一种地铁盾构注浆外加剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于建筑新材料领域，具体涉及地铁盾构注浆外加剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：取1000重量份改性木质素磺酸盐混凝土高效减水剂，溶于1000～2000重量份水中，边搅拌边加热至60～100℃，加入20～200重量份交联剂，进行缩聚反应0.5～lOh:加入1～50重量份引气剂、100～500重量份无机盐增强剂、10～50重量份水溶性高分子聚合物，搅拌10～60分钟；冷却后得到液体产品，干燥得到固体粉末产品；所述改性木质素磺酸盐混凝土高效减水剂可根据ZL98116516.8专利制备得到；所述交联剂是甲醛、三聚氰胺、多元醇、多元胺中的一种或～种以上混合物：引气剂是松脂皂、松香热聚物、阴离子表面活性剂或它们的多元复合物中的一种或—种以上混合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于建筑新材料领域。具体涉及地铁盾构注浆外加剂及其制备方法。
技术介绍
地铁具有运量大、速度快、污染少等优点成为主要的城市交通工具之一。地铁隧道施工技术主要有钻爆法、明挖法和盾构法等。盾构法施工比较安全、自动化水平高、对地面建筑物影响小，已经成为地铁施工的主要方法。 在盾构法开掘隧道的过程中，由于盾构机的外径比隧道管片的外径大，盾构机通过后在衬砌管片与天然土层(或岩层)之间留下100?200mm的环形空隙。为防止地面沉降，需要在环形空隙中注入浆料。注入浆料起到了支撑地层、确保早期管片衬砌的稳定性和提高隧道防水性能等作用。 一般盾构注浆由水泥、粉煤灰、膨润土、砂子、水和外加剂组成。为达到可泵送、易注浆的要求，盾构注浆需采用大流动度的浆料。这样极大地降低浆料的稳定性，使浆料易泌水、离析严重，导致在泵送过程中容易堵塞管道，经常不能连续施工，直接影响工程质量和施工进度。浆料注入环形空隙后，在顶部离析出现水层，失去对地面的支撑作用，严重者将直接危及地面建筑物的安全，造成严重的工程事故。因此，与传统的岩土注浆和泵送混凝土都不同，盾构注浆材料要求具有大流动度的同时还要求具有良好的稳定性、抗渗性、抗压强度及合适的凝结时间等。 添加外加剂是改善地铁盾构注浆性能的重要措施。目前使用的外加剂主要是应用于混凝土工程的高效减水剂，如萘磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物高效减水剂、氨基磺酸苯酚甲醛缩合物高效减水剂等。这些高效减水剂虽然具有很好的减水增强作用，但是对注浆的稳定作用差，浆体泌水、离析严重，凝结时间也偏短。因此，经常造成泵送管道堵塞，注浆后离析分层，容易导致地面沉降。因此传统高效减水剂还不能满足盾构注浆在稳定性和凝结时间等方面的要求。 磺酸盐是使用最早的减水剂，早在20世纪30年代初国外就已注意到亚硫酸纸浆及各种浓缩液能改善混凝土的流动性。但由于木素磺酸盐具有缓凝作用，超剂量使用将会导致混凝土强度降低，甚至发生混凝土在相当长时间不硬化的现象，在混凝土中应用受到了限制。本专利 申请人:为主申请并己授权的中国专利技术专利(ZL98116516.8)，采用一种分子基团设计的方法，将木质素磺酸盐改性为高效减水剂，拓宽了木质素类减水剂的应用范围。 技术意义采用分子基团设计的方法进行化学改性，产品的分子量为木质素磺酸钙的6026—9026，亲水性减弱，憎水性增加。 产品的表面物化性能得到改善。溶液出珊临界胶束浓度，在水泥颗粒的吸附量比木质素磺酸钙大，分散性强，起泡能力比木质素磺酸钙小。 应用于混凝土中，不仅减水增强效果达到GB8076-87中高效减水剂的标准，且塌落度损失小，混凝土裹浆性、匀质性好。 上述改性木素磺酸盐高效减水剂用于盾构注浆部分解决了大流动度和稳定性的矛盾，但是其凝结时间过长、稳定性也还需提高。
技术实现思路
