CN116477893A - 一种高强度阻燃封堵胶固粉及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度阻燃封堵胶固粉及其制备方法，包括如下重量份原料：55‑70份胶凝材料，12‑24份膨胀材料，3‑5份促凝剂，1‑2份短纤维，1‑2份促硬剂，2‑5份封闭异氰酸酯，0.2‑0.5份对苯二胺，0.3‑0.5份三羟甲基丙烷；该高强度阻燃封堵胶固粉包括如下步骤制成：按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌30‑40min，搅拌均匀后包装出库；配方中加入了由粗骨料和细骨料合而成的膨胀材料，通过膨胀材料的遇水膨胀性，能快速将需堵漏处填满、挤实，起到快速堵水的效果，堵水过程中由于固结体为粗细骨料的致密堆积，使快硬胶凝材料、促凝集和促硬剂的成分在原位不发生变化。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高强度阻燃封堵胶固粉及其制备方法。
背景技术
在基坑或隧道开挖过程中，或在大坝使用中，尤其在汛期，存在漏水漏沙等管涌情况。目前针对该种情况，一般采取钻孔灌注聚氨酯的方式来进行封堵，但是，聚氨酯发泡过程较慢体积膨胀难于控制，对于较大的涌水涌沙情况，较难处理，且注浆过程大量聚氨酯随水流出，浪费严重。同时聚氨酯发泡体的强度较低，和所堵漏处结合不牢，存在二次涌水涌沙或大坝“管涌”的风险。另外一些双组份的液体堵漏材料需要分两次注入，接触反应后将漏水处止水堵实，因该方法中无法实现双组份的充分搅拌，因此所堵漏处的强度稳定性欠佳，且堵漏材料成本高，挤注管道和管口容易被堵。
水泥基灌浆、堵漏砂浆是一类工程中常用的灌浆封堵材料，其主要功能是通过堵漏灌浆或结合其他防渗加固手段，满足工程施工及运行的需要，以达到良好的施工环境和保障工程正常运行，大量的用于大型设备锚固，地铁、隧道等地下工程等施工缝的嵌固，混凝土梁柱的加固修补等。然而，在服役过程中，由于各种因素引起的堵漏灌浆材料开裂而重新发生渗漏是一类常见的工程问题。
中国专利申请号：00111031.4，申请日：2000年4月26日，该申请案公开了一种水利注浆防渗堵漏膨胀粉，该申请案中主要以粉煤灰、硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰为原料，制备出用于江河湖坝大堤注浆防渗堵漏的膨胀粉，该方案一定程度上具有快速膨胀的效果，但是在水流中凝固后的强度较低，使用寿命短，后期需要不断的维护。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种高强度阻燃封堵胶固粉及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高强度阻燃封堵胶固粉，包括如下重量份原料：55-70份胶凝材料，12-24份膨胀材料，3-5份促凝剂，1-2份短纤维，1-2份促硬剂，2-5份封闭异氰酸酯，0.2-0.5份对苯二胺，0.3-0.5份三羟甲基丙烷；
该高强度阻燃封堵胶固粉包括如下步骤制成：
按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌30-40min，搅拌均匀后包装出库。
进一步地：所述胶凝材料为硅酸盐水泥、高铝水泥和硫铝酸盐水泥中的一种或多种按任意比例混合而成。
进一步地：所述促凝剂为碱金属的氢氧化物、碳酸盐和硅酸盐中的一种或多种按任意比例混合而成。
进一步地：所述短纤维为再生植物纤维、聚丙烯纤维或PVA纤维，短纤维长度为3-15mm。
进一步地：所述促硬剂为氟硅酸钠。
进一步地：所述膨胀材料由粗骨料和细骨料按照1∶1的重量比混合而成。
进一步地：所述粗骨料为粒度3-5mm的蛭石粉，细骨料为粒度小于1mm的膨润土。
进一步地：所述封闭异氰酸酯包括如下步骤制成：
将亚硫酸氢钠加入去离子水中，匀速搅拌直至溶解，制得溶液a，备用；将异佛尔酮二异氰酸酯加入混合溶剂中，匀速搅拌15min，制得溶液b，将溶液b缓慢滴加至溶液a中，匀速搅拌并反应2h，反应结束后，制得封闭异氰酸酯，控制亚硫酸氢钠和去离子水的重量比为3∶10，亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为2.4∶1，混合溶剂的用量为亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的重量和的2倍。
进一步地：所述混合溶剂为乙酸乙酯和无水乙醇按照1∶1的体积比混合而成。
通过亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯反应，将异氰酸酯封闭，防止异氰酸酯基提前与环境中的水分子反应。
一种高强度阻燃封堵胶固粉的制备方法，由如下步骤制成：
