專利名稱：一種注漿材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種綜合性能優(yōu)異的注漿材料。
該材料特別適于半永久性和永久性地下工程(使用年限在15年以上)作防滲漏、封堵大量涌水和加固軟弱圍巖之用。
目前，首選的注漿材料為水泥-水玻璃(硅酸鈉)漿液(下面簡稱C-S漿液)。這種材料因可灌性好，早期強度高，結石率高又無毒副作用且料源廣、價格低，是一種經(jīng)濟實用的注漿材料。
但C-S漿液結石體干縮量大，后期強度下降迅速在水中養(yǎng)護28-90天后，強度就明顯下降，半年后就開裂甚至崩解成粉末，喪失使用價值。在干燥失水的條件下，干縮崩解就更迅速。故C-S漿液一般局限于臨時性的地下工程加固防滲、堵漏之用。
高分子注漿材料的耐干縮和耐久性可較好地滿足施工和工程質量的要求。但這種材料大多有毒且價格昂貴，難于大量推廣使用。
本發(fā)明的目的是提供一種綜合性能優(yōu)異的注漿材料干縮量小，后期強度穩(wěn)定，耐久性好，可以用于半永久性和永久性工程，又具有可灌性好，結石率高、無毒、料源充足、經(jīng)濟實用的特性。
通過多年的實踐和試驗，發(fā)明人認為以水泥為膠接體，水玻璃為膠凝劑的C-S漿液的結石體短期內干縮崩裂的主要原因是在C-S漿液的結石體內，存在許多如毛細通道的孔隙，這些孔隙中吸附、滲透的水分逐步的蒸發(fā)、散失，使結石體收縮，處于不孔隙中吸附、滲透的水分逐步的蒸發(fā)、散失，使結石體收縮，處于不斷增強的壓縮狀態(tài)，最后導致干縮龜裂。
當外界溫度從0℃以上到0℃以下的循環(huán)變化，會導致結石體內水分從液態(tài)水 ()/() 固體冰的可逆變化，這種變化導致水分的體積反復地收縮 ()/() 膨脹，由此產生的內應力會對結石體內孔隙反復施加作用力使結石體產生裂紋，會使表層最先形成的裂縫逐步擴大，繼續(xù)向縱深發(fā)展，最后導致C-S漿液結石體崩解失效。
在保水的條件下，硬化的水泥-水玻璃結石體則易水解，致使鈉離子不斷地溶入環(huán)境水中，產生可溶的硅酸鈉使其強度降低，直到崩解。
根據(jù)上述分析，本發(fā)明采取下述技術方案1.仍以C-S漿液的原材料普通硅酸鹽水泥和水玻璃(硅酸鈉)為本發(fā)明的主體材料，這可保留C-S漿液的基本特性，而且使用本發(fā)明的注漿材料時，施工工藝和機具仍與采用C-S漿液的相同，以達到降低綜合成本的目的。
2.添加無機膨脹劑鋁粉、復合增強劑一特種SH硅酸鹽水泥(上海水泥廠生產牌號)和生石膏(其主要成份為二水硫酸鈣)等來改變C-S漿液結石體中水份和孔隙的存在形式和數(shù)量。這樣，一方面可以有效地減少結石體內含的可蒸發(fā)水份，同時膨脹劑在結石體內又引入了不連通的氣泡，這些氣泡在結石體內如緩沖結構，可緩沖各種應力，從而減少干縮量，最終提高結石體對外界濕度、溫度等環(huán)境因素的承受能力;達到提高耐久性，延長使用年限的目的。
在保水條件下，體系中的硫酸鈣與水玻璃作用生成硫酸鈉，抑制了苛性鈉的產生，使堿性離子對水玻璃的直接腐蝕作用大大減弱，達到提高耐久性的目的。
本發(fā)明的具體技術方案如下由下述材料按下述配比配制一、甲液的組成及配比(重量百分數(shù))1.鋁粉 0.02-0.2%(工業(yè)品、 ≤0.12mm)2.生石膏(CaSO4·2H2O) 0-1.2%(天然品，≤0.08mm三氧化硫含量≥37%)3.高硫鋁酸鹽水泥 2-10%(上海水泥廠牌號為SH特種硅酸鹽水泥≤0.04mm)4.普通硅酸鹽水泥 25-50%(國產425＃-525＃5.水(工業(yè)用) 40-70%將1-4組分計量混合拌勻后，加規(guī)定量的水攪拌五分鐘左右制得甲液備用。
二、乙液的配制將市售工業(yè)水玻璃用水調節(jié)為模數(shù)為2.2-2.8，比重為1.21-1.38的液體。
三、本發(fā)明注漿材料的配制按甲液與乙液之體積比為1∶0.2-1.5的比例取甲、乙液入通用雙液注漿泵混合而成。
下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
分別稱取例1，例2，例3除水外各組分，分別混合均勻→分別加入例1，例2，例3各自應加水攪拌均勻(約五分鐘)制得例1，例2，例3甲液備用。
2.乙液配制將市售水玻璃用水稀釋至模數(shù)為2.4比重為1.28的乙液。