本专利技术专利的目的是在专利技术专利以木质素磺酸盐为主要原料提供一种木质素系地铁盾构注浆外加剂的制各方法，解决目前盾构注浆中存在的稳定性差、易离析分层的问题。 本专利技术的目的还在于提供所述方法制备的地铁盾构注浆外加剂。 本专利技术的地铁盾构制浆外加剂的制备方法包括以下步骤:1000重量份专利技术专利(ZL98116516.8)生产的改性木质素磺酸盐混凝土高效减水剂，溶于1000?2000重量份水中，边搅拌边加热至60?100°C，加入20?200重量份交联剂，进行缩聚反应0.5?1h,加入I?50重量份引气剂、100?500重量份无机盐增强剂、10?50重量份水溶性高分子聚合物，快速搅拌10?60分钟。 冷却后得到木质素系盾构注浆外加剂液体产品，喷雾干燥得到固体粉末产品。 所述交联剂是甲醛、三聚氰胺、多元醇、多元胺中的一种或一种以上混合物；引气剂是松脂皂、松香热聚物、阴离子表面活性剂及其多元复合物中的一种或一种以上混合物。 所述无机盐增强剂是本领域通用的无机盐增强剂，最佳选择是硫酸钠、硝酸钙、甲酸钙、乙酸钙、硫酸铝、硝酸铁中的一种或一种以上混合物。 所述水溶性高分子聚合物可以是本领域通用的水溶性高分子聚合物，最佳选择是聚乙二醇、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚丙烯酸盐、聚丙烯酰胺中的一种或两种以上混合物。 本专利技术的注浆外加剂可以干粉或水溶液形式加到地铁盾构注浆中，其掺量为水泥重量的0.3%?0.6%,最优掺量为0.4%?0.5%。 有益效果本专利技术结合化学反应和物理复配方法。既提高木质索磺酸盐的分子量，从分子结构上改善对砂浆的稳定作用，又结合灵活的复配方法达到注浆多方面的要求。 本专利技术产品与已有的外加剂相比，利用了造纸废液，起到保护环境的作用；同时主要原料来源于可再生资源，减少矿石资源的消耗，也降低了地铁后构注浆外加剂的原料成本。 该外加剂对盾构注浆具有很好的稳定作用。由于改性后木质素磺酸盐的分子量增加了，加上复合了引气剂和水溶性高分子聚合物，注浆材料的稳定性显著改善。砂浆不容易离析分层，泵送时不易堵塞管路，注入后对地层的支撑作用更强。 本专利技术产品克服了专利(ZL98116516.8)产品对注浆过度缓凝的作用。加入本专利技术产品后，注浆具有合适的凝结时间，在保证砂浆可泵性的同时及时提供了对管片的固定和对土层的支撑作用。该外加剂还能够改变注浆的流变性，减少泵送阻力，泵送时不容易堵塞管道。 【具体实施方式】 实施例1首先取采用专利(ZL98116516，8)技术生产的改性木质素磺酸盐混凝土高效减水剂1000克，溶于1500克水中，边搅拌边升温至80°C。加入50克甲醛，反应2h。加入5克松香热聚物、100克硝酸钙、50克硫酸钠、20份羧甲基纤维素(交联度为1000)，搅拌30分钟。冷却后得到地铁盾构注浆外加剂液体产品，再经喷雾干燥制得固体干粉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
木质素系地铁盾构注浆外加剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：    (1)  取1 000重量份改性木质素磺酸盐混凝土高效减水剂，溶于1000～2000重量份水中，边搅拌边加热至60～100℃，加入20～200重量份交联剂，进行缩聚反应0.5～lOh:    (2)  加入1～50重量份引气剂、100～500重量份无机盐增强剂、10～50重量份水溶性高分子聚合物，搅拌10～60分钟；(3)  冷却后得到液体产品，干燥得到固体粉末产品；所述改性木质素磺酸盐混凝土高效减水剂可根据ZL98116516.8专利制备得到；所述交联剂是甲醛、三聚氰胺、多元醇、多元胺中的一种或～种以上混合物：引气剂是松脂皂、松香热聚物、阴离子表面活性剂或它们的多元复合物中的一种或—种以上混合物。

【技术特征摘要】
1.木质素系地铁盾构注浆外加剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)取IOOO重量份改性木质素磺酸盐混凝土高效减水剂，溶于1000?2000重量份水中，边搅拌边加热至60?100°C，加入20?200重量份交联剂，进行缩聚反应0.5?1h: (2)加入I?50重量份引气剂、100?500重量份无机盐增强剂、10?50重量份水溶性高分子聚合物，搅拌10?60分钟； (3)冷却后得到液体产品，干燥得到固体粉末产品；所述改性木质素磺酸盐混凝土高效减水剂可根据ZL98116516.8专利制备得到；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张淑华，
申请(专利权)人：张淑华，
类型：发明
国别省市：辽宁;21