一种快凝早强灌浆材料的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种快凝早强灌浆材料，属于灌浆材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 灌浆材料是以改良地基为目的，在地基中起到填充地层裂隙、孔隙并固结的作用。 它是由浆液经过一定的化学或者物理反应之后形成的固体，在注浆过程中发生从液相到固 相再到结石体的转变，用于填充地层中的裂隙或孔隙。
[0003] 在水利水电站坝基施工过程中，经常会出现管涌，涌水量较大，需要对坝基及时封 堵。一般采用的水泥浆液直接封堵效果不明显，这主要是由于水泥凝固时间较长、水泥浆液 被水流冲散稀释后影响其凝固及封堵效果。调节水泥的凝结时间，保持水泥浆体在水流作 用下不分散从而保证封堵效果无疑是技术难点。
[0004] 现有技术中如公开号为CN104177055A，名称为"一种灌浆材料"的发明专利，该材 料的配方为固体钠水玻璃10~20份、矿渣微粉35~45份、粉煤灰25~35份、微硅粉5~10份、 偏高岭土5~10份、减水剂1~3份、保水剂0.1~0.3份、流动助剂1~5份。该专利主要利用了 碱激发原理，用碱性环境激发矿物掺和材的活性，其凝结时间不易控制，且存在碱一集料反 应的危险。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在解决提出一种新的快凝早强灌浆料，通过选用硅酸盐水泥熟料为主 材，并添加特定比例的矿渣、硫铝酸盐水泥、硅灰、膨润土、羟乙基纤维素醚等原料，制成的 材料具有凝结时间短、早期强度高、施工性能好、灌浆后封堵效果佳的优点。
[0006] 为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下： 一种快凝早强灌浆材料，其特征在于:包括以下按重量份计的原料:硅酸盐水泥熟料75 ~90份;矿渣3~10份;硫错酸盐水泥5~15份;娃灰1~5份;膨润土0.5~4份;轻乙基纤维素 醚0.05~0.2份;减水剂0.25~0.5份;碳酸锂0.005~0.1份;消泡剂0.05~0.5份。
[0007] 为了更好地实现本发明，所述矿渣的比表面积为400~800kg/m3。
[0008] 所述硫铝酸盐水泥为强度等级2 42.5的硫铝酸盐水泥。
[0009] 所述硅灰的比表面积为10000~30000cm2/g。
[0010] 所述膨润土为钠基膨润土。
[0011] 进一步地，所述钠基膨润土的吸水率大于300%，80μπι筛余量小于8%。
[0012] 所述羟乙基纤维素醚为粘度为15000~50000mPa · s，具有良好的增稠和改善施 工性能的作用。
[0013] 减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为25~40%，减水效率高，与水泥的相容性好。
[0014] 本发明的有益效果： (1)本发明通过将硅酸盐水泥熟料作为灌浆材料的主材，可大大缩短材料整体的凝结 时间，并为凝结时间可调奠定基础;通过加入一定量的矿渣，可提高灌浆材料硬化后的抗渗 性能和抗硫酸盐腐蚀的性能，延长其使用寿命;本发明还加入特定量的硫铝酸盐水泥，主要 是利用该水泥凝结硬化速度快，从而对浆体的凝结时间进行调节，并利用该水泥早期水化 放热的特点，促进水泥熟料的水化进程，缩短凝结时间；而配方中的碳酸锂同样起到调节硫 铝酸盐水泥的凝结时间，有助于浆体的凝结时间可调;本发明配方中还加入一定量的膨润 土、羟乙基纤维素醚，以提高浆体的粘聚性和悬浮性，防止浆体在水下分散，影响封堵效果； 本发明配方中加入的减水剂主要起到改善浆体输送性能;最后的消泡剂则是为了防止浆体 中的存在气泡，影响浆体的密实性，从而达到提高浆体固化后抗地下水侵蚀的目的；而硅灰 的作用是减水、增强、增加体密、提高抗折耐压强度，从而大幅提高产品材料的使用寿命与 耐酸、碱的侵蚀，并且能减少水泥的加入量，降低生产成本。
