[發(fā)明專利]用于隧洞巖石防護(hù)的薄噴型高性能聚合物砂漿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211043704.8
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115353351B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹登云;任銀霞;朱永斌;杜如意;張艷霞;張麗萍;李榮
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆科能新材料技術(shù)股份有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C08G18/62;C08G18/79;C08F220/06;C08F220/18;C08F220/56;C08F220/20
• 代理公司: 烏魯木齊恒智專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 65102
• 代理人: 李伯勤

本發(fā)明公開了一種用于隧洞巖石防護(hù)的薄噴型高性能聚合物砂漿，包含高性能聚合物凈漿和薄噴型高性能聚合物砂漿，包含A、B、C和D組分。A組分由聚氨酯硬段改性丙烯酸乳液、消泡劑、分散劑組成，B組分為水泥，C組分為環(huán)氧改性丙烯酸乳液、消泡劑、分散劑、水組成，D組分為:水泥、粉煤灰、乳膠粉、石英砂、淀粉醚、羥丙基甲基纖維素、聚丙烯纖維素組成。本發(fā)明可以明顯提高薄噴型高性能聚合物砂漿與基巖的粘結(jié)性，粘結(jié)強(qiáng)度≥4MPa，無需錨桿錨固，薄噴型高性能聚合物砂漿力學(xué)性能高，抗?jié)B、抗侵蝕、抗沖磨優(yōu)異，進(jìn)一步施用薄噴型高性能聚合物砂漿可以提高隧洞使用年限；噴涂施工，適用于凸凹不平的基巖巖面，施工更高效更均勻。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于隧洞巖石防護(hù)的高性能聚合物砂漿，特別是一種用于隧洞巖石防護(hù)的薄噴型高性能聚合物砂漿。

背景技術(shù)

現(xiàn)有隧洞巖石防護(hù)中，主要通過下列方法：①定錨桿，噴涂10～30cm的C20、C25、C30混凝土，該技術(shù)成本高，影響洞徑，降低隧洞過水能力；②噴涂1～2mm環(huán)氧涂料，成本高，環(huán)保性相對差；③涂抹3～10mm環(huán)氧砂漿，成本高，施工復(fù)雜。

對于Ⅰ類圍巖：極硬巖，巖體完整。屬于穩(wěn)定圍巖，巖石新鮮完整，受地質(zhì)構(gòu)造影響輕微、節(jié)理裂隙不發(fā)育或稍發(fā)育，多系閉合且延伸不長，沒有或僅有寬度一般小于0.lm的軟弱結(jié)構(gòu)面。結(jié)構(gòu)面無不穩(wěn)定組合，斷層走向與洞線正交，地下水活動輕微，巖體呈塊狀整體結(jié)構(gòu)或塊狀砌體結(jié)構(gòu)。

對于Ⅰ類圍巖一般不需要支護(hù)。

對于Ⅱ類圍巖：極硬巖，巖體完整；硬巖，巖體完整。屬于基本穩(wěn)定圍巖，巖石新鮮或微風(fēng)化，受地質(zhì)構(gòu)造影響一般，節(jié)理裂隙稍發(fā)育或發(fā)育，有少數(shù)寬度不大于0.5～0.6m的軟弱結(jié)構(gòu)面，層間結(jié)合差，巖體呈塊狀砌體或?qū)訝钇鲶w結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)面組合基本穩(wěn)定，僅局部有不穩(wěn)定組合，斷層等軟弱結(jié)構(gòu)面走向與洞線斜交或正交。洞壁潮濕有滲水或滴水。

對于Ⅱ類圍巖視情況可噴薄層混凝土，開挖跨度大時可采用噴錨支護(hù)。對于過水隧洞，運(yùn)行過程中受到?jīng)_磨、侵蝕等破壞，需要對隧洞巖石表面進(jìn)行防護(hù)處理，現(xiàn)有技術(shù)為混凝土或環(huán)氧砂漿較多。

目前急需一種不影響洞徑，綠色環(huán)保、性價比較高的聚合物砂漿防護(hù)技術(shù)。

因此，一種能夠較大程度的提升輸水隧洞巖壁的抗?jié)B、抗侵蝕、抗沖磨能力，提高安全運(yùn)行年限的用于隧洞巖石防護(hù)的高性能聚合物涂料，特別是一種施工簡單易行的用于隧洞巖石防護(hù)的薄噴型高性能聚合物砂漿就應(yīng)運(yùn)而生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于隧洞巖石防護(hù)的高性能聚合物涂料，特別是一種施工簡單易行的用于隧洞巖石防護(hù)的薄噴型高性能聚合物砂漿，能夠較大程度的提升輸水隧洞巖壁的抗?jié)B、抗侵蝕、抗沖磨能力，提高安全運(yùn)行年限。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：包含高性能聚合物凈漿和薄噴型高性能聚合物砂漿。

所述的高性能聚合物凈漿包含A組分和B組分。

所述的A組分由聚氨酯硬段改性丙烯酸乳液4-6重量份、消泡劑0.03～0.05重量份、分散劑0.1～0.2重量份組成。

所述的A組分中，聚氨酯硬段改性丙烯酸酯乳液由甲基丙烯酸丁酯120～150重量份，甲基丙烯酸180～190重量份，丙烯酰胺45～65重量份，甲基丙烯酸羥丁酯25～45重量份，引發(fā)劑0.5～2.0重量份，去離子水40～70質(zhì)量份，乳化劑2.5～5重量份，HDI三聚體80～120重量份組成并通過以下過程制備。

(1)首先設(shè)計一個小分子量的丙烯酸樹脂中間體化合物，確保該化合物側(cè)鏈含有足夠量的活性羥基和氨基基團(tuán)，并且將該化合物的數(shù)均分子量控制在800-15000以內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)以上設(shè)計，合成時采用甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸，丙烯酰胺，甲基丙烯酸羥丁酯為原料，在引發(fā)劑作用下，溫度控制在70～95℃反應(yīng)2～3h，進(jìn)行自由基聚合得到分子量的丙烯酸樹脂中間體化合物。所述的引發(fā)劑為2～4％濃度的過硫酸鉀溶液。