[发明专利]锚固工程用改性硅酸盐水泥浆液及应用

说明书

技术领域

本发明属于锚固工程领域，具体涉及一种锚固工程用改性硅酸盐水泥浆液及应用。

背景技术

锚固工程主要是指用锚杆对岩土体进行加固的工程。是在需加固的岩土体边坡上预钻一个孔(称之为锚孔)，将带有上浆器的拉杆放入锚孔中，通过注浆管往锚孔中的锚固段注入水泥浆液，水泥浆液凝固之后则成为水泥结石体，锚固工程中称之为锚固体。通过锁紧装置将拉杆、锚固体和工程构筑物连接起来，并施加预应力，以承担因土压力、水压力或其它作用力所施加给构筑物的荷载。实际上，锚杆是利用地层提供给锚杆的锚固力来维护工程建筑物的稳定，控制住基坑或边坡岩土体变形的一种支护技术。采用锚杆作为主要支护手段的岩土工程统称为锚固工程。

我国年均锚杆用量数千万根，单根锚杆承载力50～20000kN不等，锚杆主要应用领域有：①深基坑支护与边坡加固工程；②矿井巷道支护和稳定性控制工程；③水利水电坝基加固工程；④山体滑坡整治或地质灾害防治工程；⑤地下洞室加固工程等等。对于这些应用领域的岩土体锚固工程，为严格控制岩土体的变形，确保支护结构的安全性，一般都要对锚杆施加预应力，以使锚杆的极限承载力得到充分发挥与保障。

目前，锚固工程一般都采用普通硅酸盐水泥加水制得的浆液注入锚孔中的锚固段实施灌浆作业，此种浆液凝结时间过长，形成的锚固体早期强度低，注浆之后往往需要7天以上的养护时间，其水泥结石体的抗压强度才能达到15MPa以上，此时方能进行锚杆的张拉锁定作业，这势必会造成锚杆施加预应力时支护边坡的岩土体已了产生变形过大问题，不利于锚杆承载作用的有效发挥，并使锚固工程施工周期过长。此外，采用普通硅酸盐水泥浆液灌注形成的锚固体在拉杆长期受拉荷载作用下，其抗冲击韧性和抗裂能力将有所下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凝结时间较短、可泵期适宜的锚固工程用改性硅酸盐水泥浆液及应用，用该水泥浆液灌浆形成的锚固体早期强度较高，抗裂性能较好。

实现本发明目的的技术方案是：一种锚固工程用改性硅酸盐水泥浆液，具有下述重量份的组分：硅酸盐水泥100份、水40～70份、无机钠盐0.3～2.5份、三乙醇胺0.03～0.20份、抗裂剂0.01～0.30份、减水剂0～1.0份、速凝剂0～4.0份。

本发明的水泥浆液还可以加入填料硅灰3～10份和/或砂子30～80份。

其中硅酸盐水泥为425号普通硅酸盐水泥、525号普通硅酸盐水泥、425号复合硅酸盐水泥或者525号复合硅酸盐水泥中的一种。

所述无机钠盐为氯化钠和/或硫酸钠，其与三乙醇胺形成复合早强剂，以提高水泥浆液的早期强度。

所述抗裂剂为玻璃纤维、聚丙烯纤维、尼龙、聚酯或者聚乙烯中的一种，抗裂剂(细丝长度为5～40mm)主要用于提高锚杆水泥结石体的抗压强度以及结石体的抗冲击韧性和抗裂能力。

硅灰又称凝聚硅或硅粉，其SiO₂含量在90％以上，颗粒直径一般在100目左右，硅灰和砂子主要用于提高水泥浆液的抗压强度，改善水泥结石体的孔结构。

所述减水剂为萘磺酸盐类缩聚物、磺化三聚氰胺水溶性树脂、X404或者木质素磺酸钙中的一种，减水剂在水灰比(水和水泥的重量比)≤0.55时才需要加入，主要用于阻止水泥颗粒因聚结所形成的网状结构，改善水泥颗粒与水接触的水化条件，增加浆液的流动性。

所述速凝剂为水玻璃(波美度Be′＝37°，模数M＝2.8～3.0)、氯化锂或者碳酸锂中的一种，速凝剂主要使水泥迅速凝结硬化，缩短凝结时间。速凝剂加量过多不但使可泵期降低，还会使水泥结石体的后期强度增长过慢；为此，在浆液可泵期已经较低情况下，速凝剂可不用加入。

本发明的改性硅酸盐水泥浆液用于锚固工程灌浆需要，形成锚固体。