[发明专利]一种同步注浆材料及其制备方法

说明书

本申请涉及隧道施工材料领域，具体公开了一种同步注浆材料及其制备方法，本申请中同步注浆材料主要包括水泥、粉煤灰、渣土、砂、水和调和剂，其中，所述调和剂包括钠质膨润土和钙质膨润土，且钠质膨润土和钙质膨润土的质量比为（1.0‑1.6）：1，所述渣土的含砂率为30‑40%，由此可制得具有较高抗渗性能的同步注浆材料。本申请中同步注浆材料的制备方法步骤简洁且操作便捷，有助于后续推广应用。

技术领域

本申请涉及隧道施工材料领域，更具体地说，它涉及一种同步注浆材料及其制备方法。

背景技术

地铁建设逐渐进入快速发展时期，目前地铁隧道的施工方法主要有明挖、暗挖、盖挖以及盾构等几种方式，与其他三种工法相比较，盾构法施工有着明显的优越性，通过同步注浆的方式能够尽早填充地层，减少地基沉陷量，保证环境安全，也有助于提高管片衬砌的早期稳定性和间隙的密封性，防止管片上浮。

目前的同步注浆材料一般包括水泥、粉煤灰及砂等原料，虽然制得的同步注浆材料在使用时能满足盾构法隧道同步注浆材料各方面的性能，但随着隧道使用期限的延长，由于上述同步注浆材料在抗渗方面性能较差而导致隧道常常发生渗水现象。

发明内容

为了提高同步注浆材料的抗渗性，本申请提供一种同步注浆材料及其制备方法。

第一方面，本申请提供的一种同步注浆材料，采用如下的技术方案：

一种同步注浆材料，按重量份计，包括以下组分：水泥200-330份、粉煤灰180-210份、渣土400-500份、砂130-165份、水590-650份和调和剂38-42份，其中，所述调和剂包括钠质膨润土和钙质膨润土，且钠质膨润土和钙质膨润土的质量比为(1.0-1.6)：1，所述渣土的含砂率为30-40％。

通过采用上述技术方案，采用合适量的渣土代替部分砂来配置同步注浆材料，有助于降低砂的用量，且有效降低了施工成本，尤其是当盾构隧道时，盾构渣土出土量大，故当盾构渣土中的含砂率合适时，同步注浆材料中加入盾构渣土，还可以节约渣土外运成本。另外，当渣土遇水后能形成具有一定粘附性的黏土，起到让注浆材料中各物质紧密连接的效果，进而使制得的同步注浆材料不易产生裂缝，进而不易发生渗水现象。

当渣土的含砂率较大时，同步注浆材料中的再生砂由于含有较多砖渣，导致同步注浆材料的拌和性能较差；若渣土的含砂率较小时，渣土对砂的取代率低，进而导致渣土被充分利用的价值较低，此时，若增加渣土的用量，会使渣土中其他非必要成分的含量增加，这将不利于同步注浆材料性能的提升。

含有渣土的同步注浆材料中混入合适配比的钠质膨润土和钙质膨润土作为调和剂，膨润土自身是吸水溶胀性材料,能够在吸附同步注浆材料中自由水的同时填补同步注浆材料中原料之间的裂缝，既减少了同步注浆材料渗水的可能性，又有助于增加整个同步注浆材料的抗裂性能。合适量钠基膨润土及钙基膨润土调配后可与渣土参与的其余同步注浆材料组分充分配合作用。

由于在水中，钙质膨润土比钠质膨润土难于分散且膨胀倍数低，因此通过调控钙质膨润土和钠质膨润土之间的比例，有助于使整个调和剂具有较优异的吸水性能和膨胀性能，进而大幅提高同步注浆材料的抗渗性能。

可选的，所述钠质膨润土和钙质膨润土的质量比为(1.2-1.4)：1。

通过采用上述技术方案，经后续实验测定，可以发现进一步优化钠质膨润土和钙质膨润土的质量比时，能够进一步提升同步注浆材料的抗渗性能。

可选的，所述砂的粒径为0.35-0.5mm。

通过采用上述技术方案，当砂的粒径太小时，砂的表面积较小，与周围材料的接触面积也较小，不利于提高同步注浆材料中各组分之间的粘接性能，容易导致同步注浆材料在后期使用过程中开裂；当砂的粒径较大时，相邻砂之间的距离较大，亦容易使整个同步注浆材料产生裂缝，由此可见，当砂的粒径较大或者较小时，均不利于提高同步注浆材料的抗渗性能。