一种修复路基底部溶洞用注浆材料制造技术

本发明专利技术所述修复路基底部溶洞用注浆材料，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥、内养护凝胶、煤灰粉、煤矸石、矿粉、骨料、硅灰、加强纤维、减水剂、外加剂、水；其中，所述内养护凝胶制备工艺包括：将淀粉溶于水中，加热后向里加入过硫酸铵和硝酸铈铵，保温搅拌，继续滴加溶有甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺和交联剂的水溶液，得到接枝预聚体乳液；向所述接枝预聚体乳液乳液中滴加改性钠水玻璃溶液，得到凝胶状溶液，将所述凝胶状溶液干燥，得到所述内养护凝胶。本发明专利技术所述修复路基底部溶洞用注浆材料具有良好的力学性能、粘聚性、抗渗性、耐久性，且不离析、不泌水，加工性能良好。

【技术实现步骤摘要】
一种修复路基底部溶洞用注浆材料
本专利技术涉及混凝土
，尤其涉及一种修复路基底部溶洞用注浆材料。
技术介绍
路基底部溶洞因地下水位随季节变化和潜蚀、真空抽吸等作用，易形成土洞，并发展成坍陷，或由于新增建筑荷载等原因增加荷载而使溶洞顶板产生坍陷。目前，处治溶洞的主要措施是注浆，其中注浆材料的选用是注浆工程的基本问题，是保证注浆技术达到预期目的的最重要因素，是降低工程造价、节约成本的关键所在。现代注浆材料主要分为粒状材料、化学材料以及由粒状材料和化学材料组成的复合材料。以水泥为主的粒状浆材具有结石强度高、材料来源广、价格低、运输贮存方便，以及注浆工艺简单等优点，是注浆材料的主体。但由于常用水泥颗粒较粗，一般只能灌注到直径大于0.2mm的孔隙中，对中、小孔隙不易灌注，且由于其凝固时间比较长，在有一定流速的水流部位注浆处理时浆液容易在凝固前被水稀释或者冲走.应用范围受到局限。化学注浆是工程防渗的一项新技术，在国外化学注浆堵水防渗已广泛应用于路基养护加固等领域，与常规水泥注浆技术相比，化学注浆有其独特的优势，可以解决常规水泥注浆方法难于解决的工程难题。化学浆材比水泥浆材具有较好的可灌性，浆液粘度低，能注入到微细孔隙中，并且可按工程要求调节其浆液的凝固时间，有时可达到瞬间胶凝，比较适合在有流动水的部位进行堵漏或者防渗处理。尽管以各种新材料为前导的化学注浆技术不断发展，但限予经济因素和环境保护等原因，水泥注浆材料仍然占据着注浆材料的主导地位。针对水泥浆材和化学浆材的不足，世界各国开展了大量改善现有注浆材料和研制新型注浆材料的工作，推出了一批高强度、高渗透性、高性能的改进型浆材，其中所取得的成果大多数为水泥浆改性，即水泥基注浆材料，见诸于报道的品种已达百余种以上。但是鉴于溶洞地质的特殊性，传统的水泥基注浆材料因快速施工需求以及高早强注浆材料的过度应用，现代注浆材料的早期开裂问题日益普遍。其中，高早强水泥基注浆材料因为强度发展需要，早期水化速度较快，极易在早期(初凝至7d)产生内部自干燥效应导致早期收缩。早期收缩的直接后果是导致受约束水泥基注浆体系的贯穿性开裂。传统的覆膜、涂膜、洒水等外部养护方法均不适用与注浆材料体系。在注浆材料中加入预吸水的内养护或自养护材料进行早期(7d以前)内养护，是缓解高早强注浆材料早期收缩的重要手段。传统的内养护材料是一类典型的高吸水树脂，这类树脂含有大量亲水基团，与水接触时，能形成吸水率为自身质量的数百倍甚至上千倍的水凝胶。国内外目前用于混凝土的高吸水树脂成分主要为丙烯酸、丙烯酰胺。如Siriwatwechakul采用自由基聚合制备了交联聚丙烯酰胺SAP，其吸碱水率为20-60g/g；叶华制备了聚丙烯酸钠型、无机盐交联聚丙烯酸钠和聚丙烯酸-丙烯酰胺共聚型三种SAP，三种SAP吸盐水率、吸水率分别为75-120g/g、35-45g/g，发现SAP内养护后对注浆材料的水化程度并无明显区别。总体而言，目前此类SAP的吸盐水率、吸碱水率普遍为吸去离子水的1/10～1/5，耐盐耐碱性差，内养护作用有限。