CN107721334B - 一种应急自动堵漏材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应急自动堵漏材料，该材料由硫铝酸盐水泥、核桃壳颗粒、漂珠、膨润土、抗分散剂、膨胀剂、减水剂、速凝剂、纤维组成。本发明的应急堵漏材料凝结速度快，且能在水中能够随水流自行运动至漏水处，实现无人操作状态下的自动堵漏，可对高放射性废水、有毒有害水体盛放容器或设施等不适于人工堵漏施工的堵漏工程实现应急自动堵漏，大幅度降低废水、污水泄漏对生态环境造成的影响。

Description

一种应急自动堵漏材料
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种应急自动堵漏材料。
背景技术
目前，工程中用到的堵漏材料在施工前需要对漏水处进行表面清理、凿深、凿口、钻孔、捻逢、引流等处理，施工时需要人员进行操作或借助工具进行操作，施工后堵漏修复期长。而且，堵漏材料需要在无水环境下施工，在水中难以凝结，更不能带水或带压施工，堵漏施工只能放水后按部就班的进行。这类堵漏材料能处理绝大部分的漏水问题，但对于因发生重大自然灾害或重大安全事故造成的高放射性废水、有毒有害水体盛放容器或设施的在线、带水带压的无人自动堵漏来说，常规堵漏材料和堵漏技术就并不合适。
盛放高放射性污水、有毒有害工业废水的容器或设施在出现泄漏情况后，如不及时进行堵漏处理，则会对周围造成严重影响，甚至引发生态灾难。在这种有毒有害、强辐射的环境下，施工人员无法进入现场进行堵漏施工。堵漏材料在对无任何施工条件或施工条件受到严格限制，不允许对漏水处做任何处理，甚至是任何施工器械、施工装备都难以施展发挥作用的前提下，需要一次性带水、带压、快速、自动完成应急堵漏，是很难实现的。因此，研究一种具有自动堵漏、快速堵漏功能的材料是十分必要的。若能实现堵漏材料在水体中随水流运动到漏口位置，并在此处固化，堵塞渗漏通道，达到堵漏的目的，将具有重要的工程应用价值。
文献1《无机防水堵漏材料的试验研究》公开了一种以硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥混合体作为基材的防水堵漏材料。该材料充分发挥了两种水泥混合使用的性能互补优势，解决了传统堵漏材料采用单一硅酸盐水泥或铝酸盐水泥所带来的技术弊端，使得材料凝结时间、小时强度、微膨胀等性能均有所提高。但该材料的初凝时间仍达到了7min，且初终凝时间间隔到达2min。因此，该材料在出水流速较大的条件下应用受到了限制，并且很难应用于迎水面堵漏止水工程。
文献2《速凝型无机防水堵漏材料的研究》公开了一种混合基材掺加特种无机、有机外加剂改性而成的速凝型无机防水堵漏材料。该材料较传统堵漏材料缩短了初凝时间。但其4min的初凝时间仍然较长，应用于快速堵漏工程中,必然造成材料耗损大和堵水效果差的问题。
文献3公开了一种堵漏防渗剂(专利号ZL101775266A)，它是一种由甲基硅酸钠、石英粉、石膏和水制得的无机堵漏防渗剂，该材料的强度获得主要依靠石膏的硬化，其防水功能主要依靠甲基硅酸钠和空气中的反应生成的憎水性物质。因此，该材料的存在凝结硬化慢、强度低，对于出水量较大的快速堵漏工程中并无技术性能优势。同时，该材料的防水原理制约了其在带水作业或迎水堵漏条件下的应用效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应急自动堵漏材料，其能够在水中进行堵漏，堵漏过程中不需要人的参与，将其加入水中后，能跟随水流运动至渗漏部位，对漏水裂缝进行封堵，其凝结硬化快、小时强度高，抗渗能力好。
上述目的通过以下方案实现：
应急自动堵漏材料由硫铝酸盐水泥、核桃壳颗粒、漂珠、膨润土、抗分散剂、膨胀剂、减水剂、速凝剂、纤维组成，各组分的重量比为：
硫铝酸盐水泥：核桃壳颗粒：漂珠：膨润土：抗分散剂：膨胀剂：减水剂：速凝剂＝100：80:25-90:5:0.9:3:0.4:2.5-3.5，且纤维与堵料的体积比为0-5，水与堵漏的重量比为0.3-0.35
本发明中：
核桃壳颗粒由粒径为1.5～2mm的粗核桃壳颗粒和粒径为0.75～1.2mm的细核桃壳颗粒按质量比1:1～1:1.5混合组成。
漂珠粒径为50～100μm，密度为0.4～0.6g/cm3。
膨润土为钠基蒙脱土，细度为75μm筛余不大于2wt％。
抗分散剂为聚丙烯酰胺(PAM)，其分子量为800万。
膨胀剂为聚丙烯酸钠高吸水树脂，其吸水能力为1300～1500g/gSAP。
减水剂为聚羧酸减水剂，其减水率为20％～40％。
速凝剂为以铝氧熟料为主体的复合物。
纤维可以是聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、工程塑料纤维、棉纤维中一种或几种，纤维的长度在3～15mm之间。纤维的掺加比例为占应急自动堵漏材料的体积比。
本发明的制备方法为：按照前述各组份比例称量各原料，将以上原料通过物理机械搅拌均匀，加入应急自动堵漏材料原料重量30％～35％的水，继续搅拌2min，即得到本产品。
本发明选用凝结时间短的胶凝材料，加入调凝剂对堵漏材料的凝结时间进行调控；加入密度比水的密度(1g/cm3)小的填料，降低堵漏材料的密度，使其密度与水接近，同时为堵漏材料提供骨架支撑，使其具有一定的力学强度。为实现堵漏材料在遇水或在水流冲蚀时不发生分散，加入抗分散剂。膨胀剂的加入能使堵漏材料的内部更密实，抗渗性提高，并使堵漏材料紧密贴合漏口内壁，粘结强度提高，封堵效果更好。在堵漏材料中加入纤维，利用纤维的多层乱相分布行为在漏口形成网状结构，能对堵漏材料形成拦阻，有利于封堵。
本发明的有益效果为：
本发明应急自动堵漏材料能根据堵漏需求对堵漏材料的密度和凝结时间进行精确调控，使得应急自动堵漏材料在漏口能快速固化，形成封堵层，完成堵漏。应急自动堵漏材料的密度可在1.0～1.45g/cm3之间变化，凝结时间为3～5min。
本发明的应急自动堵漏材料凝结快，具有较高的早期力学性能和抗渗性能，在水中不溃散，能够实现自流平、自密实，堵漏速度快，成功率高。能够用于高放射性污水、有毒有害工业废水的容器或设施等的堵漏施工，堵漏过程中不需要人员或工具辅助施工，实现了堵漏过程的自动化和快速化，能在污水泄漏事故发生后第一时间进行封堵，避免了对外界环境的破坏。此外，本发明还可广泛应用于水池、地下工程、矿井等的堵漏，应用前景广阔。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面将结合实施例对本发明作进一步阐明。下文中除纤维掺量百分比为占应急自动堵漏材料总体积的百分比外，其余百分比均为材料与硫铝酸盐水泥质量的质量百分比。
实施例1～5
实施例中各原料所占的具体重量份数如表1所示。
表1应急自动堵漏材料实施例配方
Figure GDA0002449404990000031
依据上述产品制备步骤得到的应急自动堵漏材料实施例1～5的主要性能指标数据如表2所示。
表2应急自动堵漏材料实施例性能
Figure GDA0002449404990000041
从表2中能看出，加入不同掺量漂珠的应急自动堵漏材料的密度能在较大范围内进行变化，凝结时间也可由速凝剂的掺量进行调节。应急自动堵漏材料实施例1～5的力学性能和抗渗性都较好，抗分散性和流动度也能满足要求。

