一种快硬早强硫铝酸盐型灌浆料的制备方法及其灌浆料技术

本发明专利技术公开了一种快硬早强硫铝酸盐型灌浆料的制备方法及其灌浆料，制备方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种快硬早强硫铝酸盐型灌浆料的制备方法及其灌浆料


[0001]本专利技术涉及水泥领域，尤其涉及一种快硬早强硫铝酸盐型灌浆料的制备方法及其灌浆料
。

技术介绍

[0002][0003]在深地技术体系中，注浆技术必不可少
。
注浆是指采用物理或化学方法将可以固化的液体材料注入到被注基体裂缝中，从而改善其物理力学性能的方法
。
注浆法因其具有良好的经济性被广泛应用于矿山安全开采
、
隧道堵水等地下工程领域
。
注浆的关键在于注浆材料的性能
。
当前，地下工程用注浆材料主要以化学浆液和硅酸盐水泥基注浆材料为主
。
化学浆液具有渗透性好
、
凝结硬化快等优点，但价格昂贵且普遍具有毒性易危害环境，其应用逐渐受到限制
。
硅酸盐水泥基注浆材料具有材料来源广
、
廉价
、
无毒等特征，但受限于其组成矿物的水化特征，普遍具有凝结时间过长
、
早期强度低
、
结石率低且易收缩等缺陷
。
可见，现有注浆材料性能并不能完全满足地下工程的需求
。
[0004]为推动地下工程领域的绿色健康高质量发展，满足各类注浆工程的实际需求，近年来，国内外逐渐兴起了利用硫铝酸盐型灌浆料制备新型水泥基注浆材料
(
硫铝酸盐型灌浆料基注浆材料，简称为
SCBGM)
的研究
。
硫铝酸盐型灌浆料是由中国建筑材料研究院于上世纪
70
年代自主研发的一种特种水泥
。
与硅酸盐水泥不同，硫铝酸盐型灌浆料熟料中含有大量的无水硫铝酸钙矿物，且烧制过程中能耗较低
、
二氧化碳排放相对较少，因此，硫铝酸盐型灌浆料可称得上是一种绿色低碳环保型胶凝材料
。
硫铝酸盐型灌浆料在水化过程中，其熟料中所含无水硫铝酸钙矿物会快速转化为钙矾石和铝胶等水化产物，从而显著赋予其凝结硬化快
、
早强高强
、
高抗渗
、
高抗冻以及耐腐蚀等优异性能
。
[0005]石膏和石灰是制备
SCBGM
的关键组成材料
。
石膏的作用在于能够为硫铝酸盐型灌浆料熟料中的无水硫铝酸钙矿物转化生成钙矾石提供所必需的硫酸根离子
。
石灰则能够有效提高浆液的碱度，显著提高钙矾石的生成速度，使浆体迅速凝结硬化
、
产生强度
。
然而，随着我国环境保护不断加强，建材领域开始实施大规模的限采限烧，天然石膏和石灰的来源受到严重限制
。
因此，有必要寻求新的材料来生产
SCBGM
，以拓展
SCBGM
的发展道路
。