因而，研究出一种具有高效内养护剂，其对于开发出一种具有良好流变性能、力学性能和抗渗性能的新型注浆材料具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术提出了一种修复路基底部溶洞用注浆材料，所述注浆材料具有良好的力学性能、抗渗性、耐久性、粘聚性和流变性能。本专利技术提出了一种修复路基底部溶洞用注浆材料，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥60-80份、内养护凝胶5-15份、煤灰粉30-50份、煤矸石10-20份、矿粉5-10份、骨料5-10份、硅灰1-4份、加强纤维2-5份、减水剂1-5份、外加剂1-5份、水50-80份；其中，所述内养护凝胶制备工艺包括：按重量份称取15-20份淀粉溶于20-30份水中，加热后向里加入0.4-1份过硫酸铵和0.2-1份硝酸铈铵，保温搅拌，在搅拌条件下继续向里滴加溶有20-30份甲基丙烯酸甲酯、10-20份甲基丙烯酸羟乙酯、15-25份丙烯酰胺和0.12-0.2份交联剂的水溶液，滴加完成后继续搅拌，得到接枝预聚体乳液；向所述接枝预聚体乳液乳液中滴加改性钠水玻璃溶液10-30份，滴加完成后继续搅拌，得到凝胶状溶液，将所述凝胶状溶液干燥，得到所述内养护凝胶。优选地，所述内养护凝胶制备工艺包括：按重量份称取淀粉16-18份溶于水24-28份中，加热至50-70℃，向里加入过硫酸铵0.4-1份和硝酸铈铵0.2-1份，保温搅拌0.2-0.5h，在搅拌条件下继续向里滴加溶有22-26份甲基丙烯酸甲酯、14-18份甲基丙烯酸羟乙酯、18-22份丙烯酰胺和0.14-0.18份交联剂的水溶液，1-2h完成滴加，继续搅拌1-3h，得到接枝预聚体乳液；向所述接枝预聚体乳液乳液中滴加15-25份改性钠水玻璃溶液，0.5-1h内完成滴加，继续搅拌0.5-1h，得到凝胶状溶液，将所述凝胶状溶液在80-100℃下干燥0.5-1h，得到所述内养护凝胶。优选地，所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。优选地，所述改性钠水玻璃溶液制备工艺包括：按重量份将10-20份钠水玻璃加入反应釜中，升温至50-65℃，搅拌条件下加入4-8份含有硅烷偶联剂KH-560的水稀释液，保温反应0.5-1h，得到所述改性钠水玻璃，其中所述水稀释液中含有0.1-0.3份的硅烷偶联剂KH-560；优选地，所述钠水玻璃的模数为2-3，密度为1.3-1.5g/cm3。优选地，所述粉煤灰的粒径为5-45μm，其成分按重量百分比包括SiO240-60％，Al2O320-35％，CaO3-10％，Fe2O35-10％，SO30.5-5％；优选地，所述煤矸石比表面积为500-600m2/g，其成分按重量百分比包括SiO245-55％，Al2O330-40％，CaO1-5％，Fe2O35-10％，MgO0.1-1％。优选地，所述矿粉为含铁量为65-70wt％的铁矿粉。优选地，所述骨料是由粒径为4.1-5.2mm、2.0-2.6mm、1.0-1.4mm、0.5-0.9mm、0.2-0.5mm、0.05-0.13mm的石英砂组成，优选地，所述各粒径的石英砂的重量配比为：6:22:20:30:16:6。优选地，所述石英砂为提纯石英砂，制备所述提纯石英砂包括：将石英砂加水调制得到矿浆，向所述矿浆中加入六偏磷酸钠和氢氧化钠，水浴搅拌后静置；取上层泥浆离心分离，烘干，浸入硫酸溶液中，抽滤，干燥，粉碎，过筛，得到所述提纯石英砂。优选地，所述加强纤维是由重量配比1:1-3的玻璃纤维和有机纤维组成；所述玻璃纤维为高碱玻璃纤维，氧化钠含量为13-16wt％；有机纤维是由低熔点PET纤维和聚丙烯纤维组成。优选地，所述外加剂按重量份是由有机硅消泡剂1-5份、环糊精0.5-8份、酒石酸0.8-4份、纤维素醚0.5-3.5份组成。