按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌30-40min，搅拌均匀后包装出库。
本发明的有益效果：
本发明制备出一种高强度阻燃封堵胶固粉，配方中加入了由粗骨料和细骨料合而成的膨胀材料，通过膨胀材料的遇水膨胀性，能快速将需堵漏处填满、挤实，起到快速堵水的效果，堵水过程中由于固结体为粗细骨料的致密堆积，使快硬胶凝材料、促凝集和促硬剂的成分在原位不发生变化，之后利用胶凝材料快硬的性质，在水化时放热，升高温度，直至达到本发明制备出的封闭异氰酸酯的解封温度，释放出异氰酸酯基，与水接触后，异氰酸酯基团与水反应进一步放热，促进解封，而且释放出的异氰酸酯基能够与对苯二胺和三羟甲基丙烷反应，形成交联结构，进而增强封堵胶固粉的强度，而且本发明堵漏材料以水泥作为基体，自身具有优异的阻燃性能。
具体实施方式
下面将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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种高强度阻燃封堵胶固粉，包括如下重量份原料：55份硅酸盐水泥，12份膨胀材料，3份硅酸钠，1份PVA纤维，1份氟硅酸钠，2份封闭异氰酸酯，0.2份对苯二胺，0.3份三羟甲基丙烷；
该高强度阻燃封堵胶固粉包括如下步骤制成：
按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌30min，搅拌均匀后包装出库。
所述膨胀材料由粗骨料和细骨料按照1∶1的重量比混合而成。
所述粗骨料为粒度3mm的蛭石粉，细骨料为粒度小于1mm的膨润土。
所述封闭异氰酸酯包括如下步骤制成：
将亚硫酸氢钠加入去离子水中，匀速搅拌直至溶解，制得溶液a，备用；将异佛尔酮二异氰酸酯加入混合溶剂中，匀速搅拌15min，制得溶液b，将溶液b缓慢滴加至溶液a中，匀速搅拌并反应2h，反应结束后，制得封闭异氰酸酯，控制亚硫酸氢钠和去离子水的重量比为3∶10，亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为2.4∶1，混合溶剂的用量为亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的重量和的2倍。
所述混合溶剂为乙酸乙酯和无水乙醇按照1∶1的体积比混合而成。
实施例2
一种高强度阻燃封堵胶固粉，包括如下重量份原料：60份高铝水泥，15份膨胀材料，4份硅酸钠，1.2份PVA纤维，1.2份氟硅酸钠，3份封闭异氰酸酯，0.3份对苯二胺，0.4份三羟甲基丙烷；
所述膨胀材料由粗骨料和细骨料按照1∶1的重量比混合而成。
所述粗骨料为粒度5mm的蛭石粉，细骨料为粒度小于1mm的膨润土。
该高强度阻燃封堵胶固粉包括如下步骤制成：
按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌35min，搅拌均匀后包装出库。
所述封闭异氰酸酯包括如下步骤制成：
将亚硫酸氢钠加入去离子水中，匀速搅拌直至溶解，制得溶液a，备用；将异佛尔酮二异氰酸酯加入混合溶剂中，匀速搅拌15min，制得溶液b，将溶液b缓慢滴加至溶液a中，匀速搅拌并反应2h，反应结束后，制得封闭异氰酸酯，控制亚硫酸氢钠和去离子水的重量比为3∶10，亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为2.4∶1，混合溶剂的用量为亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的重量和的2倍。
所述混合溶剂为乙酸乙酯和无水乙醇按照1∶1的体积比混合而成。
实施例3
一种高强度阻燃封堵胶固粉，包括如下重量份原料：65份硫铝酸盐水泥，20份膨胀材料，4份碳酸钠，1.6份聚丙烯纤维，1.6份氟硅酸钠，4份封闭异氰酸酯，0.4份对苯二胺，0.4份三羟甲基丙烷；
该高强度阻燃封堵胶固粉包括如下步骤制成：
按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌38min，搅拌均匀后包装出库。
所述膨胀材料由粗骨料和细骨料按照1∶1的重量比混合而成。
所述粗骨料为粒度5mm的蛭石粉，细骨料为粒度小于1mm的膨润土。
所述封闭异氰酸酯包括如下步骤制成：
将亚硫酸氢钠加入去离子水中，匀速搅拌直至溶解，制得溶液a，备用；将异佛尔酮二异氰酸酯加入混合溶剂中，匀速搅拌15min，制得溶液b，将溶液b缓慢滴加至溶液a中，匀速搅拌并反应2h，反应结束后，制得封闭异氰酸酯，控制亚硫酸氢钠和去离子水的重量比为3∶10，亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为2.4∶1，混合溶剂的用量为亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的重量和的2倍。
