[發明專利]改性硅酸鈉速凝材料及制備方法

在審

• 申請號: 202110167729.8
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN112830757A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 遲作強;張思峰;夏沖;趙宏魁;郜建永;武劍峰;馮嘯;李獻剛
• 申請（專利權）人: 山東省路橋集團有限公司;山東建筑大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B111/70;C04B111/27
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 紀艷艷

本發明提供了一種改性硅酸鈉速凝材料及制備方法。改性硅酸鈉速凝材料，包括組分A和組分B；組分A包括普通硅酸鹽水泥和粉煤灰，組分B包括乙二醇、己二酸和水玻璃。改性硅酸鈉速凝材料的制備方法，將組分A和組分B分別加水，按照工藝步驟制備。本發明的改性硅酸鈉速凝材料，不僅成本低廉，施工方便，性能優異，功能全面，同時注漿漿液在含有動（靜）水的通道中可迅速固化膠結，提高堵漏漿的流動阻力，減少漿液漏失。

技術領域

本發明涉及一種速凝材料及制備方法，具體涉及一種改性硅酸鈉速凝材料及制備方法，屬于建筑材料和礦用材料技術領域。

背景技術

隨著注漿理論的進步和工程實踐的積累，注漿的應用范圍和規模也在逐漸擴大，注漿材料及施工技術也得到了較大發展。從有記錄開始，注漿材料的發展己有200多年歷史，漿材由最初的粘土和石灰、水泥，發展到水泥-水玻璃漿液、化學漿液等。地下工程圍巖復雜多變，不同的地質條件對注漿材料種類及性能要求不同，選取合適的注漿材料，保證注漿質量的同時也能夠實現施工安全，因此對注漿材料進行研究具有重要意義。盡管目前注漿材料種類比較多，但是不同的注漿材料加固效果存在差異，地質條件差異較大導致所選取的注漿材料的注漿性能往往難以滿足工程的要求，一方面傳統水泥材料由于自身凝膠時間較長，對圍巖結石率較低，前期注漿后的強度并不能滿足要求，無法實現較好的注漿效果以滿足工程要求；另一方面化學類或者高分子類的通常具有凝膠時間短，膠結性能好等優點，但是造價高及易產生污染，對施工技術要求比較高，并且難以實現長期的結石效果，不能保證地下工程長期的加固安全。

在有動靜水的注漿加固工程中，例如某些煤礦采空區等，采用新型的速凝注漿封堵材料是一種針對性強且經濟有效的加固方式。該速凝材料由水泥粉煤灰和改性水玻璃混合而成，它綜合了普通水泥漿強度高和水玻璃漿液凝結速度快的優點，能在水中形成凝結時間短、早期強度高的結石體，且施工方便、性能優異、價格低廉、環保無污染，在同時需要止水和加固的富水軟巖類地層中可受到廣泛歡迎。

目前，國內外學者研制了一系列的速凝注漿材料，一定程度上推動了注漿材料的發展，對工程實踐提供了指導。

（1）中國專利CN 111777389 A介紹了一種速凝可調型水泥基水下抗分散超快硬注漿材料、制備方法及應用，該材料包括A組分和B組分；所述A組分：膠凝材料80％~90％、活性摻合料3％~10％、膨脹劑3％~7％、高性能水下抗分散劑2％~3％、聚羧酸高性能減水劑0.1％~0.3％；所述B組分：快硬膠凝材料80％~90％、活性摻合料4％~10％、膨脹劑3％~7％、高性能水下抗分散劑2％~3％、聚羧酸高性能減水劑0.1％~0.3％、緩凝劑0.1％~0.2％、早強劑0.1％~0.2％、觸變劑0.1％~0.15％、界面浸潤劑0.05％~0.1％。該注漿材料不僅具有較好水下抗分散能力，且能迅速固化膠結，提高堵漏漿的流動阻力，減少泥漿漏失。

（2）中國專利CN 103626454 A介紹了一種速凝早強雙液注漿材料的制作方法，它是由組份A和組份B混合配制而成,所述的組份A包含硫鋁酸鹽水泥、減水劑、早強劑、緩凝劑和懸浮劑，所述的組份B包含石膏、石灰、減水劑、速凝劑、懸浮劑和緩凝劑。該發明加工工藝簡便，凝結時間可調，早期強度高，單液存放時間較長、雙液混合后能夠迅速凝結、結石體微膨脹不干縮變形,且穩定性較好。

（3）中國專利CN 110002815 A介紹了一種速凝抗水分散水泥基注漿材料及制備方法，該速凝抗水分散水泥基注漿材料由干粉料和水按重量比為1：（0.36~0.40）混合而成，其中所述干粉料的原料及重量百分比為：91%~94％的水泥，6%~8％的速凝劑，0.03%~0.05％的緩凝劑，0.1%~0.2％的激發劑，0.2%~0.3％減水劑，0.1%~0.15％的增稠劑，0.1%~0.2％的早強劑，0.05%~0.1％的表面活性劑；該材料凝結時間短，初凝時間不大于5min，且抗水分散性能好，在水下不分散，結石體強度高，1天抗壓強度不小于5MPa，3天抗壓強度不小于20MPa，可以很好的應用于隧道突涌水災害的治理。