CN108484058A - 一种动水抗分散封堵材料及其制备方法 - Google Patents

一种动水抗分散封堵材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108484058A
CN108484058A CN201810602644.6A CN201810602644A CN108484058A CN 108484058 A CN108484058 A CN 108484058A CN 201810602644 A CN201810602644 A CN 201810602644A CN 108484058 A CN108484058 A CN 108484058A
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
component
polysaccharide
slurries
waterglass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810602644.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108484058B (zh
Inventor
李术才
李召峰
张健
齐延海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong University
Original Assignee
Shandong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong University filed Critical Shandong University
Priority to CN201810602644.6A priority Critical patent/CN108484058B/zh
Publication of CN108484058A publication Critical patent/CN108484058A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108484058B publication Critical patent/CN108484058B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/16—Sealings or joints
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D31/00—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution
    • E02D31/02—Protective arrangements for foundations or foundation structures; Ground foundation measures for protecting the soil or the subsoil water, e.g. preventing or counteracting oil pollution against ground humidity or ground water
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/70—Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ocean & Marine Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明涉及一种动水抗分散封堵材料，属于注浆材料制备技术领域。所述封堵材料由A、B两种组分构成，所述A组分包括水硬性胶凝材料、水，且水胶比为(0.6‑1):1；所述B组分包括：按重量百分比计，水溶性植物胶0.3‑1.2％、聚合物多元醇0.2‑1％、醇类多糖0.2‑1.5％、水玻璃10‑44％、水52.3‑86.3％。本发明的封堵材料具有成本低、凝结时间可调、抗分散能力强、浆液留存率高、结石体力学性能优良、安全无毒等优点，经试验，在1.5m/s水速下，30min内浆液留存率达90％以上，最高可达97％，取得了良好的效果。

Description

一种动水抗分散封堵材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及注浆材料制备技术领域，尤其涉及一种动水抗分散封堵材料及其制备方法。
背景技术
近年来，我国高速铁路、高速公路、城市轨道交通、大型水利水电工程、深部矿山建设进入高速发展时期，其中大量隧道及地下工程遭遇断层、岩溶及富水破碎岩体区域，施工过程中极易诱发突涌水灾害，造成工期延误，人员伤亡，财产损失。
突涌水灾害通常是灾害含水体通过渗透、挤压冲击、直接喷涌等方式进入建设工程。在地下工程灾害中，突涌水灾害是发生次数最多且危害性最大的一种，占地下工程事故发生总次数的一半以上。突涌水灾害在直接或间接造成人员伤亡和经济损失的同时，还会恶化施工环境，严重影响工程施工，导致工程延期。
目前针对隧道与地下工程突涌水灾害治理，常以水泥浆液、水泥-水玻璃浆液和聚氨酯类化学封堵材料为主，如戚厚羿在《岩溶管道涌水注浆封堵机理研究及配套注浆装备研发》中以水泥-水玻璃为注浆材料，研究了动水流速变化情况下，浆液从固定沉积至与动水形成伪均质流体的全过程变化规律。张聪等在《水下岩溶浆液抗分散性质试验研究及工程应用》中用自制的改性黏土水泥膏浆(由水泥、黏土、水及改性剂组成)，采用全面试验法对改性黏土水泥膏浆进行抗分散性质试验，其在动水流速0.2m/s的情况下浆液留存率达到了96.2％，但当水流速增加到0.8m/s的时，浆液留存率急剧下降，仅为62.62％。
