一種新型注漿材料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種新型注漿材料，屬于材料科學技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經濟的快速發展，交通建設（如高鐵、地鐵、公路）規模越來越大，地下工 程和水利工程也越來越受到人們的重視。運是由于高鐵、地鐵不斷地增多，且地下交通工程 條件日趨復雜，逐漸顯現出崩塌、突水、涌泥等問題；另外，交通流量和軸重飛速增加，公路 也逐漸出現了沉陷、翻漿、裂縫等各種結構性缺損。為了解決運些問題，人們采取注漿技術 對地下工程和水利工程進行加固和封堵。
[0003] 注漿技術是將具有充填膠結性能的材料配成漿液，且運用適當的加壓注漿設備將 其注入到被注體內，如地層的裂隙、孔隙或孔桐等，使漿液滲透、填充，并發生凝結、硬化，進 而實現加固或封堵的目的。因此，注漿材料是確保地下工程和水利工程加固和封堵的關鍵。
[0004] 目前，注漿材料主要可分為水泥注漿材料和化學注漿材料。水泥注漿材料又包括 水泥漿、水泥黏±漿和水泥-水玻璃漿等。水泥類注漿材料雖然具有原料來源豐富、價格較 低且結石體強度高等優點，但其存在粒徑較粗，巖體中微細裂隙難W注入，初凝與終凝時間 較長且不易準確控制、穩定性差、強度增長速度慢及析水率高等缺點，并且存在大孔隙地層 中注漿易出現漏漿和小孔隙地層中可注性差等現象。化學注漿材料包括丙締酷胺類、木質 素類、脈醒樹脂類、聚氨樹脂類和環氧樹脂漿液等。化學類注漿材料雖然具有穩定性好、可 注性強、粘度低、凝膠時間易控等優點，且能注入巖±中的較細小的裂隙或孔隙，但其不足 之處在于：強度較低、耐久性較差、一定的毒性、對環境產生污染且價格昂貴。因此，運些注 漿材料的應用范圍是非常有限的。 陽0化]近年來，國內外在改善注漿材料方面做了大量的研究工作，如中國專利CN102001847B公開了一種《一種膏狀速凝注漿材料及其制備方法》，該種材料是由重量份比 為娃酸鹽水泥1份，水1份，化學改性劑0. 1~1. 5份制成，其中所述的化學改性劑重量百分 比組成為娃酸鋼90 %，聚簇酸系減水劑5 %，聚乙二醇5 %。其彌補了目前速凝注漿材料不 易操控、水中不抗分散的缺點，具有不易造成注漿管路堵塞或鉆孔堵塞、強度高的特點。又 如CN102924013A公開了一種《路用快凝無機注漿材料》，該材料由娃酸鹽水泥、添加劑和 水組成，其中娃酸鹽水泥的重量為基準，添加劑則由重量百分比為緩凝劑1%。~3%。，減水 劑0. 5 %~3 %，膨脹劑2 %~10 %，礦物外加劑0~50 %，娃酸鹽水泥和礦物外加劑與水的 重量比為：娃酸鹽水泥和礦物外加劑：水=1 : 0.40~0.45制成。其適應于路基加固，具 有強度高、穩定性好、流動性好、耐久性好，早期無收縮，原材料豐富，價格價廉等的特點。雖 然注漿材料的研究工作取得了一定的成就，但是聚合物和礦物外加劑雙滲在注漿材料的研 究仍然是非常有限的。因此，開發一種新型的注漿材料將對擴寬其應用范圍起到非常重要 的作用。
【發明內容】
[0006] 針對上述現有技術中的不足，本發明所要解決的技術問題是提出了一種新型注漿 材料。
[0007] 本發明為解決上述問題所采取的技術方案為：
