[發(fā)明專利]一種動(dòng)水抗分散封堵材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810602644.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN108484058B
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李術(shù)才;李召峰;張健;齊延海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/04
• 分類號(hào): C04B28/04;E02B3/16;E02D31/02;E21B33/13;C04B111/70
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王志坤

本發(fā)明涉及一種動(dòng)水抗分散封堵材料，屬于注漿材料制備技術(shù)領(lǐng)域。所述封堵材料由A、B兩種組分構(gòu)成，所述A組分包括水硬性膠凝材料、水，且水膠比為(0.6?1):1；所述B組分包括：按重量百分比計(jì)，水溶性植物膠0.3?1.2％、聚合物多元醇0.2?1％、醇類多糖0.2?1.5％、水玻璃10?44％、水52.3?86.3％。本發(fā)明的封堵材料具有成本低、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)、抗分散能力強(qiáng)、漿液留存率高、結(jié)石體力學(xué)性能優(yōu)良、安全無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)試驗(yàn)，在1.5m/s水速下，30min內(nèi)漿液留存率達(dá)90％以上，最高可達(dá)97％，取得了良好的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及注漿材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)水抗分散封堵材料及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，我國(guó)高速鐵路、高速公路、城市軌道交通、大型水利水電工程、深部礦山建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，其中大量隧道及地下工程遭遇斷層、巖溶及富水破碎巖體區(qū)域，施工過程中極易誘發(fā)突涌水災(zāi)害，造成工期延誤，人員傷亡，財(cái)產(chǎn)損失。

突涌水災(zāi)害通常是災(zāi)害含水體通過滲透、擠壓沖擊、直接噴涌等方式進(jìn)入建設(shè)工程。在地下工程災(zāi)害中，突涌水災(zāi)害是發(fā)生次數(shù)最多且危害性最大的一種，占地下工程事故發(fā)生總次數(shù)的一半以上。突涌水災(zāi)害在直接或間接造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，還會(huì)惡化施工環(huán)境，嚴(yán)重影響工程施工，導(dǎo)致工程延期。

目前針對(duì)隧道與地下工程突涌水災(zāi)害治理，常以水泥漿液、水泥-水玻璃漿液和聚氨酯類化學(xué)封堵材料為主，如戚厚羿在《巖溶管道涌水注漿封堵機(jī)理研究及配套注漿裝備研發(fā)》中以水泥-水玻璃為注漿材料，研究了動(dòng)水流速變化情況下，漿液從固定沉積至與動(dòng)水形成偽均質(zhì)流體的全過程變化規(guī)律。張聰?shù)仍凇端聨r溶漿液抗分散性質(zhì)試驗(yàn)研究及工程應(yīng)用》中用自制的改性黏土水泥膏漿(由水泥、黏土、水及改性劑組成)，采用全面試驗(yàn)法對(duì)改性黏土水泥膏漿進(jìn)行抗分散性質(zhì)試驗(yàn)，其在動(dòng)水流速0.2m/s的情況下漿液留存率達(dá)到了96.2％，但當(dāng)水流速增加到0.8m/s的時(shí)，漿液留存率急劇下降，僅為62.62％。

但上述現(xiàn)有技術(shù)中，水泥漿液因其凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、易被水沖散，難以留存，封堵效率低且效果無(wú)法保證；水泥-水玻璃漿液凝結(jié)時(shí)間難以控制，受漿液配比和環(huán)境影響大，導(dǎo)致漿液擴(kuò)散能力差，施工操作困難，難以保證突涌水封堵效果；聚氨酯漿液遇水反應(yīng)劇烈，膨脹固化速率過快，嚴(yán)重制約其在地層中擴(kuò)散范圍，且漿液具有毒性，固結(jié)體易老化等缺點(diǎn)。因此，常規(guī)動(dòng)水封堵材料難以滿足突涌水災(zāi)害治理工程需求，封堵材料性能已成為隧道與地下工程突涌水封堵效果的關(guān)鍵制約因素，亟需一種成本低、綠色環(huán)保、且適用于高流速、抗分散性能優(yōu)異的動(dòng)水封堵材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種動(dòng)水抗分散封堵材料及其制備方法。本發(fā)明的封堵材料具有漿液留存率高、抗分散能力強(qiáng)、凝結(jié)時(shí)間可調(diào)、結(jié)石體力學(xué)性能優(yōu)良、安全無(wú)毒、成本低等優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取得了良好的效果。

本發(fā)明的第一目的是提供一種動(dòng)水抗分散封堵材料。

本發(fā)明的第二目的是提供一種動(dòng)水抗分散封堵材料的制備方法。

本發(fā)明的第三目的是提供一種動(dòng)水的封堵方法。

本發(fā)明的第四目的是提供動(dòng)水抗分散封堵材料及其制備方法、動(dòng)水的封堵方法的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，具體的，本發(fā)明公開了以下技術(shù)方案：

首先，本發(fā)明公開了一種動(dòng)水抗分散封堵材料，所述封堵材料由A、B兩種組分構(gòu)成，所述A組分包括水硬性或氣硬性膠凝材料、水，且水膠比為(0.6-1):1。

所述B組分包括：按重量百分比計(jì)，水溶性植物膠0.3-1.2％、聚合物多元醇0.2-1％、醇類多糖0.2-1.5％、水玻璃10-44％、水52.3-86.3％。

所述水硬性膠凝材料包括強(qiáng)度等級(jí)為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R的硅酸鹽水泥等中的一種或幾種。