但上述现有技术中，水泥浆液因其凝结时间长、易被水冲散，难以留存，封堵效率低且效果无法保证；水泥-水玻璃浆液凝结时间难以控制，受浆液配比和环境影响大，导致浆液扩散能力差，施工操作困难，难以保证突涌水封堵效果；聚氨酯浆液遇水反应剧烈，膨胀固化速率过快，严重制约其在地层中扩散范围，且浆液具有毒性，固结体易老化等缺点。因此，常规动水封堵材料难以满足突涌水灾害治理工程需求，封堵材料性能已成为隧道与地下工程突涌水封堵效果的关键制约因素，亟需一种成本低、绿色环保、且适用于高流速、抗分散性能优异的动水封堵材料。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种动水抗分散封堵材料及其制备方法。本发明的封堵材料具有浆液留存率高、抗分散能力强、凝结时间可调、结石体力学性能优良、安全无毒、成本低等优点，经现场试验，取得了良好的效果。
本发明的第一目的是提供一种动水抗分散封堵材料。
本发明的第二目的是提供一种动水抗分散封堵材料的制备方法。
本发明的第三目的是提供一种动水的封堵方法。
本发明的第四目的是提供动水抗分散封堵材料及其制备方法、动水的封堵方法的应用。
为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了以下技术方案：
首先，本发明公开了一种动水抗分散封堵材料，所述封堵材料由A、B两种组分构成，所述A组分包括水硬性或气硬性胶凝材料、水，且水胶比为(0.6-1):1。
所述B组分包括：按重量百分比计，水溶性植物胶0.3-1.2％、聚合物多元醇0.2-1％、醇类多糖0.2-1.5％、水玻璃10-44％、水52.3-86.3％。
所述水硬性胶凝材料包括强度等级为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 的硅酸盐水泥等中的一种或几种。
所述气硬性胶凝材料包括生石灰、石膏。
所述水溶性植物胶包括：黄单胞多糖、角豆胶、卡拉胶等中的一种或几种。
水溶性植物胶主要起到提高浆液动水抗分散性能的作用，因为水溶性植物胶分子结构中含有大量的羟基、羧基，具有良好的亲水性，其三维螺旋结构赋予其超高的稳定性，可起到良好的增稠、稳定封堵材料的作用，提高其动水抗分散性能，而且水溶性植物胶在pH值为 12-14时，依然性能稳定，不会因为水硬性胶凝材料、水玻璃的碱性而使水溶性植物胶失去活性，仍然能够起到良好的增稠、稳定封堵材料的作用，水溶性植物胶与碱性的水硬性胶凝材料、水玻璃之间的这种良好的相容性，使得水溶性植物胶非常适合作为提高封堵材料动水抗分散性能的原料。
优选的，所述聚合物多元醇包括：聚乙二醇-400、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-6000、聚乙二醇-12000等中的一种或几种。
聚合物多元醇主要用于提高浆液结石体的弹性及抗折性能，此外多元醇聚合物及醇类多糖与水溶性植物胶可产生协同效应，进一步提高浆液的抗分散性能及凝结时间。
所述醇类多糖包括：海藻酸钠、可得兰多糖中的一种或两种。海藻酸钠、可得兰多糖均能够溶于碱性溶液后使溶液具有粘性，而本发明的B组分中含有碱性的水玻璃，恰好可以为海藻酸钠、可得兰多糖提供溶解环境，使之形成粘性溶液，提高封堵材料的抗分散性能。
优选的，所述A组分的水胶比为(0.8-1):1，进一步优选为0.9:1。
优选的，步骤(2)中，所述B组分包括：按质量百分比计，水溶性植物胶0.3-1.2％、聚合物多元醇0.5-1.0％、醇类多糖0.5-1.5％、水玻璃12-30％、水66.3-86.3％。
优选的，步骤(2)中，所述B组分包括：按百分比计，水溶性植物胶0.8-1.2％、聚合物多元醇0.8-1.0％、醇类多糖1.0-1.5％、水玻璃15-25％、水72-82％。
所述A、B组分的体积比为(0.5-5)：1，优选为(1-4)：1；进一步优选为(1-3)：1；最优选为3:1。
所述的水玻璃主要用作水泥浆液的促凝剂，因水玻璃碱性强，随动水流入河流、湖泊中会引起环境污染，本发明中严格控制水玻璃用量，将其设计为占B组分的45％以下。
优选的，所述A组分还包括早强剂。
优选的，所述早强剂占A组分中胶凝材料总质量的0.5-3％。
优选的，所述早强剂包括：硫酸钠、铝酸钠、氯化锂等中的一种或两种。
优选的，所述A组分还包括减水剂。
优选的，所述减水剂占A组分中水硬性胶凝材料总质量的0.5-2.5％。
优选的，所述减水剂包括木质素磺酸盐减水剂或聚羧酸减水剂。
其次，本发明公开了一种动水抗分散封堵材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)A组分制备：将水硬性或气硬性胶凝材料制备成浆液，备用；
(2)B组分制备：按重量百分比计，将水溶性植物胶、聚合物多元醇、醇类多糖溶于水中，然后加入水玻璃，制成浆液B，备用，即可。
步骤(1)中，所述水硬性胶凝材料包括强度等级为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R的硅酸盐水泥等中的一种或几种。
所述气硬性胶凝材料包括生石灰、石膏。
步骤(1)中，所述浆液的水胶比为(0.6-1):1，优选为(0.8-1):1，进一步优选为0.9:1。
