一種納米水泥漿的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及建筑材料技術領域，尤其是一種納米水泥漿。
【背景技術】
[0002] 目前，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，但凝膠時間較長，擴散不易控制。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。為了縮短水泥漿液的凝膠時間，多采用速凝劑對水泥漿液的凝膠時 間進行控制。目前常用速凝劑例如水玻璃，多為堿性或者弱堿性，加入速凝劑后，水泥漿液 的凝固時間可在數十秒至半小時可控。由于水泥速凝漿液凝固時間縮短，水泥結石初期強 度迅速提高，一般為普通漿液的數倍，但由于速凝劑堿性作用，水泥結石中后期強度下降明 顯，后期強度平均只能達到普通漿液的一半左右。
[0003] 在大量水利或隧道等防滲加固工程中，經常會采用速凝劑材料加速水泥漿液的凝 固，控制其擴散范圍。長期觀測表明，加入堿性速凝劑后，雖然漿液的擴散范圍和水泥結石 初期強度都有所改善，但是水泥結石中后期強度衰減幅度較大，嚴重時降幅超過40%，給水 利或隧道工程留下了巨大的安全隱患。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是：克服現有技術中的不足，提供一種致密性強、使用壽命長、配比 合理、成本低的納米水泥漿。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：
[0006] -種納米水泥漿，所述納米水泥漿的質量份組成如下：硅酸鹽水泥40-60份、改性 納米二氧化硅12-28份、納米氧化鎂10-18份、緩凝劑羥乙叉二膦酸0.08-0. 24份、消泡劑 磷酸三丁酯〇.8-1. 8份、煙灰4-12份、聚丙烯纖維0.8-2. 4份、玻璃纖維0.2-0. 8份、防氣 竄劑4-8份、早強劑2-6份。
[0007] 進一步的，所述防氣竄劑的質量份組成如下：丁苯乳膠6-10份、羧基丁苯乳膠 5-12份、AMPS-AM-AA聚合物0. 02-0. 08份、壬基酚聚氧乙烯醚4-8份、乙二醇2-8份、水 10-18份。
[0008] 進一步的，所述防氣竄劑的質量份組成如下：丁苯乳膠8份、羧基丁苯乳膠6. 8份、 AMPS-AM-AA聚合物0. 05份、壬基酚聚氧乙烯醚6份、乙二醇5份、水15份。
[0009] 進一步的，所述早強劑選用液體二氧化硅、甲酸鈣、三異丙醇胺中的一種或幾種。
[0010] 更進一步的，所述早強劑選用液體二氧化硅。
[0011] 更進一步的，所述液體二氧化娃的粒徑大小為20-40nm。
[0012] 進一步的，所述改性納米二氧化硅采用以下方法制得：將氨水、乙醇和水混合得 到溶液A，將正硅酸乙酯與乙醇混合得到溶液B，再將溶液B快速加入溶液A中，磁力攪拌 1-1. 5min，然后密封反應I. 5-3h，離心用乙醇洗滌3次得到改性納米二氧化硅。
[0013] 進一步的，所述氨水的濃度為28 %，所述溶液A中水、乙醇和水的體積比為 1:1. 5-1. 8:2. 7,所述B溶液中正硅酸乙酯與乙醇的體積比為1:8-12。
[0014] 更進一步的，所述溶液A中水、乙醇和水的體積比為1:1. 6:2. 7,所述B溶液中正硅 酸乙酯與乙醇的體積比為1:10。
[0015] 進一步的，所述納米水泥漿的質量份組成如下：硅酸鹽水泥50份、改性納米二氧 化硅20份、納米氧化鎂14份、緩凝劑羥乙叉二膦酸0. 16份、消泡劑磷酸三丁酯1. 5份、煙 灰8份、聚丙烯纖維1. 6份、玻璃纖維0. 5份、防氣竄劑6份、早強劑4份。
