[发明专利]一种高强超细深孔注浆加固材料及制备方法

说明书

本发明涉及一种高强超细深孔注浆加固材料及制备方法，通过对纳米二氧化硅进行磁化处理，在注浆初期通过施加高强度磁场，防止纳米颗粒聚集沉降，对浆料的粘稠度进行调节提高其可注性，由于纳米二氧化硅更容易注入到细小裂缝中，能够迅速提升空隙的粘稠度，磁化后的注浆材料析水率更低、结石率更高，防止上部结石体下沉引起塌方，而且由于水的渗流通道变长从而进一步提高了浆液的抗渗性。

技术领域

本发明属于注浆充填材料技术领域，尤其涉及一种高强超细深孔注浆加固材料及制备方法。

背景技术

随着注浆加固技术在深层微细孔应用越来越广，对高品质的注浆材料的需求也在增加。微裂纹对结构的稳定性和使用寿命起着不可忽视的作用，而工程中注浆材料类型主要分为化学注浆材料和水泥注浆材料。化学注浆材料的特点是粘度低，可注入微细裂缝，凝固时间从几秒至几小时均可调节，但是化学浆材的价格贵且大多具有一定毒性，因此化学注浆材料在实际应用中往往受到限制。水泥注浆材料具有成本低、来源广、强度高、耐久性好、使用方便等优点，但同时也存在普通水泥颗粒粒径大，浆液稳定性差或粘度大等不足，导致其可注性不如化学注浆材料，影响与加固体的粘结强度等缺点。

为了解决普通水泥注浆材料在岩裂隙中扩散半径小、胶结性差、析水率高的问题，中国专利CN113548866A公开了一种亲泥性注浆加固材料艺，成分包括二氧化硅15％-25％，相对于传统无机注浆材料析水量大大减少，配合本发明的注浆工艺，在泥质软岩巷道注浆加固中提高岩体的内聚力、内摩擦角及弹性模量，增加锚固体抵抗外界剪切破坏的能力，但是由于纳米无机颗粒粒径小，表面能高，容易团聚分散不均，从而使得浆料的可注性并不如预期。

因此，如何提供一种可注性更好的高强超细深孔注浆加固材料是人们一直希望解决的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供了提供一种高强超细深孔注浆加固材料，包括硅酸盐水泥熟料100-140份，粉煤灰60-100份，超细石灰石24-48份，增稠树脂0 .5～10份、磁性纳米二氧化硅5～25份、聚羧酸减水剂15～30份。

优选的，磁性纳米二氧化硅为二氧化硅包覆三氧化二铁和/或氧化镍的核壳结构。

具体制备方法如下：

步骤1），将一定量的水和表面活性剂混合搅拌1-2h；

步骤2），将适量的磁性金属前驱体硝酸镍和/或硝酸铁分散在步骤1）的溶液中混合，室温搅拌3-6h，然后加入浓氨水，继续搅拌1-3h；

步骤3），加入适量正硅酸乙酯（TEOS），室温搅拌1-2天，加入一定量乙醇继续搅拌1-2h后离心分离，继续醇洗2次后干燥，然后程序升温至300℃煅烧2-4h，即得二氧化硅包覆三氧化二铁和/或氧化镍的核壳结构。

优选的，所述增稠树脂为丙烯酸树脂。

优选的，步骤1）中表面活性剂为阴离子表面活性剂，更优选的，阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或脂肪醇醚硫酸钠。

优选的，步骤1)中表面活性剂与水的摩尔比为1.0:(1000～2000)。

优选的，步骤1)中磁性金属前驱体与表面活性剂的摩尔比为(0.1～0.8)：1.0。

优选的，步骤3)中TEOS与表面活性剂的摩尔比为 (5～10)：1.0。

本发明的另一目的是提供一种高强超细深孔注浆加固材料的制备方法，包含以下步骤：

将硅酸盐水泥熟料100-140份，粉煤灰60-100份，超细石灰石24-48份，增稠树脂

0.5～10份、磁性纳米二氧化硅5～25份、聚羧酸减水剂15～30等称量分散到水中，搅拌均匀即可。