步骤(2)中，所述B组分包括：按重量百分比计，水溶性植物胶0.3-1.2％、聚合物多元醇0.2-1％、醇类多糖0.2-1.5％、水玻璃10-44％、水52.3-86.3％。
优选的，步骤(2)中，所述B组分包括：按质量百分比计，水溶性植物胶0.5-1.2％、聚合物多元醇0.5-1.0％、醇类多糖0.5-1.5％、水玻璃12-30％、水66.3-86.3％。
优选的，步骤(2)中，所述B组分包括：按百分比计，水溶性植物胶0.8-1.2％、聚合物多元醇0.8-1.0％、醇类多糖1.0-1.5％、水玻璃15-25％、水72-82％。
步骤(2)中，所述水溶性植物胶包括：黄单胞多糖、角豆胶、卡拉胶等中的一种或几种。
步骤(2)中，所述元醇类聚合物包括：聚乙二醇-400、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-6000、聚乙二醇-12000等中的一种或几种。
步骤(2)中，所述醇类多糖包括：海藻酸钠、可得兰多糖。
作为进一步的改进方案，所述动水抗分散封堵材料的制备方法中，A组分还包括早强剂和/或减水剂。
优选的，所述早强剂占A组分中胶凝材料总质量的0.5-3％。
优选的，所述减水剂占A组分中胶凝材料总质量的0.5-2.5％。
优选的，所述早强剂包括：硫酸钠、铝酸钠、氯化锂等中的一种或两种。
优选的，所述减水剂包括木质素磺酸盐减水剂或聚羧酸减水剂。
再次，本发明公开了一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
S1：根据动水流速、水压、钻孔距动水通道距离，确定A、B组分各自的配比；
S2：按A、B组分各自的配比将其制成A、B浆液，备用；
S3：采用双液注浆方式，将A、B浆液按体积比(0.5-5)：1的比例进行注浆，即可。
步骤(2)中，所述A、B组分的体积比为(0.5-5)：1，优选为(1-4)：1；进一步优选为(1-3)：1；最优选为3:1。
最后，本发明还公开了动水抗分散封堵材料及其制备方法、动水的封堵方法在高速铁路、高速公路、城市轨道交通、大型水利水电工程、深部矿山建设领域中的应用。
本发明中使用的水溶性植物胶具有良好的稳定性，与水泥、水玻璃之间具有良好的相容性，此外，水溶性植物胶中大量存在的羟基、羧基可以络合钙离子、铁离子等金属离子，在促进水泥水化的同时，其自身也可形成凝胶，从而进一步提高结石体强度。水溶性植物胶也可以与多元醇聚合物及醇类多糖产生协同作用，进一步提升浆液的抗分散性能。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果是：
1、本发明的动水抗分散封堵材料可以实现地下动水的有效治理；且封堵材料凝结时间可调，可根据实际封堵工程的需求，在20s-40min内量化调节。
2、本发明的动水抗分散封堵材料在1.5m/s水速下，初凝后浆液留存率达92％以上，最高可达97％，这意味着本发明的封堵材料的堆积速度远大于1.5m/s水流速度，具有优异的抗分散能力，非常有利于岩溶管中动水的封堵，这类动水的流速达到1.2m/s以上，速率高、冲击力大，必须是抗分散能力的封堵材料才能进行有效封堵，因为当动水流速大于封堵材料的堆积速度时，浆体在封堵管道内留存率极低，此时进行注浆封堵是完全没有意义的，而本发明的封堵材料在1.5m/s水速下浆液留存率最高达97％，其堆积速度远大于1.5m/s水流速度能够实现对高流速动水的有效封堵。
3、本发明的动水抗分散封堵材料结石体力学强度高，随着配比的不同，材料结石体1d 抗压强度为0.4-2.1MPa，3d抗压强度为1.2-4.5MPa。
4、本发明提供的动水抗分散封堵材料安全无毒，不会造成环境污染等问题。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有的动水治理材料存在封堵效率低、浆液毒性大等缺点，因此，本发明提出了一种动水抗分散封堵材料及其制备方法，下面结合具体实施方式对本发明做进一步的说明。
术语“水硬性胶凝材料”是指在建筑工程中能将散粒材料(如砂、石)或块状材料(如砖、瓷砖等)胶结成一个整体的材料，它不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并继续发展其强度，如各种水泥。
术语“气硬性胶凝材料”是非水硬性胶凝材料的一种，如石灰、石膏、菱苫土和水玻璃等。
术语“水胶比”是指混凝土中水的用量与胶凝材料用量的重量比值。
术语“水溶性植物胶”是一类天然植物胶，从绿色植物中制得，包括田菁胶、瓜尔胶、胡麻胶、香豆胶等，植物胶不溶解于乙醇、甘油、甲酰胺等任何有机溶剂，水是植物胶的唯一溶剂。
术语“聚合物多元醇”，是聚合物--聚醚分散体属有机填充聚醚多元醇，如聚乙二醇-400、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-6000、聚乙二醇-12000等。
术语“早强剂”指能提高混凝土早期强度，并且对后期强度无显著影响的外加剂，早强剂的主要作用在于加速水泥水化速度，促进混凝土早期强度的发展，既具有早强功能，又具有一定减水增强功能。
术语“减水剂”是一种在维持混凝土坍落度基本不变的条件下，能减少拌合用水量的混凝土外加剂，如木质素磺酸盐减水剂、聚羧酸减水剂等，减水剂能够减少单位水泥用量，节约水泥。
术语“水玻璃”指硅酸钠，其水溶液俗称水玻璃，是一种矿黏合剂，其化学式为Na2O·nSiO2，式中，n为二氧化硅与Na2O摩尔数的比值，称为水玻璃的摩数。
