[发明专利]一种可快速凝结的单组分活性同步注浆液及其制备方法

权利要求书

1.一种可快速凝结的单组分活性同步注浆液，其特征在于，由以下质量份的原料组成：水泥100份、粉煤灰240~270份、膨润土65~80份、砂500~550份、高效抗分散剂5~7份、封装速凝剂胶囊0.5~1.5份、洁净水360份~390份， 其中，所述封装速凝剂胶囊的外部为水溶性封装材料，内部为速凝剂； 所述高效抗分散剂由硫酸铝，十六烷基三甲基溴化铵，纳米二氧化硅，烷基酰胺甜菜碱及聚醚以重量比（15~30）:（12~20）:（2~5）:（15~25）:（10~20）制备而成，具体制备步骤如下所示： 1）按上述比例将硫酸铝、聚醚加入反应釜中，常温下均匀搅拌3h；2）再按上述比例将十六烷基三甲基溴化铵与烷基酰胺甜菜碱的混合物掺入到反应釜中，保持50~70℃反应1.5~3小时，得到胶体材料； 3）将胶体材料置于20℃去离子水中，加入上述比例的纳米二氧化硅以及质量分数3.0%的三聚磷酸钠水溶液，搅拌30min，即可得到液体高效抗分散剂。

2.根据权利要求1所述的可快速凝结的单组分活性同步注浆液，其特征在于，所述水泥为强度等级42.5级的普通硅酸盐水泥；水泥与封装速凝剂胶囊的重量比为90~100:0.1~10；所述粉煤灰为II级灰，密度为2440kg/m3，烧失量小于2.3%，需水比为105%，45μm方孔筛余量不大于20%。

3.根据权利要求1所述的可快速凝结的单组分活性同步注浆液，其特征在于，所述膨润土为纳基膨润土，细度规格为200目；所述砂为天然河砂，细度模数为1.8~2.2，含泥量不高于2.0%，不含泥块。

4.根据权利要求1所述的可快速凝结的单组分活性同步注浆液，其特征在于，所述封装速凝剂胶囊由以下步骤制备得到：利用水溶性封装材料将速凝剂密封在内，形成封装速凝剂胶囊，通过调节胶囊的囊壁厚度，控制胶囊水溶时间；胶囊大小满足盾构机注浆管道流动性要求。

5.根据权利要求4所述的可快速凝结的单组分活性同步注浆液，其特征在于，所述封装速凝剂胶囊采用以下步骤制备得到： 将壳聚糖溶于稀乙酸中，用过量的丙酮沉淀，得到壳聚糖乙酸盐，转入带有搅拌的反应瓶中，加入质量分数20%的NaOH溶液和异丙醇，边搅拌边滴加氯乙酸的异丙醇溶液，控制反应温度为60~80℃，反应数小时，冷却至室温，用稀酸调pH值至中性，用质量分数85%甲醇洗涤，即得羧甲基壳聚糖溶液，喷至囊芯表面后干燥，即可得到封装速凝剂胶囊。

6.根据权利要求4所述的可快速凝结的单组分活性同步注浆液，其特征在于，利用水溶性封装材料将速凝剂密封在内中，所述封装速凝剂胶囊采用两仓独立设置，用于分别封装两种不同的速凝剂材料，两种速凝剂材料均可自行与同步注浆料反应。

7.根据权利要求4所述的可快速凝结的单组分活性同步注浆液，其特征在于，两种速凝剂材料分别为水玻璃和三乙醇胺，二者的重量比为1:1~1:3。

8.根据权利要求4所述的可快速凝结的单组分活性同步注浆液，其特征在于，所述封装速凝剂胶囊的囊芯和囊壁的重量比为1:0.15~1:0.45。

9.一种如权利要求1-8任一所述的可快速凝结的单组分活性同步注浆液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、按上述质量份取水泥、粉煤灰、膨润土、砂混合，搅拌30s后得到均匀混合的干混料； S2、将上述质量份的高效抗分散剂加入水中，混合均匀后再加入到干混料，搅拌后得到均匀混合浆液； S3、向上述混合浆液中加入封装速凝剂胶囊，均匀混合后按国家标准成型养护，即可得到所述单组分活性同步注浆液。