[发明专利]一种快硬早强型纳米复合水泥基堵水加固材料

说明书

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体为一种快硬早强型纳米复合水泥基堵水加固材料。

背景技术

目前，在采用水泥基材料对复杂地基基础加固、堵漏止水及帷幕防渗时，对水泥基材料的流变与凝固性能提出了严格的要求。自阿斯普丁发明波特兰水泥以来，硅酸盐水泥作为一种水硬性的无机胶凝材料，在近200年的工程施工领域中发挥了重要作用。然而，硅酸盐水泥因其凝结时间长，早期强度低，影响了其应用效果。而添加外加剂的硅酸盐水泥虽然可以在一定程度上缩短其凝结时间，但在有大量水存在的施工条件下，也极易被水冲释，凝结硬化效果和结石强度大大降低。而硫铝酸盐水泥作为一种特种胶凝材料，具有快硬早强、水泥石结构致密、抗渗抗蚀性能好、水化产物具有填充和密实作用等优点，但其后期强度存在增长不明显甚至出现倒缩现象，并且其价格较贵。复合化是改善水泥性能的有效途径。各系列水泥和辅助性胶凝材料复合方面的研究和成功应用的经验已很多，而不同系列水泥之间的复合研究则起步较晚。

将硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥复合，形成硅酸盐－硫铝酸盐复合水泥体系，使其两者的性能取长补短是一种可行且具有创新意义的研究思路。前期研究成果表明，其它学者关于这方面的研究成果也印证了，将硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合，具有令人意想不到的“水化协同效应”，主要表现为凝结时间大大缩短，初凝、终凝间隔时间很短，具有直角稠化特点。这些特点为要求水泥浆液具有快硬早强的特殊工程应用提供了新的思路。同时，因为两种水泥复合，相对于单独使用硫铝酸盐水泥而言，其工程材料成本也大大降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种快硬早强型纳米复合水泥基堵水加固材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快硬早强型纳米复合水泥基堵水加固材料，组成原料包括普通硅酸盐水泥(P.O42.5)、硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)、纳米SiO₂、碳酸锂(Li₂CO₃)、氢氧化钠(NaOH)，减水剂(JSS),其他为水；原料组成为：普通硅酸盐水泥(P.O42.5)与硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)的重量比为4:6，复合水泥浆液的水灰比(W/C)为0.45，纳米SiO₂0.10％、碳酸锂(Li₂CO₃)0.01％、氢氧化钠(NaOH)0.50％、减水剂(JSS)0.30％(均为复合水泥的重量百分比),其他为水。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的堵水加固材料外加剂掺量低、初始流动性好、终凝时间在10min以内，初终凝间隔时间在3min以内，24h抗压强度达25MPa以上。新型堵水加固材料在复杂地层钻探护壁堵漏、喷射混凝土、堵漏止水、动水灌浆、帷幕防渗及宽大裂缝加固处理等特殊工程领域具有广阔应用前景。

附图说明

图1为本发明的纳米SiO₂与Li₂CO₃对复合浆液结石强度的影响图；

图2为本发明的正交试验各因素影响程度分析示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种实施例：一种快硬早强型纳米复合水泥基堵水加固材料，组成原料包括普通硅酸盐水泥(P.O42.5)、硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)、纳米SiO₂、碳酸锂(Li₂CO₃)、氢氧化钠(NaOH)，减水剂(JSS)，其他为水；原料组成为：普通硅酸盐水泥(P.O42.5)与硫铝酸盐水泥(R.SAC42.5)的重量比为4:6，复合水泥浆液的水灰比(W/C)为0.45，纳米SiO₂0.10％、碳酸锂(Li₂CO₃)0.01％、氢氧化钠(NaOH)0.50％、减水剂(JSS)0.30％(均为复合水泥的重量百分比),其他为水。实施例：

试验材料