需要说明的是：本发明实施例采用的海藻酸钠主要指海藻酸的钠盐，是由β-D-甘露糖醛酸与α-L-古洛糖醛酸依靠β-1,4-糖苷键连接组成的共聚物，这种共聚物溶于碱性水后容易形成粘稠状液体，从而形成水凝胶，能够起到增强封堵材料抗分散性能的作用。
本发明实施例采用的可得兰(Curdlan)多糖，即凝结多糖，是由400-500个D-葡萄糖残基通过β-1，3-D-葡萄糖苷键构成的线性葡聚糖，其分子量约44000-100000，这种多糖的特点是不溶于水，但可溶解于碱液后形成凝胶，能够起到增强封堵材料抗分散性能的作用。
本发明采用的黄单胞多糖，即黄原胶，属于可溶性植物胶的一种，是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单孢多糖，由甘蓝黑腐病野油菜黄单胞菌以碳水化合物为主要原料，经好氧发酵生物工程技术，切断1，6-糖苷键，打开支链后，在按1，4-键合成直链组成的一种酸性胞外杂多糖。黄单胞多糖具有遇水分散、乳化变成稳定的亲水性粘稠胶体的特性，从而能够起到增强封堵材料抗分散性能的作用。
本发明实施例采用的角豆胶属于可溶性植物胶的一种，是由豆科植物角豆(Ceratoniasiliqua)的种子胚乳部分，种子经稀硫酸液在高温下脱壳或经焙炒后，磨碎、过筛得胚乳，用沸水抽提，除去不溶物后浓缩、干燥、粉碎而成的物质。角豆胶与水结合后具有增稠、稳定、乳化、胶凝的性质，可起到良好的增稠、稳定封堵材料的作用，提高封堵材料的动水抗分散性能。
本发明实施例采用的卡拉胶属于可溶性植物胶的一种，是由硫酸基化的或卡拉胶结构式非硫酸基化的半乳糖和3，6-脱水半乳糖通过α-1，3糖苷键和β-1，4键交替连接而成，在1， 3连接的D半乳糖单位C4上带有1个硫酸基，分子量一般在20万以上；卡拉胶溶于一定温度的水后可形成具有高粘度的水溶液，可起到良好的增稠、稳定封堵材料的作用，提高封堵材料的动水抗分散性能，而且卡拉胶和黄原胶等胶体能够产生协同作用，提高凝胶的弹性和保水性。
本发明实施例中，所用黄单胞多糖购自鄂尔多斯市中轩生化有限公司。
本发明实施例中，所用角豆胶购自郑州安安康食品化工有限公司。
本发明实施例中，所用卡拉胶购自上海北连生物科技有限公司。
本发明实施例中，所用海藻酸钠购自青岛明月海藻集团有限公司。
本发明实施例中，所用硅酸盐水泥购自山水“东岳”牌硅酸盐水泥。
本发明实施例中，所用聚羧酸减水剂购自石家庄市海森化工有限公司。
本发明实施例中，所用木质素磺酸盐减水剂购自锦州市凌宇化工有限公司。
本发明实施例中，所用聚乙二醇购自无锡市亚泰联合化工有限公司。
实施例1
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为42.5的硅酸盐水泥100g，溶于100g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，黄单胞多糖0.3％、聚乙二醇-20000.2％、海藻酸钠0.2％、水玻璃10％(摩数3.0)，余量为水，首先将黄单胞多糖、聚乙二醇-2000、海藻酸钠按比例溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比3:1混合注浆，然后测试浆液的凝结时间，浆液留存率以及结石体力学强度，结果如表1所示。
表1
实施例2
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为42.5的硅酸盐水泥100g，硫酸钠0.5g溶于100g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，黄单胞多糖1.2％、聚乙二醇-2000 1％、海藻酸钠1.5％、水玻璃10％(摩数3.0)，余量为水，首先将黄单胞多糖，聚乙二醇-2000，海藻酸钠按比例溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比3:1混合注浆，然后测试浆液的凝结时间，浆液留存率以及结石体力学强度，结果如表2所示。
表2
实施例3
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为42.5的硅酸盐水泥100g，硫酸钠0.5g，聚羧酸减水剂0.5g溶于90g 水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，黄单胞多糖1.2％、聚乙二醇-2000 1％、海藻酸钠1.5％、水玻璃10％(摩数3.0)，余量为水，首先将黄单胞多糖、聚乙二醇-2000、海藻酸钠溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比3:1混合注浆，然后测试浆液的凝结时间，浆液留存率以及结石体力学强度，结果如表3所示。
表3
实施例4
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为42.5的硅酸盐水泥100g，硫酸钠0.5g，聚羧酸减水剂0.5g溶于90g 水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，角豆胶1.2％、聚乙二醇-2000 1％、海藻酸钠1.5％、水玻璃10％(摩数3.0)、余量为水，首先将角豆胶、聚乙二醇-2000、海藻酸钠按比例溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比3:1混合注浆，然后测试浆液的凝结时间，浆液留存率以及结石体力学强度，结果如表4所示。
表4
实施例5
