[發(fā)明專利]一種凝結(jié)時間可控的單組分活性同步砂漿及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011626159.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112592138B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白建軍;劉祎;陳雷;張轉(zhuǎn)轉(zhuǎn);陳興強;梁超;楊基好;劉頓;段超;李亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵十局集團(tuán)有限公司;中鐵十局集團(tuán)城市軌道交通工程有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 合肥興東知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34148
• 代理人: 王偉

本發(fā)明涉及一種凝結(jié)時間可控的單組分活性同步砂漿及其制備方法，該同步砂漿按重量份，包括以下原料：水泥15～30份、礦粉10～17份、膨潤土3～6份、高嶺土1.5～3份、聚氧化乙烯粉0.05～0.1份、植物膠粉0.05～0.2份、緩釋保坍型聚羧酸減水劑0.1～0.5份、淀粉包裹水玻璃顆粒0.5～1份、早強劑0.2～0.5份、中細(xì)砂40～50份、水15～25份。本發(fā)明解決了單組分同步砂漿凝結(jié)時間長和易被地下水侵蝕的技術(shù)難題，克服了雙組分同步砂漿存在的施工過程經(jīng)常堵管的不足，獲得的單組分同步砂漿凝結(jié)時間可控、觸變大、抗水侵蝕性能優(yōu)和硬化后強度高，可用于富水地質(zhì)的盾構(gòu)施工一次同步注漿，增大了一次注漿填充密實率和硬化后的飽滿率，且注漿后較短時間內(nèi)砂漿即達(dá)初凝狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及盾構(gòu)工程材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種凝結(jié)時間可控的單組分活性同步砂漿及其制備方法。

背景技術(shù)

盾構(gòu)施工過程中，盾構(gòu)機(jī)盾尾脫離管片后，管片與圍巖面間存在15cm左右的空隙，極易導(dǎo)致上層土體沉降、構(gòu)筑物沉降以及管片上浮等施工現(xiàn)象，為避免出現(xiàn)以上施工現(xiàn)象，常采用同步注漿的方式及時填充空隙。同步注漿常見種類有惰性同步砂漿、單組分活性砂漿和雙組分活性砂漿。其中，惰性同步砂漿適用于地下水少的地質(zhì)；單組分活性砂漿和雙組分活性砂漿適用于富水地質(zhì)的同步注漿和二次注漿。雙組分活性砂漿由盾構(gòu)機(jī)殼體尾部的雙注漿管同時噴射出的水泥漿組分和水玻璃組分混合而成，兩種組分混合后漿體快速失去流動性并凝結(jié)硬化，但很難完全填充空隙，且經(jīng)常堵管，工程中多用于二次注漿和定點堵漏用。單組分活性砂漿具備較長的工作時間，通過長距離流動密實填充管片周圍的空隙，是富水地質(zhì)盾構(gòu)施工常用的同步注漿材料，但應(yīng)用表明：常用單組分活性砂漿的凝結(jié)時間過長(通常充填后4～6h達(dá)初凝狀態(tài))且無有效的控制方法，富水地質(zhì)盾構(gòu)施工時極易被地下水侵蝕，形成填充空洞，造成地面沉降、管片上浮和隧道漏水等眾多施工問題，影響了盾構(gòu)施工質(zhì)量，增大了隧道堵漏維修成本。單組分活性砂漿具有工作時間長的顯著優(yōu)勢，但必須解決其凝結(jié)時間長且不可控等技術(shù)缺陷，方可最大限度發(fā)揮其密實填充效果。

目前，尚未見相關(guān)專利及文獻(xiàn)提及解決單組分活性砂漿凝結(jié)時間長且不可控等技術(shù)缺陷的有效技術(shù)方法，本發(fā)明協(xié)調(diào)運用保坍型聚羧酸減水劑分時緩釋、速凝組分定時釋放和早強等技術(shù)原理，提出一種凝結(jié)時間可控的單組分活性同步砂漿及其制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是單組分活性砂漿凝結(jié)時間長和凝結(jié)時間不可控，提供一種凝結(jié)時間可控、觸變大、抗水侵蝕性能優(yōu)和硬化后強度高的單組分活性同步砂漿及其制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種凝結(jié)時間可控的單組分活性同步砂漿，按重量份，包括以下原料：水泥15～30份、礦粉10～17份、膨潤土3～6份、高嶺土1.5～3份、聚氧化乙烯粉0.05～0.1份、植物膠粉0.05～0.2份、緩釋保坍型聚羧酸減水劑0.1～0.5份、淀粉包裹水玻璃顆粒0.5～1份、早強劑0.2～0.5份、中細(xì)砂40～50份、水15～25份。

進(jìn)一步地，所述水泥為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥中的任意一種，強度等級不低于42.5；所述礦粉為S95級及以上。

進(jìn)一步地，所述膨潤土為鈉基膨潤土；所述高嶺土中粒徑小于2μm的顆粒含量不低于90％。

進(jìn)一步地，所述聚氧化乙烯粉的相對分子量為30萬～40萬，細(xì)度為100目及以上。

進(jìn)一步地，所述植物膠粉為菁膠、瓜爾膠、胡麻膠和香豆膠中的任意一種，分子量為20萬～100萬，中粘型。

進(jìn)一步地，所述緩釋保坍型聚羧酸減水劑由多種減水功效釋放時間不同的聚醚型聚羧酸減水劑母液復(fù)配而成，通過調(diào)控各聚醚型聚羧酸減水劑母液用量復(fù)配出1～4h內(nèi)任意保坍時間的緩釋保坍型聚羧酸減水劑。

進(jìn)一步地，所述淀粉包裹水玻璃顆粒是表面包裹0.5～1mm厚淀粉膠的速溶硅酸鈉顆粒。