改性速凝劑和粘性易控制的復合速凝水泥漿液及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種改性速凝劑，由BASF液體無堿速凝劑和親水基納米SiO2組成，所述BASF液體無堿速凝劑與親水基納米SiO2的質量份數比為4-8：05-2。本發明還公開了一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液及其制備方法，包括水泥漿液、BASF液體無堿速凝劑和親水基納米SiO2，其中BASF液體無堿速凝劑的質量為水泥漿液質量的4％-8％，親水基納米SiO2的量為水泥漿液質量的0.5％-2％。用本發明的改性速凝劑制得的復合水泥漿液的粘性隨時間指數增加，在本發明的配方范圍內得到的復合水泥漿液，初期粘性較低，有利于其在管道內、地層中的流動，中后期粘性快速增加，有利于抵抗流水沖蝕。能提高早期結石強度，改善水泥的早期強度，第28天，結石抗剪強度達到普通水泥漿液的1.5倍以上。
【專利說明】改性速凝劑和粘性易控制的復合速凝水泥漿液及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于復合速凝水泥漿液的改性速凝劑，本發明還涉及一種用于地基加固、防滲堵漏的粘性易控制的復合速凝水泥漿液及其制備方法，屬于水泥改性處理處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，地基加固、防滲堵漏的注入材料通常有水泥漿液和化學漿液。化學漿材流動性好、漿液粘度低、凝膠可控、抗滲性及耐久性能好，能注入到細微裂隙中，但是一般的化學漿液都具有毒性并且價格昂貴，強度比較低的缺陷。目前的水泥漿液一般結石體強度較高、耐久性較好、材料來源豐富、漿液配制方便、操作簡單、成本較低、但是粘性變化慢，凝膠時間長，流動不易控制，不利于在管道內的流動，抗流水沖蝕性差的缺陷。
【發明內容】
[0003]針對現有的問題，本發明的目的在于提供一種改性速凝劑，本發明還提供了一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液，本發明的第三目的是提供該種水泥漿液的制備方法。
[0004]為了實現上述第一目的，本發明的技術方案為:一種改性速凝劑，其特征在于:由BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12組成，所述BASF液體無堿速凝劑與親水基納米S12的質量份數比為4-8:0.5-2。
[0005]本發明的第二目的是這樣實現的:一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液，其特征在于:包括水泥漿液、BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12，其中BASF液體無堿速凝劑的質量為水泥漿液質量的4% -8%，親水基納米S12的量為水泥漿液質量的0.5% -2%。
[0006]在上述技術方案中:所述水泥漿液為硅酸鹽水泥漿液，所述硅酸鹽水泥漿液的水灰比為0.8。
[0007]本發明的第三目的是這樣實現的:一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液的制備方法，其特征在于:按照如下步驟制備:
[0008](I)、按照權利要求1稱取BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12,充分攪拌混合均勻，得到改性速凝劑；
[0009](2)、將水泥干粉和水攪拌混合均勻，得到水泥漿液；
[0010](3)、通過改性速凝劑注入泵和水泥注入泵分別將改性速凝劑和水泥漿液注入注漿管道內，混合后得到產品。所述水泥漿液為硅酸鹽水泥漿液，所述硅酸鹽水泥漿液的水灰比為0.8。
[0011 ] 有益效果:與現有技術相比:
[0012]1、用本發明的改性速凝劑制得的復合水泥漿液的粘性隨時間指數增加(如圖1所示)，在本發明的配方范圍內得到的復合水泥漿液，初期粘性較低，有利于其在管道內、地層中的流動，中后期粘性快速增加，有利于抵抗流水沖蝕。
[0013]2、本發明由于親水性納米S12顆粒優良的水化反應誘導作用，誘導水泥水化生成較多的水化物，加速凝固，提高早中期結石強度，另外，部分納米顆粒起到填充細化孔隙作用，納米顆粒填充到水泥水化物孔隙中，增加水泥內部密實性，進而提高結石強度，改善水泥早期強度。本發明的復合速凝水泥漿液在第七天結石強度比普通水泥漿液結石強度提高60%，第28天，結石抗剪強度達到普通水泥漿液的1.5倍以上。
[0014]3、本發明的改性速凝劑的親水性納米S12顆粒能均勻分散，不會出現團聚現象，穩定性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例1-3制備的復合水泥漿液的粘性隨時間的變化曲線；
[0016]圖2為不同水泥漿液粘性隨納米顆粒含量的變化曲線。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發明做進一步的描述:
[0018]實施例1
[0019]一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液，由水泥漿液、BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12-合制備而成，
[0020]水泥衆液選擇普通42.5MPa娃酸鹽水泥和水制成的水泥衆液,水灰比為0.8,即水和灰的質量比為8:10。
[0021 ] BASF液體無堿速凝劑的質量為水泥漿液質量的4%。
[0022]親水基納米S12的量為水泥漿液質量的0.5%。
[0023]稱取BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12，用攪拌器充分攪拌混合均勻，得到改性速凝劑。
[0024]用分散器、攪拌器將水泥干粉和水充分攪拌混合均勻，得到水泥漿液。
