[发明专利]超细抗离析注浆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种注浆材料，特别是涉及一种用于压力注浆的环保型超细抗离析注浆材料。

背景技术

传统煤矿井巷堵水、加固注浆材料大都选用水泥类浆材与水玻璃配合注浆，主要原因成本低、来源广泛，由于水泥水玻璃硬化后体积收缩产生裂隙，后期由于水泥水玻璃水化后产生化学钠离子反应，钠是直接破坏硬化水泥石的结构，所以便引起二次复出水的现象并污染地下水源。从70年代初，美国、日本已明令禁止使用水玻璃注浆，有机材料如聚稀酰胺、木质素注浆单性能材料解决注水十分困难，而且有机注浆材料耐久性差、有毒，会对环境造成污染，其成本也高。

目前，我国无机注浆材料的生产使用单位很多，但都是采用水泥内掺注浆剂来使用的，其注浆剂的配方主要是减水剂、缓凝剂和超细矿物载体等。现场配制注浆材料过程中，超细矿物载体容易结团，很难搅拌均匀，达不到预期的效果，而且注浆材料浆体容易出现沉淀、离析、泌水等现象，不利于注浆作业的顺利进行；注浆浆体的流动性能难以满足注浆工艺的要求，表现为流动度经时损失大；为控制流动度损失，常常采用超掺缓凝组分来实现，这样又出现了注浆浆体超缓凝现象，起不到注浆的应有效果；由于水胶比大，浆体严重收缩，起不到注浆封堵的作用。

因此，如果能获得一种既具有优越的施工性能，又具有良好的抗腐蚀性和耐久性，后期强度不到缩和自身微膨胀性的多功能、可调型的超细抗离析注浆材料，将为注浆行业提供可靠地质量保证。

发明内容

本发明克服了传统注浆材料的缺点和不足，提供了一种环保、高性能的抗离析注浆材料。

为达上述目的，本发明一种超细抗离析注浆材料，其特征在于，由以下质量百分数的组分组成：

P·O52.5水泥：76.56%～90.96%；

42.5级低碱硫铝酸盐水泥：1.5%～6.8%；

CA50铝酸盐水泥：0.51%～2.3%；

脱硫石膏：0.26%～1.16%；

硅灰：3.0%～6.0%；

超细矿粉：3.0%～6.0%；

萘系高效减水剂：0.6%～0.9%；

含羧酸基团的氨基磺酸盐系减水剂：0.062%～0.094%；

葡萄糖酸钠：0.02%～0.05%；

三聚磷酸钠：0.08%～0.12%；

羟丙基甲基纤维素醚：0.005%～0.009%；

碳酸氢钠：0.003%～0.007%。

本发明的注浆材料，其中所述P·O52.5水泥、42.5级低碱硫铝酸盐水泥和CA50铝酸盐水泥均为常用的水泥种类，市场有售。所述的超细矿粉是钢铁厂的水淬矿渣经粉磨制得，主要成分：CaO、SiO2、Al2O3、MgO、Fe2O3等；为本领域现有产品，可通过购买得到，如可购自太原德龙超细矿粉有限公司、太钢矿粉公司和长钢矿粉公司等。所述的萘系高效减水剂，化学名称萘磺酸盐甲醛缩合物，对于水泥粒子有很强的分散作用，市场有售。

所述的含羧酸基团的氨基磺酸盐系减水剂为发明人自制产品，该产品已在专利号为ZL201110137780.0中公开。由苯酚、对氨基苯磺酸钠和甲醛以摩尔比为（1.1～1.5）:（0.9～1.2）:（3.5～3.7）和苯甲酸磺化单体缩合而成，苯甲酸磺化单体的用量为所述苯酚和对氨基苯磺酸钠质量之和的60%～80%。其中苯甲酸磺化单体是由苯甲酸、苯酚和浓硫酸以摩尔比（0.9～1.2）：（0.3～0.6）：（1.3～1.7）在130℃磺化2-3小时制得。缩合反应温度为83～87℃，pH值为8～11，反应时间为4-6小时，具体制备方法参见上述专利。

进一步地，本发明的注浆材料，其中优选由以下质量百分数的组分组成：

P·O52.5水泥：76.56%；42.5级低碱硫铝酸盐水泥：6.8%；CA50铝酸盐水泥：2.3%；脱硫石膏：1.16%；硅灰：6.0%；超细矿粉：6.0%；萘系高效减水剂：0.9%；含羧酸基团的氨基磺酸盐系减水剂：0.094%；葡萄糖酸钠：0.05%；

三聚磷酸钠：0.12%；羟丙基甲基纤维素醚：0.009%；碳酸氢钠：0.007%。

本发明的注浆材料，其中优选由以下质量百分数的组分组成：