Claims (11)

1.一种应急自动堵漏材料，其特征在于由硫铝酸盐水泥、核桃壳颗粒、漂珠、膨润土、抗分散剂、膨胀剂、减水剂、速凝剂、纤维组成，各组分的重量比为：
硫铝酸盐水泥：核桃壳颗粒：漂珠：膨润土：抗分散剂：膨胀剂：减水剂：速凝剂＝100：80:25-90:5:0.9:3:0.4:2.5-3.5，且纤维与堵料的体积比为0-5，水与堵漏的重量比为0.3-0.35。
2.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的硫铝酸盐水泥强度等级需达到42.5MPa以上。
3.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的核桃壳颗粒由粒径为1.5～2mm的粗核桃壳颗粒和粒径为0.75～1.2mm的细核桃壳颗粒按质量比1:1～1:1.5混合组成。
4.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的漂珠粒径为50～100μm，密度为0.4～0.6g/cm3。
5.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的膨润土为钠基蒙脱土，细度为75μm筛余不大于2wt％。
6.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的抗分散剂为聚丙烯酰胺(PAM)，其分子量为800万。
7.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的膨胀剂为聚丙烯酸钠高吸水树脂，其吸水能力为1300～1500g/gSAP。
8.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的减水剂为聚羧酸减水剂，其减水率为20％～40％。
9.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的速凝剂为以铝氧熟料为主体的复合物。
10.根据权利要求1所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：所述的纤维掺加比例为占应急自动堵漏材料的体积比，纤维可以是聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、工程塑料纤维、棉纤维中一种或几种。
11.根据权利要求10所述的应急自动堵漏材料，其特征在于：纤维的长度在3～15mm之间。
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