[发明专利]水下不分散快凝型无机注浆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土木建筑材料技术领域，涉及水下不分散快凝型无机注浆材料及其制备方法。

背景技术

相对与有机材料而言，无机注浆材料具有环保、低成本、耐久、与基体相容性好等技术性能优势，是被广泛用的一类注浆材料。但是一般的无机注浆材料，如砂浆、水泥单液浆等，在富水条件下直接浇筑或灌注施工时，通常会产生离析、浆体流失、强度锐减、污染环境等问题。因此，采用水下不分散注浆材料已成为解决此类工程问题的关键。目前，常用的水下不分散注浆材，主要是通过添加有机高分子絮凝剂，提高注浆材料的絮凝、保塑能力，使材料获得水下不分散性能。但是，有机高分子絮凝剂在发挥絮凝作用的同时，也会导致注浆材料凝结时间延长、结石率过低，从而弱化了材料的抗分散能力，降低了注浆施工的效率。特别是对于要求快速固结、快速硬化的注浆工程，此类材料的应用受到了限制。

文献1公开了一种水泥混凝土的水下灌浆材料（申请号：200610033878.0，公开号：101024567，公开日：2007-08-29），该发明是以普通硅酸盐水泥作为胶凝材料，通过添加0.033%-0.1%的聚丙烯酰胺絮凝剂对材料加以改性，获得抗水分散的性能。硅酸盐水泥本身凝结硬化速度较慢，加之聚丙烯酰胺的缓凝作用，使得注浆材料的凝结时间过长，因此其不能在动水或有快凝快硬要求的条件下使用。

文献2《新型水下不分散灌浆料在东海大桥中的应用》（陈健，庄英豪，卢安琪等.混凝土与水泥制品.2004（3）：18-20）公开了一种水下不分散灌浆料。该灌浆料是由硅酸盐水泥、河砂及混凝土水下不分散剂构成，当水灰比为0.5时在静水中的抗分散性较好、流动性较好、28天的强度可达22.6MPa,但其终凝时间达到16h30min。较长的凝结时间，使得该材料在动水环境中施工，以及要求快速固结的条件下使用，具有明显的局限性。

文献3《水下不分散灌浆新材料在岩溶水库防渗堵漏中的应用》（“梁学文，李上游.广西水利水电.2008（3）：5-7.”）中公开了一种新型水下不分散灌浆材料。该灌浆料是由水泥、改性聚乙烯醇、硅酸钠、粉煤灰构成，具有良好的水下不分散能力。通过配比优化，该材料可获得良好的凝胶时间可调性，即凝胶时间1min-700min，材料的结石时间较短，一般为1h～24h。该材料较强的胶凝时间可调性，突破了传统无机灌浆材料在凝结时间方面的不足，为无机灌浆材料在防渗堵漏工程中的广泛应用，奠定了材料基础。但由于受材料组方构成的制约，该灌浆料在强度方面并不具有性能优势，主要表现在强度低且发展速度慢，从文献给出测试结果可知，大多数组方的28d强度低于10MPa,较低的强度值，使得该材料在水下修复、固结填充、工程防护等方面的应用受到了限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下不分散快凝型无机注浆材料，以解决现有无机注浆材料存在的凝结时间长、结石速度慢、硬化强度低的问题。

本发明的目的还在于，提供本发明水下不分散快凝型无机注浆材料的制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，水下不分散快凝型无机注浆材料，按质量百分比由以下原料组成：P.O42.5R普通硅酸盐水泥75.0%～80.0%、CA50铝酸盐水泥5.0%～10.0%、无水石膏2.0%～5.0%、高效减水剂0.6%～1.2%、纯碱3.0%～7.0%、熟石灰粉4.0%～8.0%、絮凝剂0.4%～0.8%，以上组分的含量百分比总和为100%。

本发明所采用的第一种技术方案的特点还在于，

组方中的所有组分均为粉剂，且粉剂的颗粒直径均不大于80μm。

絮凝剂为羟乙基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的任意一种，其分子量均不小于10万。

高效减水剂为萘磺酸盐系高效减水剂、聚羧酸系高效减水剂或氨基磺酸盐系高效减水剂中的任意一种,其减水率均不低于15%。

本发明所采用的第二种技术方案是，如上所述的水下不分散快凝型无机注浆材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按质量百分比分别称取P.O42.5R普通硅酸盐水泥75.0%～80.0%、CA50铝酸盐水泥5.0%～10.0%、无水石膏2.0%～5.0%、高效减水剂0.6%～1.2%、纯碱3.0%～7.0%、熟石灰粉4.0%～8.0%、絮凝剂0.4%～0.8%，以上组分的含量百分比总和为100%。

步骤2，将步骤1中称取好的所有材料，加入搅拌机中，均匀搅拌，待材料充分混合均匀后，即制得本发明水下不分散快凝型无机注浆材料。

本发明所采用的第二种技术方案的特点还在于，