當水泥硬化體因溫度變化和含水率變化產生變形時，因為土體的強度和彈性模量明顯較低，容易導致結石體開裂和強度下降。因此，加固土體不適宜采用硬化體強度很高的水泥漿液。