[0025]通過改性速凝劑注入泵和水泥注入泵分別將改性速凝劑和水泥漿液注入注漿管道內，混合后得到產品。
[0026]實施例2
[0027]一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液，由水泥漿液、BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12混合制備而成，
[0028]水泥衆液選擇普通42.5MPa娃酸鹽水泥和水制成的水泥衆液,水灰比為0.8,即水和灰的質量比為8:10。
[0029]BASF液體無堿速凝劑的質量為水泥漿液質量的6 %。
[0030]親水基納米S12的量為水泥漿液質量的I %。
[0031]稱取BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12，用攪拌器充分攪拌混合均勻，得到改性速凝劑。
[0032]用分散器、攪拌器將水泥干粉和水充分攪拌混合均勻，得到水泥漿液。
[0033]通過改性速凝劑注入泵和水泥注入泵分別將改性速凝劑和水泥漿液注入注漿管道內，混合后得到產品。
[0034]實施例3
[0035]一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液，由水泥漿液、BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12-合制備而成，
[0036]水泥衆液選擇普通42.5MPa娃酸鹽水泥和水制成的水泥衆液,水灰比為0.8,即水和灰的質量比為8:10。
[0037]BASF液體無堿速凝劑的質量為水泥漿液質量的8 %。
[0038]親水基納米S12的量為水泥漿液質量的2%。
[0039]稱取BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12，用攪拌器充分攪拌混合均勻，得到改性速凝劑。
[0040]用分散器、攪拌器將水泥干粉和水充分攪拌混合均勻，得到水泥漿液。
[0041]通過改性速凝劑注入泵和水泥注入泵分別將改性速凝劑和水泥漿液注入注漿管道內，混合后得到產品。
[0042]實施例4
[0043]六種復合速凝水泥漿液，具體為:
[0044]水泥衆液選擇普通42.5MPa娃酸鹽水泥和水制成的水泥衆液,水灰比為0.8,即水和灰的質量比為8:10。
[0045]BASF液體無堿速凝劑的質量為水泥漿液質量的5 %。
[0046]親水基納米S12的量分別為水泥漿液質量的0.25%,0.5%U%>2%,3%,4%,5%和 6%。
[0047]稱取BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12，用攪拌器充分攪拌混合均勻，得到改性速凝劑。
[0048]用分散器、攪拌器將水泥干粉和水充分攪拌混合均勻，得到水泥漿液。
[0049]通過改性速凝劑注入泵和水泥注入泵分別將改性速凝劑和水泥漿液注入注漿管道內，混合后得到產品。
[0050]采用間隔時間5分鐘，實驗30分鐘，實驗結果如圖2所示，圖2為不同水泥漿液粘性隨納米顆粒含量的變化曲線，從曲線中可以看出，當納米顆粒含量為2% -4%時，水泥漿液粘度增加幅度有所減小，當納米顆粒含量大于4%時，水泥漿液粘度迅速增加，當納米顆粒含量大于6%時，由于大量水分子被納米顆粒吸附，水泥漿液逐漸失去流動性，納米顆粒含量小于2 %時，隨著納米顆粒含量的增加，水化進程加快，水泥漿液粘性迅速增加，納米顆粒起到加速水泥水化過程的作用，符合納米顆粒誘導反應規律，納米顆粒含量處于2% -4%之間時，隨著納米顆粒含量的增加，水泥漿液粘性增加緩慢，其原因是納米材料含量大，分散性較差，產生納米顆粒團聚現象，導致納米誘導水化反應失效，因而粘性增加緩慢。納米顆粒含量大于4%后，水泥漿液粘性迅速增加，我們認為其原因是納米顆粒含量過高，導致親水性納米顆粒迅速與水泥漿液中水分子結合，使得漿液暫時脫水而失去流動性。
[0051]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術人員無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種改性速凝劑，其特征在于:由BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12組成，所述BASF液體無堿速凝劑與親水基納米S12的質量份數比為4-8:0.5_2。
2.一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液，其特征在于:包括水泥漿液、BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12，其中BASF液體無堿速凝劑的質量為水泥漿液質量的4% -8%,親水基納米S12的量為水泥漿液質量的0.5% -2%。
3.根據權利要求1所述粘性易控制的復合速凝水泥漿液，其特征在于:所述水泥漿液為硅酸鹽水泥漿液，所述硅酸鹽水泥漿液的水灰比為0.8。
4.一種粘性易控制的復合速凝水泥漿液的制備方法，其特征在于:按照如下步驟制備: (1)、按照權利要求2稱取BASF液體無堿速凝劑和親水基納米S12,充分攪拌混合均勻，得到改性速凝劑； (2)、將水泥干粉和水攪拌混合均勻，得到水泥漿液； (3)、通過改性速凝劑注入泵和水泥注入泵分別將改性速凝劑和水泥漿液注入注漿管道內，混合后得到產品。
5.根據權利要求4所述粘性易控制的復合速凝水泥漿液的制備方法，其特征在于:所述水泥漿液為硅酸鹽水泥漿液，所述硅酸鹽水泥漿液的水灰比為0.8。
【文檔編號】C04B28/04GK104386976SQ201410539214
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】李正川, 程鵬達, 付鋼, 吳夢喜, 曹林衛, 劉保林 申請人:中鐵二院重慶勘察設計研究院有限責任公司