专利名称：一种新型绿色注浆用超细水泥的制作方法
技术领域：
本发明涉及加固大坝基础、封堵地下隧道、煤矿挖掘时出现的地下水流、加固隧道边墙及各种地下建筑开挖前的软弱地基处理等领域，是一种高性能多用途的复合超细水泥。
背景技术：
自然状态下的地层结构都有一定的孔隙率，这些微小缝隙会导致结构强度降低或地下水流动涌出。在挖掘矿井和地下隧道时，地下水会沿着岩层缝隙进入挖掘工作面，影响工作的进程，甚至产生塌方等工程灾害。目前处理这种松软结构的方法就是注浆，将具有填充胶结能力的材料加水拌合后，利用注浆设备在一定压力下加入地层的孔隙，待浆体凝结、硬化后达到填充、加固或堵水的作用。目前注浆材料主要有两类水泥-水玻璃注浆材料和各种化学注浆材料。普通水泥颗粒粒径为10 80 μ m大，进入一些狭小空隙内部困难，在封堵时很难奏效。并且在地下水水流速度较大的条件下，水泥浆因遭到冲刷和稀释而难以固结。加入水玻璃后虽然水泥浆的适用性有所提高，但胶凝时间的调节不够稳定，凝胶强度低，凝胶体稳定性差。而化学浆成本太高，配方复杂，而且大多数化学注浆材料都有毒，使其发展受到限制。为了在低渗透性介质中提高水泥的可注性，应用超细水泥进行加固和封堵成为一个很好的解决方案。从理论上讲，浆液中的颗粒要想进入狭缝，颗粒粒径和狭缝之间应满足一下关系R=Dp/d>3。其中R为可注性指标，Dp为介质中狭缝的宽度，d为浆液颗粒粒径。超细水泥由于自身颗粒较小，平均粒径在3 μ m 6 μ m，更容易进入狭小空隙。当前工程建设中注浆材料用量大，对水泥材料消耗过度。据统计每平方米地下矿井井筒水泥注入量高达8 14t，为此发展新型绿色注浆材料成为发展注浆材料的新趋势。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种绿色封堵用超细水泥。为了实现本发明采用的技术方案是超细硅酸盐水泥10 20份，超细铝酸盐水泥O 60份，超细矿粉20 80份，超细粉煤灰20 50份，膨胀剂O. 5-2份，高效减水剂I 3份，缓凝剂O O. 5份，稀释剂O. 5 2份。用适量水进行拌合形成混合浆液，用注浆机进行工程施工即可。所述超细硅酸盐水泥、超细铝酸盐水泥、超细矿粉、超细粉煤灰的比表面积为800 1250m2/kg。所述膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂。所述减水剂为萘系高效减水剂或聚羧酸类减水剂。所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。所述稀释剂为焦磷酸钠。
所述注浆材料的水灰比应在3:1以下，建议为(I: I) (2:1)。与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果
本发明主要采用矿渣和粉煤灰作为超细水泥的主要成分，不仅有利于大量工业废渣变废为宝，减少环境污染，降低注浆材料的成本，实现了工业生产的节能环保和高性能化。本发明不采用传统水泥注浆中常用的膨润土作为悬浮剂，因为在超细水泥注浆时，膨润土在悬浮液中有团聚作用，对注浆不利。本发明采用稀释剂和高速搅拌的方式来提高浆体的稳定性和可注性，保证浆体静置时颗粒的沉降速度减慢，析水率降低。本发明建议采用水灰比为(1:1) (2:1)，在高效减水剂的作用下，采用较小的水灰比浆体，水泥浆硬化体强度高，注浆效果明显优于大水灰比浆体。上述组分充分混合，加入胶凝材料质量的I 3倍的水进行搅拌，测得其性能如 下初凝时间为23min 208min，终凝时间为45min 223min，抗压强度为45MPa 65MPa。
具体实施例方式下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术内容，但是本发明的内容不以具体实施例为限。实施例I :
一种单浆液的绿色注浆超细水泥浆体，其特征在于由下述材料按比例搅拌成混合浆
体
(1)超细硅酸盐水泥10份，超细矿粉70份，超细粉煤灰20份，几种组成比表面积为IOOOmVkg ；
