專利名稱：一種水泥基雙液注漿材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種以水泥為基本原料配制的特種建筑材料，特別適用于快速固沙、補縫、壓水、堵漏等作業場合。
背景技術：
注漿材料是用壓送的手段，把具有一定凝膠時間的漿液注入到松散土層或含水巖層裂縫中，漿液凝結后，固結土的顆粒或者充塞巖層裂縫，使土層(巖層)的力學性質得以改善。這種對地層的加固方法設備簡單，占地小，不影響交通，加固深度可深可淺，工期短，見效快，施工中噪聲小振動小。已經在土建、市政工程、隧道、地鐵、礦井工程等許多領域廣泛應用。國內外目前采用的注漿工藝分為單液、雙液兩種形式，應該說，從任意調整凝膠時間，尤其是根據需要大幅度延長可注時間的角度看，雙液注漿適應面更廣。在要求漿液凝膠時間很短，可注時間長的情況下，單液漿是根本無法比擬的。雙液注漿目前所采用的基本是水玻璃漿材(以下簡稱CS液)，尤其其中的“水玻璃+水泥類”漿材，使用更為普遍。其優點是凝膠時間可從幾秒至幾分鐘根據需要靈活調整，材料來源廣泛，價格便宜，無毒性。缺點是凝膠體強度偏低，滲透性差、水玻璃不好保管，由于水解作用，其淋溶物將影響環境，耐久性也較差，由于上述影響很多堵水一、二年后又開始漏水。水泥類漿材(含普通水泥、超細水泥、濕磨水泥、硅粉等)普通水泥類漿材價格便宜，來源廣泛，無毒，無污染，耐久性較好，但強度偏低，不能注入中細砂層；超細水泥類漿材強度高，耐久性好，可注入中細砂層，但價格較高。水泥類漿料目前所采用單的均為單液注漿形式。
高分子漿材是目前國外所采用一種，強度高，耐久性好，可注性好，擔價格很高，有毒性，污染環境，很多國家已禁止使用，改用雙液注漿。
發明內容
本發明的目的是提供一種水泥為基材的雙液灌漿材料，在保證流動性、滲透性、速凝時間可調性的前提下實現無毒、堅固、耐久、和廉價的特點。
本雙液注漿材料包含兩組干粉狀混合材料，一種是以硅酸鹽水泥或超細硅酸鹽水泥做基材，另一種以硫鋁酸鹽水泥或超細硫鋁酸鹽水泥做基材。兩種基材加配不同的緩凝劑、絮凝劑、減水劑、促凝劑、無機填料、以及石膏和石灰石組成化學性能高度互補的兩種混合材料A和B。在使用時，將兩種粉料A和B分別加水攪拌成漿液，各自在兩小時內能保持優良的流動性；注入地層時，兩漿液在通過雙漿灌注設備的注漿管端部相遇并充分混合。混合漿液的凝膠時間可以根據施工要求在調整兩種混合材料的比例，很容易地實現幾十秒至幾小時之間可調，漿液凝膠后迅速凝結硬化產生強度。
根據反復的實驗本發明得出以下具體地配方中混合材料A和混合材料B的重量百分比分別為混合材料A硫鋁酸鹽水泥30％～98.1％，緩凝劑檸檬酸0.1％～0.5％，絮凝劑聚炳烯酰胺0％～0.8％，減水劑FDN0.6％～1.5％無機填料粉煤灰0～69.1％，混合材料B硅酸鹽水泥為20％～88％，石膏粉6％～15％，絮凝劑UWN0％～0.7％，促凝劑碳酸鋰0.4％～1.0％，減水劑FDN0.5％～1.3％，石灰2.0％-5.0％，無機填料粉煤灰0％-70.8％。
采用以上配方進行雙漿灌注施工一天強度可達到其他水泥基注漿材料的5倍以上。該漿液結實率高達接近100％，在地下不存在溶蝕和崩解問題，因此耐久性好，且不會溶出各種離子從而有害環境。該材料由于加有特殊外加劑，因此保水性和可注性好，在地層中易形成網絡狀漿脈，對加固沙、土等軟地層極為有利。一般凝膠時間快的用于地下工程開挖前的超前堵水，凝膠時間長的用于軟地層加固。由于本發明中采用的均為普通水泥原料，其造價低、無毒，還可以大量地利用粉煤灰和礦渣粉一類的工業廢渣，因而據有顯著的環境效益。
具體實施例方式
本發明關鍵在于借助了硫鋁酸鹽水泥和硅酸鹽水泥化學性能的互補特性，并在多項外加劑的調配下實現了雙漿外調配，同步注入的工藝步驟，并據有快速完成速凝、膨漲、早強的性能。硫鋁酸鹽水泥具體采用的是快硬硫鋁酸鹽水泥，或快硬鐵鋁酸鹽水泥，或膨脹硫鋁酸鹽水泥，或膨脹鐵鋁酸鹽水泥，或低堿度硫鋁酸鹽水泥，或上述水泥的熟料粉，或上述水泥與熟料研磨后的超細粉。
實驗證明還可以將混合材料A中的硫鋁酸鹽水泥用鋁酸鹽水泥替代，此時混合干粉合材料A和混合材料B的重量百分比分別為材料A鋁酸鹽水泥60％～90％，緩凝劑硼酸0.3％～0.6％，絮凝劑聚丙烯酰胺0.2％～0.7％，減水劑FDN1.2％-1.6％，無機填料礦渣粉7.4％-38.3％。材料B硅酸鹽水泥為25％～55％，石膏粉15％～20％，絮凝劑UWB0.6％～0.7％，促凝劑氯化鋰0.8％～1.0％，無機填料礦渣粉34％-56.6％，石灰1.15％-3.0％。