技术实现思路

[0006]本专利技术目的是针对上述问题，提供一种操作简单
、
节省成本的快硬早强硫铝酸盐型灌浆料的制备方法及其灌浆料
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0008]一种快硬早强硫铝酸盐型灌浆料的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1、
将乙烯基吡咯烷酮
、N
，
N—
二甲基丙烯酰胺混合均匀，并缓慢加入丙烯酸酯乳液，加入丙烯酸酯乳液的同时以
50
～
80r/min
的转速对其进行搅拌，得到初步混合液体；
[0010]S2、
将初步混合液体升温至
60
～
80℃
后加入硫铝酸盐熟料，以
150
～
300r/min
的转
速对其搅拌
20
～
40
分钟，冷却至室温后得到中间混合产物；
[0011]S3、
在中间混合产物中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀后静置2～3小时，得到
A
产物；
[0012]S4、
将水
、
磷石膏
、
电石渣进行混合，加热至
100
～
120℃
并以
100
～
200r/min
的转速搅拌2～3小时，冷却至室温后得到碱性混合产物；
[0013]S5、
在碱性混合产物中依次加入调节剂
、
缓凝剂并搅拌均匀，静置1～2小时后得到
B
产物；
[0014]S6、
将
A
产物与
B
产物进行混合，搅拌均匀后即得到所制备的快硬早强硫铝酸盐型灌浆料
。
[0015]一种灌浆料，所述灌浆料的原料成分包括硫铝酸盐熟料
、
乙烯基吡咯烷酮
、N
，
N—
二甲基丙烯酰胺
、
丙烯酸酯乳液
、
脂肪醇聚氧乙烯醚
、
水
、
磷石膏
、
电石渣
、
调节剂
、
缓凝剂；各原料成分的重量份数为：硫铝酸盐熟料8～
12
份
、
乙烯基吡咯烷酮2～4份
、N
，
N—
二甲基丙烯酰胺1～3份
、
丙烯酸酯乳液3～5份
、
脂肪醇聚氧乙烯醚1～3份
、
水
15
～
18
份
、
磷石膏
10
～
13
份
、
电石渣5～8份
、
调节剂2～4份
、
缓凝剂1～3份
。
[0016]进一步的，所述灌浆料中，各原料成分的重量份数为：硫铝酸盐熟料
10
份
、
乙烯基吡咯烷酮3份
、N
，
N—
二甲基丙烯酰胺2份
、
丙烯酸酯乳液4份
、
脂肪醇聚氧乙烯醚2份
、
水
16
份
、
磷石膏
12
份
、
电石渣6份
、
调节剂3份
、
缓凝剂2份
。
[0017]进一步的，所述硫铝酸盐熟料由铝矾土粉末
、
锂矿渣粉末
、
铝酸钙粉末
、
钙钛矿粉末混合均匀后高温煅烧制成；所述铝矾土粉末
、
锂矿渣粉末
、
铝酸钙粉末
、
钙钛矿粉末的重量份数分别为铝矾土粉末7～
10
份
、
锂矿渣粉末2～3份
、
铝酸钙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种快硬早强硫铝酸盐型灌浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、
将乙烯基吡咯烷酮
、N
，
N—
二甲基丙烯酰胺混合均匀，并缓慢加入丙烯酸酯乳液，加入丙烯酸酯乳液的同时以
50
～
80r/min
的转速对其进行搅拌，得到初步混合液体；
S2、
将初步混合液体升温至
60
～
80℃
后加入硫铝酸盐熟料，以
150
～
300r/min
的转速对其搅拌
20
～
40
分钟，冷却至室温后得到中间混合产物；
S3、
在中间混合产物中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，搅拌均匀后静置2～3小时，得到
A
产物；
S4、
将水
、
磷石膏
、
电石渣进行混合，加热至
100
～
120℃
并以
100
～
200r/min
的转速搅拌2～3小时，冷却至室温后得到碱性混合产物；
S5、
在碱性混合产物中依次加入调节剂
、
缓凝剂并搅拌均匀，静置1～2小时后得到
B
产物；
S6、
将
A
产物与
B
产物进行混合，搅拌均匀后即得到所制备的快硬早强硫铝酸盐型灌浆料
。2.
一种通过权利要求1所述的快硬早强硫铝酸盐型灌浆料的制备方法制备得到的灌浆料，其特征在于：所述灌浆料的原料成分包括硫铝酸盐熟料
、
乙烯基吡咯烷酮
、N
，
N—
二甲基丙烯酰胺
、
丙烯酸酯乳液
、
脂肪醇聚氧乙烯醚
、
水
、
磷石膏
、
电石渣
、
调节剂
、
缓凝剂；各原料成分的重量份数为：硫铝酸盐熟料8～
12
份
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦真，娄广辉，蔡基伟，许鸽龙，王立，张鹏刚，刘子娴，郜英明，彭佳，张威，李国旺，
申请(专利权)人：河南省科学院河南省科学院质量检验与分析测试研究中心，
类型：发明
国别省市：