[0016] 采用本發明的技術方案的有益效果是：本發明的納米水泥漿的稠化時間及凝結時 間能夠滿足深井擠水泥施工安全性要求；本發明提高了納米水泥的穿透能力，實現對深部 地層的有效封堵。本發明將親水基納米材料引入水泥漿的制備過程中，利用納米材料對水 泥漿液的改性作用，改善水泥漿液流變特性，提高了水泥漿液中后期強度。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。
[0018] 實施例1
[0019] -種納米水泥漿，所述納米水泥漿的質量份組成如下：硅酸鹽水泥40份、改性納 米二氧化硅12份、納米氧化鎂10份、緩凝劑羥乙叉二膦酸0. 08份、消泡劑磷酸三丁酯0. 8 份、煙灰4份、聚丙烯纖維0. 8份、玻璃纖維0. 2份、防氣竄劑4份、早強劑2份。
[0020] 其中，所述防氣竄劑的質量份組成如下：丁苯乳膠6份、羧基丁苯乳膠5份、 AMPS-AM-AA聚合物0. 02份、壬基酚聚氧乙烯醚4份、乙二醇2份、水10份。
[0021] 其中，所述早強劑選用液體二氧化硅。
[0022] 其中，所述液體二氧化硅的粒徑大小為20nm。
[0023] 其中，所述改性納米二氧化硅采用以下方法制得：將氨水、乙醇和水混合得到溶液 A，將正硅酸乙酯與乙醇混合得到溶液B，再將溶液B快速加入溶液A中，磁力攪拌lmin，然 后密封反應I. 5h，離心用乙醇洗滌3次得到改性納米二氧化硅。其中，所述氨水的濃度為 28%，所述溶液A中水、乙醇和水的體積比為1:1. 5:2. 7,所述B溶液中正硅酸乙酯與乙醇的 體積比為1:8。
[0024] 實施例2
[0025] -種納米水泥漿，所述納米水泥漿的質量份組成如下：硅酸鹽水泥45份、改性納 米二氧化硅15份、納米氧化鎂12份、緩凝劑羥乙叉二膦酸0. 12份、消泡劑磷酸三丁酯1. 2 份、煙灰6份、聚丙烯纖維1. 2份、玻璃纖維0. 4份、防氣竄劑5份、早強劑3份。
[0026] 其中，所述防氣竄劑的質量份組成如下：丁苯乳膠7份、羧基丁苯乳膠6份、 AMPS-AM-AA聚合物0. 03份、壬基酚聚氧乙烯醚5份、乙二醇3份、水12份。
[0027] 其中，所述早強劑選用液體二氧化硅和甲酸鈣。
[0028] 其中，所述液體二氧化硅的粒徑大小為30nm。
[0029] 其中，所述改性納米二氧化硅采用以下方法制得：將氨水、乙醇和水混合得到溶液 A，將正硅酸乙酯與乙醇混合得到溶液B，再將溶液B快速加入溶液A中，磁力攪拌I. 2min， 然后密封反應I. 8h，離心用乙醇洗滌3次得到改性納米二氧化硅。其中，所述氨水的濃度 為28 %，所述溶液A中水、乙醇和水的體積比為1:1. 6:2. 7,所述B溶液中正硅酸乙酯與乙 醇的體積比為1:9。
[0030] 實施例3
[0031] -種納米水泥漿，所述納米水泥漿的質量份組成如下：硅酸鹽水泥50份、改性納 米二氧化硅20份、納米氧化鎂14份、緩凝劑羥乙叉二膦酸0. 16份、消泡劑磷酸三丁酯1. 5 份、煙灰8份、聚丙烯纖維1. 6份、玻璃纖維0. 5份、防氣竄劑6份、早強劑4份。
[0032] 其中，所述防氣竄劑的質量份組成如下：丁苯乳膠8份、羧基丁苯乳膠6. 8份、 AMPS-AM-AA聚合物0. 05份、壬基酚聚氧乙烯醚6份、乙二醇5份、水15份。
[0033] 其中，所述早強劑選用液體二氧化硅。
[0034] 其中，所述液體二氧化硅的粒徑大小為4