下面給出混合材料A和混合材料B的組份重量百分比的實施例
混合材料A和混合材料B組份中的緩凝劑硼酸，用檸檬酸，或酒石酸，或葡萄糖酸鈉，或木質素磺酸鈣，或草酸替代，可以產生基本相同的效果。
混合材料A和混合材料B組份中的絮凝劑UWN與聚丙烯酰胺互為替代品。
混合材料A和混合材料B組份中減水劑FDN可采用減水劑SM替代。
混合材料A和混合材料B組份中的無機填料粉煤灰是用礦渣粉，或石灰石粉，或硅粉替代。
混合材料A和混合材料B組份中的減水劑FDN采用SM、或萘系減水劑、或三聚氰胺系減水劑、或脂肪酸系減水劑或聚羧酸系減水劑替代。
混合材料A和混合材料B組份中促凝劑碳酸鋰采用氯化鋰替代。
絮凝劑UWN，減水劑FDN和SM均為建筑工程中常用的水泥外加劑的商品名稱，均有專業廠家生產和市場公開銷售。
混合材料A和混合材料B組合在一起成為雙漿灌注材料。施工時，可以根據具體的產品型號所附帶的配比實驗參考數據，采用混合材料A和混合材料B從1∶4-4∶1之間不同的組配方式形成不同有效濃度的雙漿，很容易地實現初凝時間從幾十秒至幾小時之間可調，并適應不同的工程技術條件和不同地質狀況對漿液凝膠后硬化強度地要求。克服了現有技術的缺點，達到了便捷，實用，廉價，環保的效果。
權利要求
1.一種水泥基雙液注漿材料，由加水后形成注漿雙液的兩種干粉狀混合材料A和混合材料B組成，其特征在于混合材料A和混合材料B的重量百分比分別為混合材料A硫鋁酸鹽水泥30％～98.1％，緩凝劑檸檬酸0.1％～0.5％，絮凝劑聚炳烯酰胺0％～0.8％，減水劑FDN0.6％～1.5％無機填料粉煤灰0～69.1％，混合材料B硅酸鹽水泥為20％～88％，石膏粉6％～15％，絮凝劑UWN0％～0.7％，促凝劑碳酸鋰0.4％～1.0％，減水劑FDN0.5％～1.3％，石灰2.0％-5.0％，無機填料粉煤灰0％-70.8％。
2.根據權利要求1所述的水泥基雙液注漿材料，其特征在于混合材料A中的硫鋁酸鹽水泥可以用鋁酸鹽水泥替代，此時混合干粉合材料A和混合材料B的重量百分比分別為材料A鋁酸鹽水泥60％～90％，緩凝劑硼酸0.3％～0.6％，絮凝劑聚丙烯酰胺0.2％～0.7％，減水劑FDN1.2％-1.6％，無機填料礦渣粉7.4％-38.3％。材料B硅酸鹽水泥為25％～55％，石膏粉15％～20％，絮凝劑UWB0.6％～0.7％，促凝劑氯化鋰0.8％～1.0％，無機填料礦渣粉34％-56.6％，石灰1.15％-3.0％。
3.根據權利要求1所述的水泥基雙液注漿材料，其特征在于混合材料硫鋁酸鹽水泥采用的是快硬硫鋁酸鹽水泥，或快硬鐵鋁酸鹽水泥，或膨脹硫鋁酸鹽水泥，或膨脹鐵鋁酸鹽水泥，或低堿度硫鋁酸鹽水泥，或上述水泥的熟料粉，或上述水泥與熟料研磨后的超細粉。
4.根據權利要求1所述的水泥基雙液注漿材料，其特征在于混合材料A和混合材料B中的緩凝劑硼酸，用檸檬酸，或酒石酸，或葡萄糖酸鈉，或木質素磺酸鈣，或草酸替代。
5.根據權利要求1所述的水泥基雙液注漿材料，其特征在于混合材料A和混合材料B中的絮凝劑UWN與聚丙烯酰胺互為替代品。
6.。根據權利要求1所述的水泥基雙液注漿材料，其特征在于混合材料A和混合材料B中的減水劑FDN用減水劑SM替代。
7.根據權利要求1所述的水泥基雙液注漿材料，其特征在于混合材料A和混合材料B中的無機填料粉煤灰是用礦渣粉，或石灰石粉，或硅粉替代。
8.根據權利要求1所述的水泥基雙液注漿材料，其特征在于混合材料A和混合材料B中的減水劑FDN采用SM、或萘系減水劑、或三聚氰胺系減水劑、或脂肪酸系減水劑或聚羧酸系減水劑替代。
9.根據權利要求1所述的水泥基雙液注漿材料，其特征在于混合材料A和混合材料B中的促凝劑碳酸鋰采用氯化鋰替代。
全文摘要
本發明涉及一種以水泥為基本原料配制的雙漿灌注材料。由加水后形成注漿雙液的兩種干粉狀混合材料A和混合材料B組成，重量百分比分別為混合材料A硫鋁酸鹽水泥30％～98.1％，緩凝劑檸檬酸0.1％～0.5％，絮凝劑聚炳烯酰胺0％～0.8％，減水劑FDN0.6％～1.5％無機填料粉煤灰0～69.1％，混合材料B硅酸鹽水泥為20％～88％，石膏粉6％～15％，絮凝劑UWN0％～0.7％，促凝劑碳酸鋰0.4％～1.0％，減水劑FDN0.5％～1.3％，石灰2.0％－5.0％，無機填料粉煤灰0％－70.8％。
文檔編號C04B28/00GK1709821SQ20051001257
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月8日 優先權日2005年6月8日
發明者張振秋, 王建黔, 陳智豐, 殷慶力 申請人:張振秋