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为42.5的硅酸盐水泥100g，硫酸钠0.5g，聚羧酸减水剂0.5g溶于90g 水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，黄单胞多糖1.2％，聚乙二醇-2000 1％、海藻酸钠1.5％、水玻璃44％(摩数3.0)，余量为水，首先将黄单胞多糖、聚乙二醇-2000、海藻酸钠溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比3:1混合注浆，然后测试浆液的凝结时间，浆液留存率以及结石体力学强度，结果如表5所示。
表5
实施例6
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为42.5R的硅酸盐水泥100g，铝酸钠3g，木质素磺酸盐减水剂1.5g 溶于80g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，角豆胶0.5％，聚乙二醇-400 0.5％、可得兰多糖0.5％、水玻璃13％(摩数4.3)，余量为水，首先将角豆胶、聚乙二醇-400、可得兰多糖溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比1:1混合后进行注浆即可。
实施例7
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为52.5R的硅酸盐水泥100g，铝酸钠1g，木质素磺酸盐减水剂1g溶于100g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，角豆胶1.2％，聚乙二醇-6000 1.0％、可得兰多糖1.5％、水玻璃12％(摩数4.0)，余量为水，首先将角豆胶、聚乙二醇-6000、可得兰多糖溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比4:1混合后进行注浆即可。
实施例8
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为52.5的硅酸盐水泥100g，氯化锂1g，木质素磺酸盐减水剂1g溶于100g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，卡拉胶1％，聚乙二醇-12000 1％、可得兰多糖1％、水玻璃30％(摩数3.5)，余量为水，首先将卡拉胶、聚乙二醇-12000、可得兰多糖溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比4:1混合后进行注浆即可。
实施例9
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为62.5的硅酸盐水泥100g，氯化锂1g，木质素磺酸盐减水剂2.5g溶于100g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，卡拉胶1.2％，聚乙二醇-400 1.0％、可得兰多糖1.5％、水玻璃30％(摩数3.5)，余量为水，首先将卡拉胶、聚乙二醇-400、可得兰多糖溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比5:1混合后进行注浆即可。
实施例10
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为62.5R的硅酸盐水泥100g，氯化锂1g，木质素磺酸盐减水剂1.5g 溶于100g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，卡拉胶0.8％，聚乙二醇-2000 0.8％、可得兰多糖1.5％、水玻璃15％(摩数3.5)，余量为水，首先将卡拉胶、聚乙二醇-2000、可得兰多糖溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比0.5:1混合后进行注浆即可。
实施例11
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取强度等级为32.5R的硅酸盐水泥100g，氯化锂1g，聚羧酸减水剂2g溶于100g 水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，卡拉胶1％，聚乙二醇-6000 1％、可得兰多糖1％、水玻璃25％(摩数3.5)，余量为水，首先将卡拉胶、聚乙二醇-6000、可得兰多糖溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比1:1混合后进行注浆即可。
实施例12
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取石膏100g，氯化锂1g，聚羧酸减水剂2.5g溶于100g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，卡拉胶1.2％，聚乙二醇-2000 0.8％、可得兰多糖1％、水玻璃15％(摩数3.5)，余量为水，首先将卡拉胶、聚乙二醇-2000、可得兰多糖溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比2:1混合后进行注浆即可。
实施例13
一种动水的封堵方法，包括如下步骤：
(1)称取生石灰100g，氯化锂1g，聚羧酸减水剂1g溶于100g水中，充分搅拌，制成浆液A，备用；