[0015] 综上，本发明的灌浆料，通过原料的具体配比可实现水泥浆体的初凝时间在20~ 40min可调，初凝时间与终凝时间差在5~30min可调，以满足不同的施工状况;且其凝结时 间短、早期强度高、施工性能好;本发明灌浆料的粘结团聚性好，在水下不分散，灌浆后封堵 效果好，强度高;主要适用于岩土层的灌浆堵漏，尤其适用于坝基等部位涌水的灌浆堵漏工 程;该灌浆材料在使用时只需要加水拌和即可使用，具有施工方便，施工性能好的优点。
[0016] (2)本发明的矿渣的比表面积为400~800kg/m3,该比表面积范围内的矿渣活性较 尚，能够与水泥水化后的广物反应，提尚材料的后期强度。
[0017] (3)本发明的膨润土为钠基膨润土，进一步优选吸水率大于300%，80μπι筛余量小于 8%的钠基膨润土，该钠基膨润土具有高吸水性，吸水后可膨胀至自身的数倍，且在水介质中 形成的胶体悬浮液具有触变性和粘滞性，粘结性和可塑性等性能指标均优于其他种类膨润 土。
【具体实施方式】
[0018] 实施例1 一种快凝早强灌浆材料，包括以下按重量份计的原料:硅酸盐水泥熟料75份;矿渣10 份;硫铝酸盐水泥5份;硅灰1份;膨润土0.5份;羟乙基纤维素醚0.05份;减水剂0.25份;碳酸 锂0.005份;消泡剂0.05份。
[0019] 实施例2 一种快凝早强灌浆材料，包括以下按重量份计的原料:硅酸盐水泥熟料78份;矿渣8份； 硫铝酸盐水泥8份;硅灰2份;膨润土1份;羟乙基纤维素醚0.1份;减水剂0.3份;碳酸锂0.01 份;消泡剂0.15份。
[0020] 本实施例中，矿渣的比表面积为400 kg/m3;硫铝酸盐水泥为强度等级为42.5的硫 铝酸盐水泥。
[0021] 实施例3 一种快凝早强灌浆材料，包括以下按重量份计的原料:硅酸盐水泥熟料80份;矿渣6份； 硫铝酸盐水泥10份;硅灰3份;膨润土2份;羟乙基纤维素醚0.15份;减水剂0.35份;碳酸锂 0.03份;消泡剂0.2份。
[0022] 本实施例中，矿渣的比表面积为800 kg/m3;硫铝酸盐水泥为强度等级为52.5的硫 铝酸盐水泥;硅灰的比表面积为30000 cm2/g;膨润土为钠基膨润土，其吸水率大于300%，80 μπι筛余量小于8%;轻乙基纤维素醚为粘度为50000mPa · s;减水剂为聚羧酸减水剂，其减水 率为25%。
[0023] 实施例4 一种快凝早强灌浆材料，包括以下按重量份计的原料:硅酸盐水泥熟料83份;矿渣5份； 硫铝酸盐水泥12份;硅灰4份;膨润土 3份;羟乙基纤维素醚0.18份;减水剂0.35份;碳酸锂 0.05份;消泡剂0.25份。
[0024] 本实施例中，矿渣的比表面积为650 kg/m3;硫铝酸盐水泥为强度等级为42.5的硫 铝酸盐水泥;硅灰的比表面积为15000 cm2/g;膨润土为钠基膨润土，吸水率大于300%，80μπι 筛余量小于8%;轻乙基纤维素醚为粘度为1500OmPa · s;减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为 40% 〇
[0025] 实施例5 一种快凝早强灌浆材料，包括以下按重量份计的原料:硅酸盐水泥熟料87份;矿渣4份； 硫铝酸盐水泥15份;硅灰3份;膨润土3.5份;羟乙基纤维素醚0.2份;减水剂0.4份;碳酸锂 0.07份;消泡剂0.35份。
