[发明专利]一种丙烯酸镁-超细水泥复合灌浆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及建筑材料，尤其以丙烯酸盐-超细水泥为主要成份的工程灌浆加固材料制备技术领域。

背景技术

灌浆加固材料在工程中的应用日益广泛，尤其在破碎松散的地层条件下，采用灌浆材料进行地层加固或改良是常见的手段。地层条件不良往往会对工程施工带来一定的困难，如地层承载力及自稳能力偏低、变形过大对结构安全造成威胁，通常需要采取特殊措施加固或处理，随之会使得施工工期及工程造价增加。而采取灌浆材料对松散破碎地层进行加固则是一种较为有效的方法，能提高地层的粘聚力、摩擦角等性能指标，使得其承载力及自稳能力增加，为工程施工创造有利条件。

目前工程中适用的灌浆材料种类较多，以材料类型分主要为化学灌浆材料和水泥灌浆材料。化学灌浆材料的特点是粘度低，可灌入微细裂隙，凝固时间从几秒至几十小时均可调节，但是化学浆材的价格高，配方复杂，大多具有一定毒性(如丙烯酰胺、氰凝等)，同时生产及施工废料排放也可能会造成环境污染等问题，因此化学灌浆材料在应用中受到的限制也较多。以普通水泥浆及改性普通水泥基灌浆材料为代表的非金属灌浆材料具有成本低、来源广、强度高、耐久性好、使用方便等优点，但同时也具有一些缺陷，如：普通水泥颗粒粒径较大，粗颗粒较多，可灌性不如化学灌浆材料；当水灰比较大的时候，浆液的稳定性差，易析水回浓；硬化时候伴有析水，固相体积收缩，使硬化结石与被灌基体的黏结强度下降；最重要的是普通水泥水化时间长，强度增长慢。

聚合物与普通水泥组成的复合灌浆材料目前在工程中也得到一定应用，这类材料具有良好的流动性、固化时间可控制、固化强度高抗渗性好、价格适中等优点，具有较好的发展和应用前景。但是这类材料由于采用的是普通水泥，仍然具有可灌性受限的缺点，在一些渗透性较低或岩体裂隙较细的地层条件下的适用性仍受到一定限制。因此采用超细水泥替代普通水泥，与适合的聚合物及助剂混合形成复合灌浆材料以改善这类灌浆材料的性能，提高其工程适用性，对工程的地层改良或加固具有重要意义。本发明在破碎松散地层固结、地基改良、建筑物基础加固等领域具有广泛的应用前景。

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明的目的是开发一种丙烯酸镁-超细水泥复合灌浆材料，使之能克服现有技术的缺点，并使之具有流动性良好、固化时间可控、固化强度高、抗渗性好且价格适中的优点。

本发明通过如下的手段实现：

丙烯酸镁-超细水泥复合灌浆材料，在施工过程中用于地层加固，其主料由超细水泥、丙烯酸镁水溶液、水、三乙醇胺、氯化钠、亚硝酸钠、过硫酸钠组成，各组分重量配比为：超细水泥∶36％～40％丙烯酸镁水溶液∶水∶三乙醇胺∶氯化钠∶亚硝酸钠∶过硫酸钠=100∶10～30∶30～70∶0.1～0.5∶0.5～1∶1～3∶0.01～0.05。

本发明的目的还在于，为所述丙烯酸镁-超细水泥复合灌浆材料提供合适的制备方法，采用的手段是：按配方比例往丙烯酸镁水溶液中加入水、三乙醇胺、氯化钠、亚硝酸钠、过硫酸钠，在搅拌机中高速搅拌混合均匀后，再与定量的超细水泥搅拌混合均匀。

采用本发明，将所选聚合物与超细水泥复合而成的速凝高强灌浆材料，具有可灌性好、凝结时间可调、浆液结石强度高、与岩石和混凝土粘结强度高等优点。本发明在破碎松散地层固结、地基改良、建筑物基础加固等领域具有广泛的应用前景。与其他灌浆材料相比，该材料具有如下技术特点：1)浆液结石强度高，灌浆60min后的结石强度可达到10MPa以上；2)可灌性好，适用于裂隙宽度小于0.2mm～0.05mm或渗透系数为10^-3cm/s的地层条件；3)浆液的初凝时间可从2min～30min进行调节；4)与化学灌浆材料相比更为经济，成本降低；5)耐久性较好；6)对地下水环境无污染。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行进一步的详述。

采用丙烯酸镁-超细水泥为主要成分复合灌浆材料，由超细水泥、丙烯酸镁水溶液、水、三乙醇胺、氯化钠、亚硝酸钠、过硫酸钠组成(各用料除特别说明的外，均为工业纯)，根据应用的工程条件，适当调整组分配比，可获得所需要的性能指标的灌浆材料。

实施例1各组分的重量配比为：

材料混合、搅拌均匀后，所得到的灌浆材料具有流动性好、渗透性高、浆液稳定性好、可灌范围大等性能，初凝时间约为14min，终凝时间约为45min，60min后的浆液结石抗压强度约为4MPa。