(2)原料总质量为100g，按重量百分比计，卡拉胶1.2％，聚乙二醇-2000 0.8％、海藻酸钠1％、水玻璃15％(摩数3.5)，余量为水，首先将卡拉胶、聚乙二醇-2000、海藻酸钠溶于水中，待完全溶解后，再向其中加入水玻璃，充分搅拌，制成浆液B，备用；
(3)将步骤(1)和(2)中所制备A、B浆液按体积比0.5:1混合后进行注浆即可。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动水抗分散封堵材料，其特征在于：所述封堵材料由A、B两种组分构成，所述A组分包括水硬性或气硬性胶凝材料、水，且水胶比为(0.6-1):1；
所述B组分包括：按重量百分比计，水溶性植物胶0.3-1.2％、聚合物多元醇0.2-1％、醇类多糖0.2-1.5％、水玻璃10-44％、水52.3-86.3％。
2.如权利要求1所述的动水抗分散封堵材料，其特征在于：所述水硬性胶凝材料包括强度级为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R的硅酸盐水泥中的一种或几种；
或，所述气硬性胶凝材料包括生石灰、石膏；
或，所述水溶性植物胶包括：黄单胞多糖、角豆胶、卡拉胶中的一种或几种；
或，所述聚合物多元醇包括：聚乙二醇-400、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-6000、聚乙二醇-12000中的一种或几种；
或；所述醇类多糖包括：海藻酸钠、可得兰多糖中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的动水抗分散封堵材料，其特征在于：所述A组分的水胶比为(0.8-1):1，优选为0.9:1；
或，步骤(2)中，所述B组分包括：按质量百分比计，水溶性植物胶0.5-1.2％、聚合物多元醇0.5-1.0％、醇类多糖0.5-1.5％、水玻璃12-30％、水66.3-86.3％；优选的，所述B组分包括：按百分比计，水溶性植物胶0.8-1.2％、聚合物多元醇0.8-1.0％、醇类多糖1.0-1.5％、水玻璃15-25％、水72-82％；
或，所述A、B组分的体积比为(0.5-5)：1，优选为(1-4)：1；进一步优选为(1-3)：1；最优选为3：1。
4.如权利要求1-3任一项所述的动水抗分散封堵材料，其特征在于：所述A组分还包括早强剂和/或减水剂；优选的，所述早强剂占A组分中胶凝材料总质量的0.5-3％；优选的，所述早强剂包括：硫酸钠、铝酸钠、氯化锂中的一种或两种；
或，所述减水剂占A组分中胶凝材料总质量的0.5-2.5％；优选的，所述减水剂包括木质素磺酸盐减水剂或聚羧酸减水剂。
5.一种动水抗分散封堵材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)A组分制备：将水硬性或气硬性胶凝材料制备成浆液，备用；
(2)B组分制备：按重量百分比计，将水溶性植物胶、聚合物多元醇、醇类多糖溶于水中，然后加入水玻璃，制成浆液B，备用，即可。
6.如权利要求5所述的动水抗分散封堵材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述水硬性胶凝材料包括强度级为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R的硅酸盐水泥中的一种或几种；
或，所述气硬性胶凝材料包括生石灰、石膏；
或，步骤(1)中，所述浆液的水胶比为(0.6-1):1，优选为(0.8-1):1，进一步优选为0.9:1；
或，步骤(2)中，所述B组分包括：按重量百分比计，水溶性植物胶0.3-1.2％、聚合物多元醇0.2-1％、醇类多糖0.2-1.5％、水玻璃10-44％、水52.3-86.3％；优选为：水溶性植物胶0.5-1.2％、聚合物多元醇0.5-1.0％、醇类多糖0.5-1.5％、水玻璃12-30％、水66.3-86.3％；进一步优选为：水溶性植物胶0.8-1.2％、聚合物多元醇0.8-1.0％、醇类多糖1.0-1.5％、水玻璃15-25％、水72-82％。
7.如权利要求5所述的动水抗分散封堵材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述水溶性植物胶包括：黄单胞多糖、角豆胶、卡拉胶中的一种或几种；
或，步骤(2)中，所述元醇类聚合物包括：聚乙二醇-400、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-6000、聚乙二醇-12000中的一种或几种；
或，步骤(2)中，所述醇类多糖包括：海藻酸钠、可得兰多糖。
8.如权利要求5-7任一项所述的动水抗分散封堵材料的制备方法，其特征在于：所述A组分还包括早强剂和/或减水剂；
优选的，所述早强剂占A组分中胶凝材料总质量的0.5-3％；优选的，所述早强剂包括：硫酸钠、铝酸钠、氯化锂中的一种或两种；
或，所述减水剂占A组分中胶凝材料总质量的0.5-2.5％；优选的，所述减水剂包括木质素类减水剂或聚羧酸类减水剂。
9.一种利用权利要求1-4任一项所述的封堵材料进行动水封堵的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：根据动水流速、水压、钻孔距动水通道距离，确定A、B组分各自的配比；
S2：按A、B组分各自的配比将其制成A、B浆液，备用；
S3：采用双液注浆方式，将A、B浆液按体积比(0.5-5)：1的比例进行注浆，即可；