实施例4
一种高强度阻燃封堵胶固粉，包括如下重量份原料：70份硫铝酸盐水泥，24份膨胀材料，5份碳酸钠，2份聚丙烯纤维，2份氟硅酸钠，5份封闭异氰酸酯，0.5份对苯二胺，0.5份三羟甲基丙烷；
该高强度阻燃封堵胶固粉包括如下步骤制成：
按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌40min，搅拌均匀后包装出库。
所述膨胀材料由粗骨料和细骨料按照1∶1的重量比混合而成。
所述粗骨料为粒度5mm的蛭石粉，细骨料为粒度小于1mm的膨润土。
所述封闭异氰酸酯包括如下步骤制成：
将亚硫酸氢钠加入去离子水中，匀速搅拌直至溶解，制得溶液a，备用；将异佛尔酮二异氰酸酯加入混合溶剂中，匀速搅拌15min，制得溶液b，将溶液b缓慢滴加至溶液a中，匀速搅拌并反应2h，反应结束后，制得封闭异氰酸酯，控制亚硫酸氢钠和去离子水的重量比为3∶10，亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为2.4∶1，混合溶剂的用量为亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的重量和的2倍。
所述混合溶剂为乙酸乙酯和无水乙醇按照1∶1的体积比混合而成。
对比例1
本对比例与实施例1相比，用异佛尔酮二异氰酸酯代替本发明中封闭异氰酸酯。
对比例2
本对比例与实施例1相比，未加入封闭异氰酸酯、对苯二胺和三羟甲基丙烷。
对实施例1-4和对比例1-2制备出的堵漏材料的性能进行检测，结果如下表1所示：
表1
从上表1中能够看出本发明实施例1-4具有较高的强度，而且凝结速度较快。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：包括如下重量份原料：55-70份胶凝材料，12-24份膨胀材料，3-5份促凝剂，1-2份短纤维，1-2份促硬剂，2-5份封闭异氰酸酯，0.2-0.5份对苯二胺，0.3-0.5份三羟甲基丙烷；
该高强度阻燃封堵胶固粉包括如下步骤制成：
按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌30-40min，搅拌均匀后包装出库。
2.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：所述胶凝材料为硅酸盐水泥、高铝水泥和硫铝酸盐水泥中的一种或多种按任意比例混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：所述促凝剂为碱金属的氢氧化物、碳酸盐和硅酸盐中的一种或多种按任意比例混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：所述短纤维为再生植物纤维、聚丙烯纤维或PVA纤维，短纤维长度为3-15mm。
5.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：所述促硬剂为氟硅酸钠。
6.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：所述膨胀材料由粗骨料和细骨料按照1∶1的重量比混合而成。
7.根据权利要求6所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：所述粗骨料为粒度3-5mm的蛭石粉，细骨料为粒度小于1mm的膨润土。
8.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：所述封闭异氰酸酯包括如下步骤制成：
将亚硫酸氢钠加入去离子水中，匀速搅拌直至溶解，制得溶液a，备用；将异佛尔酮二异氰酸酯加入混合溶剂中，匀速搅拌15min，制得溶液b，将溶液b缓慢滴加至溶液a中，匀速搅拌并反应2h，反应结束后，制得封闭异氰酸酯，控制亚硫酸氢钠和去离子水的重量比为3∶10，亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的摩尔比为2.4∶1，混合溶剂的用量为亚硫酸氢钠和异佛尔酮二异氰酸酯的重量和的2倍。
9.根据权利要求8所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉，其特征在于：所述混合溶剂为乙酸乙酯和无水乙醇按照1∶1的体积比混合而成。
10.根据权利要求1所述的一种高强度阻燃封堵胶固粉的制备方法，其特征在于：由如下步骤制成：
按重量份将各组分原料称取后常温常压下依次加入混合机中，匀速搅拌30-40min，搅拌均匀后包装出库。
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