[0026] 本实施例中，矿渣的比表面积为700 kg/m3;硫铝酸盐水泥为强度等级为52.5的硫 铝酸盐水泥;硅灰的比表面积为10000 cm2/g;膨润土为钠基膨润土，吸水率大于300%，80μπι 筛余量小于8%;轻乙基纤维素醚为粘度为35000mPa · s;减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为 35%〇
[0027] 实施例6 一种快凝早强灌浆材料，包括以下按重量份计的原料:硅酸盐水泥熟料90份;矿渣3份； 硫铝酸盐水泥6份;硅灰5份;膨润土4份;羟乙基纤维素醚0.05份;减水剂0.5份;碳酸锂0.1 份;消泡剂0.5份。
[0028] 本实施例中，矿渣的比表面积为450 kg/m3;硫铝酸盐水泥为强度等级为42.5的硫 铝酸盐水泥;硅灰的比表面积为20000 cm2/g;膨润土为钠基膨润土，吸水率大于300%，80μπι 筛余量小于8%;轻乙基纤维素醚为粘度为20000mPa · s;减水剂为聚羧酸减水剂，减水率为 30% 〇
[0029] 本实施例的灌浆材料使用时，先按配方称取各原料，加入适量的水搅拌均匀，使浆 体的流动度达到150mm以上，对于运输距离较远的施工部位，即可进行栗送;对于5~lOmin 输送即可达到的施工部位，在搅拌好后静置15min后再进行输送即可。
[0030] 上述实施例1~实施例6的快凝早强灌浆料性能检测如下表1: 表1:
由上表1可以看出，本发明的快凝早强灌浆料的凝结时间很短，终凝时间小于70min;3d 早期强度较标准高15%以上，完全满足施工方对灌浆材料凝结时间、强度、施工性能的需求。
【主权项】
1. 一种快凝早强灌浆材料，其特征在于:包括以下按质量百分比计的原料:包括以下按 重量份计的原料:硅酸盐水泥熟料75~90份;矿渣3~10份;硫铝酸盐水泥5~15份;硅灰1~ 5份;膨润土0.5~4份;羟乙基纤维素醚0.05~0.2份;减水剂0.25~0.5份;碳酸锂0.005~ 0.1份;消泡剂0.05~0.5份。2. 如权利要求1所述的一种快凝早强灌浆材料，其特征在于：所述矿渣的比表面积为 400~800kg/m3。3. 如权利要求1所述的一种快凝早强灌浆材料，其特征在于:所述硫铝酸盐水泥为强度 等级2 42.5的硫铝酸盐水泥。4. 如权利要求1所述的一种快凝早强灌浆材料，其特征在于：所述硅灰的比表面积为 10000~30000cm2/g。5. 如权利要求1所述的一种快凝早强灌浆材料，其特征在于：所述膨润土为钠基膨润 土。6. 如权利要求5所述的一种快凝早强灌浆材料，其特征在于:所述钠基膨润土的吸水率 大于300%，80μπι筛余量小于8%。7. 如权利要求1所述的一种快凝早强灌浆材料，其特征在于:所述羟乙基纤维素醚为粘 度为 15000~50000mPa · s。8. 如权利要求1~7任一项所述的一种快凝早强灌浆材料，其特征在于:减水剂为聚羧 酸减水剂，减水率为25~40%。
【专利摘要】本发明公开了一种快凝早强灌浆材料，属于灌浆材料技术领域；所述灌浆材料包括以下按质量百分比计的原料：硅酸盐水泥熟料75～90份；矿渣3～10份；硫铝酸盐水泥5～15份；硅灰1～5份；膨润土0.5～4份；羟乙基纤维素醚0.05份～0.2份；减水剂0.25～0.5份；碳酸锂0.005～0.1份；消泡剂0.05～0.5份。本发明的灌浆材料主要适用于岩土层的灌浆堵漏，尤其是坝基等部位涌水的灌浆堵漏工程，具有凝结时间短、早期强度高、施工性能好、封堵效果佳的优点。
【IPC分类】C04B18/14, C04B111/70, C04B28/06, C04B14/10
【公开号】CN105565745
【申请号】CN201510934872
【发明人】林燕, 王田堂
【申请人】嘉华特种水泥股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月15日