优选的，步骤(2)中，所述A、B组分的体积比为(0.5-5)：1，优选为(1-4)：1；进一步优选为(1-3)：1；最优选为3:1。
10.如权利要求1-4任一项所述的动水抗分散封堵材料和/或如权利要求5-8任一项所述的制备方法和/或如权利要求9所述的动水的封堵方法在高速铁路、高速公路、城市轨道交通、大型水利水电工程、深部矿山建设领域中的应用。
CN201810602644.6A 2018-06-12 2018-06-12 一种动水抗分散封堵材料及其制备方法 Active CN108484058B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810602644.6A CN108484058B (zh) 2018-06-12 2018-06-12 一种动水抗分散封堵材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810602644.6A CN108484058B (zh) 2018-06-12 2018-06-12 一种动水抗分散封堵材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108484058A true CN108484058A (zh) 2018-09-04
CN108484058B CN108484058B (zh) 2019-03-26

Family

ID=63342809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810602644.6A Active CN108484058B (zh) 2018-06-12 2018-06-12 一种动水抗分散封堵材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108484058B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108975829A (zh) * 2018-09-11 2018-12-11 中铁隧道局集团有限公司 铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料及封堵方法
CN110130936A (zh) * 2019-06-06 2019-08-16 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法
CN110926292A (zh) * 2019-12-16 2020-03-27 安徽理工大学 一种煤矿***用防漏水沙封孔袋及其使用方法
CN111777389A (zh) * 2020-06-29 2020-10-16 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种速凝可调型水泥基水下抗分散超快硬注浆材料、制备方法及应用
CN111809670A (zh) * 2020-07-21 2020-10-23 四川童燊防水工程有限公司 地下室外墙施工缝堵漏灌浆及加固施工方法
CN112194430A (zh) * 2020-09-24 2021-01-08 中南大学 植被生态敏感区浅埋暗挖大断面隧道注浆用浆液及应用
CN114439001A (zh) * 2022-01-28 2022-05-06 山东大学 一种在役桩基注浆加固材料及桩侧定向注浆加固方法
CN115215607A (zh) * 2022-06-23 2022-10-21 山东大学 一种滨海岩溶水泥基胶凝膨胀注浆材料及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102001847A (zh) * 2010-10-21 2011-04-06 山东大学 一种膏状速凝注浆材料及其制备方法
CN103113060A (zh) * 2013-03-07 2013-05-22 中国水电基础局有限公司 一种水泥膏浆及其制备方法
US20140221534A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-07 Jesse Osborne, JR. Tunneling annulus grout
CN106220107A (zh) * 2016-07-18 2016-12-14 中国水电基础局有限公司 抗冲水泥基膏状浆液及其制备方法
CN107500692A (zh) * 2017-10-10 2017-12-22 北京煜煌科技有限公司 一种水利工程用混凝土构件修补加固材料

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102001847A (zh) * 2010-10-21 2011-04-06 山东大学 一种膏状速凝注浆材料及其制备方法
US20140221534A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-07 Jesse Osborne, JR. Tunneling annulus grout
CN103113060A (zh) * 2013-03-07 2013-05-22 中国水电基础局有限公司 一种水泥膏浆及其制备方法
CN106220107A (zh) * 2016-07-18 2016-12-14 中国水电基础局有限公司 抗冲水泥基膏状浆液及其制备方法