(2)膨胀剂I份，为硫铝酸钙膨胀剂；
(3)高效减水剂I份，为聚羧酸类减水剂；
(4)稀释剂I份，为焦磷酸钠；
(5)缓凝剂O.I份，为葡萄糖酸钠。上述组分充分混合，加入胶凝材料质量的I倍的水进行搅拌，测得其性能如下 初凝时间为187min，终凝时间为252min，抗压强度Id为22. lMPa，3d为45. 5MPa，7d为
58MPa，28d 为 68MPa。实施例2
一种单浆液的绿色注浆超细水泥浆体，其特征在于由下述材料按比例搅拌成混合浆
体
(1)超细铝酸盐水泥50份，超细矿粉30份，超细粉煤灰20份，几种组成比表面积为1200m2/kg ；
(2)膨胀剂2份，为硫铝酸钙膨胀剂；
(3)高效减水剂2份，为聚羧酸类减水剂；
(4)稀释剂I.5份，为焦磷酸钠。上述组分充分混合，加入胶凝材料质量的I倍的水进行搅拌，测得其性能如下 初凝时间为25min,终凝时间为48min，抗压强度Id为32. IMPa, 3d为55. 5MPa，7d为
60MPa，28d 为 58MPa。实施例3 一种单浆液的绿色注浆超细水泥浆体，其特征在于由下述材料按比例搅拌成混合浆
体
(1)超细硅酸盐水泥20份，超细矿粉60份，超细粉煤灰20份，几种组成比表面积为900m2/kg ；
(2)膨胀剂I份，为硫铝酸钙膨胀剂；
(3)高效减水剂I份，为聚羧酸类减水剂；
(4)稀释剂O.5份，为焦磷酸钠。 上述组分充分混合，加入胶凝材料质量的O. 8倍的水进行搅拌，测得其性能如下初凝时间为156min，终凝时间为200min，抗压强度Id为20. lMPa，3d为42. 8MPa，7d为56MPa，28d 为 64MPa。
权利要求
1.一种单浆液的绿色注浆超细水泥浆体的制备方法，其特征在于水泥混合浆体由以下材料按重量份配比而成超细硅酸盐水泥10 20份，超细铝酸盐水泥O 60份，超细矿粉20 80份，超细粉煤灰20 50份，膨胀剂O. 5-2份，高效减水剂I 3份，缓凝剂O O.5份，稀释剂O. 5 2份；加入胶凝材料I倍到3倍的水将上述材料进行拌合形成混合浆液，用注浆机进行工程施工；其中超细水泥浆使用温度范围为5°C 60°C ;胶凝材料的比表面积在800 1250m2/kg时，抗压强度达到45 65MPa ;调节水泥的成分配比，水泥的初凝时间在23min 208min,终凝时间在45min 223min,水泥衆穿透能力很强,可穿过15 μ m宽的窄缝。
2.根据权利要求I所述的超细水泥浆体的制备方法，其特征在于所述超细硅酸盐水泥、超细铝酸盐水泥、超细矿粉、超细粉煤灰的比表面积为800 1250m2/kg，D50为7 3.5 μ m0
3.根据权利要求I或2所述的超细水泥浆体的制备方法，其特征在于所述膨胀剂为硫铝酸钙膨胀剂。
4.如权利要求I或2所述的超细水泥浆体的制备方法，其特征在于所述高效减水剂为萘系高效减水剂或聚羧酸类减水剂。
5.根据权利要求4所述的超细水泥浆体的制备方法，其特征在于所述缓凝剂为葡萄糖酸钠。
6.根据权利要求5所述的超细水泥浆体的制备方法，其特征在于所述稀释剂为焦磷酸钠。
全文摘要
本发明为一种高性能超细水泥。该水泥具有包括以下矿物组成超细硅酸盐水泥、超细铝酸盐水泥、超细矿粉、超细粉煤灰、膨胀剂、减水剂、缓凝剂、稀释剂。本发明的超细水泥使用温度范围为5℃～60℃，24小时水泥石抗压强度大于20MPa，3d抗压强度大于42MPa，7d抗压强度大于55MPa，28d抗压强度大于65MPa。水泥的初凝时间在23min～208min，终凝时间在45min～223min，时间可调可控，水泥浆穿透能力很强，可穿过15μm宽的窄缝。在水灰比1:1～3:1的前提下，可形成凝结时间可控、强度可控的水泥浆体，可应用于水利堤坝、矿山巷道、隧道等工程开挖时的防渗、堵漏和加固，为新型绿色封堵材料。
文档编号C04B28/04GK102838332SQ201210331479
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者岳雪涛, 刘立红, 孙德明, 肖鹏 申请人:山东建筑大学