3.按下表取甲、乙液入雙液注漿泵混合后即可進行加固，防滲漏或封堵涌水施工作業(yè)。
通過將本發(fā)明作成標準試塊與C-S漿液結石體標準試塊在抗壓強度、干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、膨脹率、凝膠時間等方面的對比試驗，證明本發(fā)明完全實現(xiàn)了發(fā)明目的制得了一種綜合性能優(yōu)良的注漿材料。該材料保持了C-S漿液的原有特性且綜合成本低，而后期強度呈穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展(無峰值)，是一種適用范圍廣，具有推廣價值的注漿材料。
本發(fā)明漿液結石體幾種物理力學性能測試結果如下所示

圖1本發(fā)明試塊無側限抗壓強度。
試驗條件常溫，水養(yǎng)護。
試塊2×2×2cm正方體。
曲線1通用C-S漿液結石體曲線2本發(fā)明漿液結石體從圖一的測試結果可看出本發(fā)明強度呈穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展，無峰值，并可以長期保持較高的抗壓強度。耐久性觀察用試塊在水中養(yǎng)護的已達8年以上，在空氣中養(yǎng)護的已過9年齡期，其外觀均無任何變化，指壓不碎。而C-S漿液的試塊，雖然初始強度較高(3個月內)，但不到半年就開裂，一年后崩解失效(成粉狀物)。
本發(fā)明漿液在“引洱入賓過水隧道”進行了現(xiàn)場注漿止水試驗。
該試驗段大面積滲水，滴水成線，有三處集中股狀涌水，單孔涌水量為1731升/小時，累計涌水量為4346升/小時，地質屬Ⅲ類圍巖，巖體破碎，如角礫砂狀，有坍塌，系石灰?guī)r斷層破碎帶。
采用本發(fā)明注漿后，單孔涌水基本止住，涌水量由注漿前的4346升/小時降至444升/小時，初期強度符合施工要求，注漿效果顯著，工藝符合C-S漿液原有注漿程序，可灌注、滲透性與C-S漿液相同，現(xiàn)已經(jīng)過三年多的應用考查，無異常變化，止水和耐水效果顯著。
下面列出了本發(fā)明結石體工藝及耐久性方面的試驗結果
綜上所述，本發(fā)明具有下述優(yōu)點1)抗干縮，耐久性好抗干濕循環(huán)，抗凍融循環(huán)性能比C-S提高15-20倍，膨脹率測試的結果呈正值，在空氣中養(yǎng)護的試塊已經(jīng)過九年無干裂現(xiàn)象。
2)保留了C-S漿液的基本性能可灌性好;凝膠時間可調;結石率高(可達100%);無毒，對環(huán)境無污染;原材料豐富，價廉。
3)綜合成本低完全可采用C-S漿液的施工工藝和機具，施工簡便易行，綜合成本低。
4)防水效果優(yōu)良本發(fā)明漿材具有微膨脹性，結石體干縮量小，故防滲漏，阻水效果優(yōu)良。
5)適用范圍廣，易推廣使用不僅可用于臨時性地下工程止水加固，亦可用于半永久性、永久性的地下工程加固，防滲漏、堵涌水。
故本發(fā)明是一種綜合性能好的經(jīng)濟、實用、適于大量推廣應用的新型注漿材料。
權利要求
1.一種抗干縮、耐久性優(yōu)良的注漿材料，其特征在于由下述材料按下述配比配制甲液乙液=1∶0.2-1.5(體積比)其中乙液是模數(shù)為2.2-2.8，比重為1.16-1.38的水玻璃(硅酸鈉)；甲液的組成及配比(重量百分數(shù))如下1.鋁粉0.02-0.2%(工業(yè)品≤0.12mm)
2.生石膏(二水硫酸鈣)0-1.2%(三氧化硫含量≥37%的天然石膏、≤0.08mm)
3.高硫鋁酸鹽水泥2-10%(上海水泥廠牌號為SH特種硅酸鹽水泥≤0.04mm)
4.普通硅酸鹽水泥25-50%(中國425#-525#)
5.水(工業(yè)用)40-70%
全文摘要
本發(fā)明公開了一種特別適于半永久性和永久性工程防滲漏，預加固，封堵涌水用的注漿材料，該材料以水泥——水玻璃為主體材料，添加適量的膨脹劑鋁粉、復合增強劑；特種硅酸鹽水泥、天然石膏等復合而成，是一種兼具水泥漿料和化學漿料優(yōu)點，經(jīng)濟實用的新型抗干縮、高強耐久的注漿材料。
文檔編號E02D15/00GK1105086SQ9410639
公開日1995年7月12日 申請日期1994年6月20日 優(yōu)先權日1994年6月20日
發(fā)明者李蓉 申請人:鐵道部科學研究院西南分院