CN107500692A (zh) * 2017-10-10 2017-12-22 北京煜煌科技有限公司 一种水利工程用混凝土构件修补加固材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王达等: "《地质钻探手册》", 30 June 2014, 中南大学出版社 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108975829A (zh) * 2018-09-11 2018-12-11 中铁隧道局集团有限公司 铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料及封堵方法
CN108975829B (zh) * 2018-09-11 2021-03-16 中铁隧道局集团有限公司 铁路隧道深竖井工作面突水淹井溃口封堵材料及封堵方法
CN110130936A (zh) * 2019-06-06 2019-08-16 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 一种盾构掘进过程中突遇未处理溶洞或裂隙的施工方法
CN110926292A (zh) * 2019-12-16 2020-03-27 安徽理工大学 一种煤矿***用防漏水沙封孔袋及其使用方法
CN110926292B (zh) * 2019-12-16 2021-09-10 淮南矿业(集团)有限责任公司 一种煤矿***用防漏水沙封孔袋及其使用方法
CN111777389A (zh) * 2020-06-29 2020-10-16 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种速凝可调型水泥基水下抗分散超快硬注浆材料、制备方法及应用
CN111777389B (zh) * 2020-06-29 2022-04-15 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所 一种速凝可调型水泥基水下抗分散超快硬注浆材料、制备方法及应用
CN111809670A (zh) * 2020-07-21 2020-10-23 四川童燊防水工程有限公司 地下室外墙施工缝堵漏灌浆及加固施工方法
CN112194430A (zh) * 2020-09-24 2021-01-08 中南大学 植被生态敏感区浅埋暗挖大断面隧道注浆用浆液及应用
CN114439001A (zh) * 2022-01-28 2022-05-06 山东大学 一种在役桩基注浆加固材料及桩侧定向注浆加固方法
CN115215607A (zh) * 2022-06-23 2022-10-21 山东大学 一种滨海岩溶水泥基胶凝膨胀注浆材料及其制备方法
WO2023246866A1 (zh) * 2022-06-23 2023-12-28 山东大学 一种滨海岩溶水泥基胶凝膨胀注浆材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108484058B (zh) 2019-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108484058B (zh) 一种动水抗分散封堵材料及其制备方法
CN107827422B (zh) 用于海底盾构隧道的高防水同步注浆浆液
CN114180930B (zh) 高水压超大直径水下盾构隧道双液注浆浆液及工艺与应用
CN103449762B (zh) 一种利用盾构尾砂制备的早强微膨胀同步注浆材料及其制备方法
CN101628800B (zh) 一种注浆用低析水率早强水泥浆液
CN104609814A (zh) 一种大比重低稠度抗水分散同步注浆材料
CN106587711B (zh) 一种封闭空间灌注用自密实混凝土专用外加剂
CN103102128A (zh) 用于地下结构堵水的注浆材料及其制备方法
CN109265100A (zh) 一种超疏水注浆材料及其制备方法
CN115215607B (zh) 一种滨海岩溶水泥基胶凝膨胀注浆材料及其制备方法
CN112592138B (zh) 一种凝结时间可控的单组分活性同步砂浆及其制备方法
CN111170758A (zh) 一种泡沫混凝土、其制备方法和用途
CN114735986A (zh) 一种快凝高强型壁后注浆材料
CN112028594A (zh) 产物稳定的盾构同步注浆用水泥-水玻璃双液注浆料
JPH10168452A (ja) 水ガラス系懸濁型グラウト剤とそれを用いた地盤注入固 結法
JPH10168451A (ja) 懸濁型グラウト剤とそれを用いた地盤注入固結法
CN107512862B (zh) 一种盾构同步注浆材料专用增粘剂
CN103193454A (zh) 适用于砂层加固的注浆材料及注浆方法
CN115504747B (zh) 一种动水条件下抗分散高抗渗注浆材料、制备方法及应用
CN115477519B (zh) 一种高抗渗盾构隧道同步注浆材料、制备及使用方法
CN108863147B (zh) 一种注浆材料添加剂及其应用
CN115368076A (zh) 一种富水破碎断裂带地层新型注浆材料及其制备方法
CN112194420B (zh) 一种富水地质盾构施工用抗水稀释同步注浆液及制备方法
CN114736661A (zh) 一种弱固结性大孔道治理体系及其制备方法和应用
CN110590287B (zh) 一种触变性灌浆材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant