[发明专利]一种快凝早强型地质聚合物注浆材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种快凝早强型地质聚合物注浆材料及其制备方法，包括骨架材料、外掺骨架材料、碱激发剂及化学助剂，其中，骨架材料、外掺骨架材料、碱激发剂及化学助剂的质量份数分别为40‑100份、0‑20份、5‑10份及0.5‑10份，该注浆材料具有耐久性好、可注性优良及养护时间短的特点，并且制备方法简单。

技术领域

本发明属于公路养护领域，涉及一种快凝早强型地质聚合物注浆材料及其 制备方法。

背景技术

从我国能源背景来讲，国内依然存在大量发电厂，电厂将会带来大量的废 物——粉煤灰，钢铁冶炼厂产生矿泥、矿渣等废物，这些废物在过去常被肆意 倾倒，难以处理消化。此外，在我国投入大量的能源生产建筑材料，在不断生 产过程中，存在着能源转换的损耗、排放废弃物等问题。因此我们在设计产品 的时候，应当把能源问题考虑在内，即如何利用目前看来是工业废物的材料， 将其作为产品开发的原材料，既解决了所谓工业废料的处理问题，又将有限的 资源合理利用，并且在产品开发中尽量降低能源转换的消耗。

从行业背景来讲，行业内道路修建后的各类损害是常见的，水泥路面的板 底脱空、沥青路面的裂缝都是非常常见的病害。在沥青路面多用半刚性基层的 大环境下，沥青路面裂缝可能由于基层开裂导致，裂缝的基层强度将会下降， 更易受到水、温度、荷载等外部因素的影响而进一步加深道路损坏；同时，随 着行业技术持续提高，修建于黄土、软土等不良地基上的道路越来越多，如何 更好地加固、处治此类不良地基是一个可以进一步研究的行业问题。业内在处 理板底脱空时常采用注浆的方式，半刚性基层的裂缝反射至沥青路面，致使路 表产生裂缝时补强基层、修补基层裂缝时也常采用此方式，在加固、处治不良地基时注浆也是一个辅助处理措施。但过去采用的水泥浆液存在诸如耐久性差、 可注性差、养护时间长、开放交通迟等问题，因此有必要开发一种新型注浆产 品，来解决目前道路养护中存在的某些问题，以适应现在社会人们对交通出行 更高的要求，推动道路养护事业的前进。

从地聚合物材料发展技术背景来讲，地聚合物早在上个世纪即开始研究， 其起步研究较早，理论探究较深，具备较好的理论支撑基础。但地聚合物材料 自研究之初，多用于建筑、砌墙等，较少用于公路工程中，鲜见改进地聚合物 材料并制备注浆用浆体材料；近年为响应国家号召，部分企业研究此类产品并 用于注浆，在有关技术研究上更进一步。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种快凝早强型地质 聚合物注浆材料及其制备方法，该注浆材料具有耐久性好、可注性优良及养护 时间短的特点，并且制备方法简单。

为达到上述目的，本发明所述的快凝早强型地质聚合物注浆材料包括骨架 材料、外掺骨架材料、碱激发剂及化学助剂，其中，骨架材料、外掺骨架材料、 碱激发剂及化学助剂的质量份数分别为40-100份、0-20份、5-10份及0.5-10份。

骨架材料为钢渣粉、粉煤灰及矿渣粉中的一种或几种按任意比例混合的混 合物，其中，钢渣粉的目数大于等于800目，钢渣粉的28d活性大于等于95％； 粉煤灰中二氧化硅的含量大于等于35％，粉煤灰中氧化铝的含量大于等于15％， 粉煤灰中氧化钙的含量小于等于10％，粉煤灰的活性指数大于等于70％，矿渣 粉满足GB/T18046-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》标准。

碱激发剂为氢氧化钾、氢氧化钠及硅酸钠中的一种或几种按任意比例混合 的混合物，其中，氢氧化钾及氢氧化钠的目数均大于等于200目，硅酸钠中Na₂O 的含量大于等于7.2％，硅酸钠中可溶物质的质量分数大于等于95.0。

外掺骨架材料为偏高岭土、硅灰及纳米二氧化硅中的一种或几种按任意比 例混合的混合物，其中，纳米二氧化硅的目数大于等于400目；硅灰的28d活 性大于等于95％，SiO₂的28d活性大于等于92％；偏高岭土的目数大于等于400 目。