优选地，所述修复路基底部溶洞用注浆材料的制备方法，包括：将硅酸盐水泥、内养护凝胶、粉煤灰、煤矸石、矿粉、骨料、硅灰置于搅拌机中，在转速为300-800r/min条件下搅拌均匀，加水继续搅拌1-3min，再加入加强纤维、减水剂和外加剂搅拌3-5min，得到拌合物，将所述拌合物置于养护箱中进行养护，得到修复路基底部溶洞用注浆材料。本专利技术所述修复路基底部溶洞用注浆材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复路基底部溶洞用注浆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥60‑80份、内养护凝胶5‑15份、煤灰粉30‑50份、煤矸石10‑20份、矿粉5‑10份、骨料5‑10份、硅灰1‑4份、加强纤维2‑5份、减水剂1‑5份、外加剂1‑5份、水50‑80份；其中，所述内养护凝胶制备工艺包括：按重量份称取15‑20份淀粉溶于20‑30份水中，加热后向里加入0.4‑1份过硫酸铵和0.2‑1份硝酸铈铵，保温搅拌，在搅拌条件下继续向里滴加溶有20‑30份甲基丙烯酸甲酯、10‑20份甲基丙烯酸羟乙酯、15‑25份丙烯酰胺和0.12‑0.2份交联剂的水溶液，滴加完成后继续搅拌，得到接枝预聚体乳液；向所述接枝预聚体乳液乳液中滴加10‑30份改性钠水玻璃溶液，滴加完成后继续搅拌，得到凝胶状溶液，将所述凝胶状溶液干燥，得到所述内养护凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种修复路基底部溶洞用注浆材料，其特征在于，其原料按重量份包括：硅酸盐水泥60-80份、内养护凝胶5-15份、粉煤灰30-50份、煤矸石10-20份、矿粉5-10份、骨料5-10份、硅灰1-4份、加强纤维2-5份、减水剂1-5份、外加剂1-5份、水50-80份；其中，所述内养护凝胶制备工艺包括：按重量份称取15-20份淀粉溶于20-30份水中，加热后向里加入0.4-1份过硫酸铵和0.2-1份硝酸铈铵，保温搅拌，在搅拌条件下继续向里滴加溶有20-30份甲基丙烯酸甲酯、10-20份甲基丙烯酸羟乙酯、15-25份丙烯酰胺和0.12-0.2份交联剂的水溶液，滴加完成后继续搅拌，得到接枝预聚体乳液；向所述接枝预聚体乳液中滴加10-30份改性钠水玻璃溶液，滴加完成后继续搅拌，得到凝胶状溶液，将所述凝胶状溶液干燥，得到所述内养护凝胶；所述改性钠水玻璃溶液制备工艺包括：按重量份将10-20份钠水玻璃加入反应釜中，升温至50-65℃，搅拌条件下加入4-8份含有硅烷偶联剂KH-560的水稀释液，保温反应0.5-1h，得到所述改性钠水玻璃，其中所述水稀释液中含有0.1-0.3份的硅烷偶联剂KH-560。2.根据权利要求1所述的修复路基底部溶洞用注浆材料，其特征在于，所述内养护凝胶制备工艺包括：按重量份称取16-18份淀粉溶于24-28份水中，加热至50-70℃，向里加入0.4-1份过硫酸铵和0.2-1份硝酸铈铵，保温搅拌0.2-0.5h，在搅拌条件下继续向里滴加溶有22-26份甲基丙烯酸甲酯、14-18份甲基丙烯酸羟乙酯、18-22份丙烯酰胺和0.14-0.18份交联剂的水溶液，1-2h完成滴加，继续搅拌1-3h，得到接枝预聚体乳液；向所述接枝预聚体乳液中滴加15-25份改性钠水玻璃溶液，0.5-1h内完成滴加，继续搅拌0.5-1h，得到凝胶状溶液，将所述凝胶状溶液在80-100℃下干燥0.5-1h，得到所述内养护凝胶。3.根据权利要求1所述的修复路基底部溶洞用注浆材料，其特征在于，所述钠水玻璃的模数为2-3，密度为1.3-1.5g/cm3。4.根据权利要求1-3任一项所述的修复路基底部溶洞用注浆材料，其特征在于，所述粉煤灰的粒径为5-45μm，其成分按重量百分比包括SiO2...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱再明，
申请(专利权)人：合肥市再德高分子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34