[0008] 一種新型注漿材料，由下述重量份配比的原料制成：娃酸鹽水泥50~60份、侶酸 鹽水泥10~20份、聚合物乳液3~6份、礦物外加劑20~30份、消泡穩定劑0. 1~0. 3 份、激發劑3~7份、保水劑0. 1~0. 3份、表面活性劑0. 2~0. 4份、膨潤± 1~3份、細 砂0. 1~0. 5份、碳酸鋼0. 3~0. 5份、陶瓷纖維0. 04~0. 06份、乳膠粉0.Ol~0. 03份、 白云石0. 02~0. 04份、葉臘石0.Ol~0. 03份、甲基娃酸鋼4~8份。
[0009] 所述的聚合物乳液為1~2份聚乙締醇、1~2份聚乙締醋酸醋、1~2份娃溶膠 的混合物，其中所述娃溶膠的Si〇2含量為30~50%，粒徑范圍為20~80皿。
[0010] 所述的礦物外加劑為2~5份娃灰粉、10~15份粉煤灰、8~10份鋼渣的混合物， 且細度在200~300目。
[0011] 所述的消泡穩定劑為二甲基硅油；所述的激發劑為娃酸鋼，其中娃酸鋼模數為 1. 5~1. 9 ;所述的保水劑為簇甲基纖維素；所述的表面活性劑為十二烷基橫酸鋼。 陽〇1引優選的，
[0013] 一種新型注漿材料，由下述重量份配比的原料制成：娃酸鹽水泥55份、侶酸鹽水 泥15份、聚乙締醇1. 5份、聚乙締醋酸醋1. 5份、娃溶膠1. 5份、娃灰粉4份，粉煤灰13份， 鋼渣9份、二甲基硅油0. 2份、娃酸鋼5份、簇甲基纖維素0. 2份、十二烷基苯橫酸鋼0. 3份、 膨潤± 2份、細砂0. 3份、碳酸鋼0. 4份、陶瓷纖維0. 05份、乳膠粉0. 02份、白云石0. 03份、 葉臘石0. 02份、甲基娃酸鋼6份。
[0014] 本發明中，娃酸鹽水泥和侶酸鹽水泥的各項指標如下：
[0015] 表1娃酸鹽水泥和侶酸鹽水泥各成分的重量百分含量（％ )
[0016]
陽017] 娃酸鹽水泥具有早期強度高、凝結快、耐凍性好特點，是一種低成本的注漿材料； 侶酸鹽水泥中氧化侶含量比較高，而侶離子能與聚合物發生交聯反應形成穩定的分子結 構，提高了顆粒之間的膠結作用，從而改善注漿材料的性能。
[0018] 聚合物乳液能與水泥水化產物間發生化學反應，形成W化學鍵結合的界面結構， 改善水灰比高、孔隙率大的骨料與水泥之間的界面過渡區，從而使注漿材料具有流動性好、 抗壓強度高、耐久性好。特別是娃溶膠中納米二氧化娃能夠很好改性聚合物，使聚合物獲得 更好的綜合性能，進而改善注漿材料的耐久性能、滲透性能和抗壓強度等。同時，還利用了 多種乳液的共混來克服單一乳液改性注漿材料的不足。
[0019] 礦物外加劑在激發劑娃酸鋼的作用下，能使注漿材料的耐久性能和結石率提高， 同時還能使注漿材料的成本降低。其中，娃灰粉能夠填充水泥顆粒間的孔隙，提高注漿材 料的密實性，進而提高漿液的結石率，降低漿液的析水率；粉煤灰能夠改善注漿材料的和易 性、可累性和抗滲能力；鋼渣能夠提高注漿材料的抗壓性能、耐久性能和抗侵蝕性能。
[0020] 由于水泥漿體中的巧離子或侶離子等多價陽離子及砂漿在拌和時所產生的剪切 力會導致乳液破乳凝聚和氣泡增加，影響注漿材料的性能，因此添加消泡穩定劑二甲基娃 油則可W解決；保水劑簇甲基纖維素能夠提高注漿材料的流動性，防止水分流失和二次污 染；表面活性劑十二烷基苯橫酸鋼能夠改善表面張力，使表面張力更低，滲透能力更強，從 而提高注漿材料的耐久性能。
[OOW膨潤±、細砂的加入，使注漿材料的和易性能增加；碳酸鋼，能夠縮短凝結時間，提 高早期強度，同時由于其能與巧離子反應生成碳酸巧，進而減少注漿材料的孔隙率；陶瓷纖 維，能提高注漿材料的耐磨性、初性和熱膨脹性，減少脫落；乳膠粉，能改善注漿材料的施工 性，同時還提高抗折強度和耐久性能；白云石、葉臘石，能填充在能夠填充水泥顆粒間的孔 隙，提高注漿材料的密實性，增強防水性