【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及注浆新材料，具体为一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、土石坝的渗漏问题一直是水利工程中的一个重大安全隐患。随着时间的推移，许多土石坝出现了超龄服役的情况，导致渗漏隐患日益突出。在解决土石坝渗漏问题的各种手段中，注浆技术因其有效性而成为首选方案之一。
2、目前，注浆材料主要分为有机和无机两大类。有机浆液以其高黏结力、良好的可注性以及快速凝结时间等优点而受到关注，但其高昂的成本、高温反应特性以及潜在的毒性和水资源污染风险限制了其在工程上的广泛应用。另一方面，传统硅酸盐水泥单浆液作为一种典型的无机注浆材料，以其经济性、良好的耐久性和高结石强度等特性在工程实践中得到广泛应用。然而，其在早期抗冲刷性能、体积稳定性以及结石体韧性方面的不足，限制了其在土石坝坝体注浆，尤其是动水注浆防渗工程中的应用。
3、为了改进水泥注浆材料的性能，业界已经探索了多种方法，其中包括添加无机掺合料和纤维材料。例如，膨润土的添加可以提高泥浆的粘度，增强注浆材料的粘性、可塑性和流变性。同时，玻璃纤维或有机纤维的引入可以显著提升注浆材料的抗折强度。现有技术中，如专利cn114262195a所述，通过膨润土和聚丙烯纤维的复配，制备了一种抗分散动水注浆材料。但是，由于这两种材料是分别加入水泥浆体中的，其在界面结合和均匀分散方面存在较大挑战，这在施工现场和材料性能控制方面带来了显著的限制。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
5、根据本专利技术的第一方面，提供了一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，以重量份数计包括以下组分：200份的水泥、10～50份的改性海泡石纤维、5～15份的早强剂、1～5份的表面活性剂、1～5份的硅烷偶联剂、5～10份的硅酸钠和200～400份的水，其中所述改性海泡石纤维通过酸改性。
6、本专利技术采用经过酸改性的海泡石纤维，通过酸对海泡石纤维进行改性，不但可以去除海泡石层间的杂质和部分结构水，扩大增间距，增加比表面积；而且还可以使海泡石的孔径分布更加均匀，孔容增大。在用于注浆材料中，可以显著增强注浆材料的综合力学性能。
7、优选的，所述水泥选自强度≥42.5的硅酸盐水泥。
8、优选的，所述早强剂选自氯化钙、亚硝酸钙、三乙醇胺或硫酸铝中的至少一种。
9、优选的，所述表面活性剂选自十六烷基溴化铵或十二烷基硫酸钠中的至少一种。
10、优选的，所述硅烷偶联剂选自氨基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂或乙烯基类硅烷偶联剂中的至少一种。
11、优选的，所述硅酸钠选自浓度为40°bé的硅酸钠液体。
12、根据本专利技术的第二方面，提供了一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料的制备方法，包括以下步骤：
13、(1)将去杂质的海泡石置于酸性溶液中进行酸改性处理，过滤，得到改性海泡石纤维；
14、(2)向含有改性海泡石纤维的水溶液中依次加入表面活性剂和偶联剂，搅拌5～10min得到第一混合溶液，再将所述第一混合溶液与水泥和早强剂搅拌5～8min得到第二混合溶液，最后再向所述第二混合溶液中加入硅酸钠，搅拌2～3min，得到所述改性海泡石纤维增韧复合注浆材料。
15、优选的，步骤(1)中，所述酸改性处理的条件为，在60～65℃水浴加热1～3h。
16、优选的，所述过滤的筛网孔径为100～120目。
17、优选的，海泡石的去杂质通过以下方法进行：将海泡石分散在水中，浸渍3min后剧烈搅拌3～5min，利用离心沉降除去杂质矿物，得到去杂质的海泡石。
18、根据本专利技术的第三方面，提供了一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料或根据上述制备方法得到的改性海泡石纤维增韧复合注浆材料在土石坝坝体防渗中的应用。
19、(三)有益效果
20、本专利技术提供了一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料及其制备方法和应用。具备以下有益效果：
21、(1)本方案提供的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，通过加入改性海泡石纤维克服了传统硅酸盐水泥单浆液早期抗冲刷性能差、体积稳定性差、结石体韧性差等缺点，使其具有现有注浆材料合成技术中需要添加黏土矿物和增强纤维才能达到的效果，如凝胶时间可控、结石体强度适中、抗水流冲刷性强，成本低，环境友好的优点，具有广阔的应用前景。
22、(2)本方案提供的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，通过改性海泡石纤维与水泥单浆液进行复配使用，可以显著提升结石体的力学性能。早期受力时，注浆材料结石体中的水泥和改性海泡石纤维共同承受外力作用并且在此过程中水泥起到主要作用；当结石体发生开裂出现裂纹时，横跨裂缝的矿物纤维变会起到主要受力作用，以纤维的桥联力抵抗外力作用，海泡石纤维会显著增加结石体的韧性。
23、(3)改性海泡石增韧注浆材料注入坝体后，会随着裂缝或孔洞不断渗入到土体中，注浆材料中的纤维同时也可以和坝体粘性土进行融合，可以极大地改善水泥基硬性材料与塑性土体的固结融合变形问题，使其韧性、抗扰动能力得到进一步提高，进而提升了防渗体的韧性及抗扰动能力，保证了防渗堵漏效果与工程结构强度。
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1.一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：以重量份数计包括以下组分：200份的水泥、10～50份的改性海泡石纤维、5～15份的早强剂、1～5份的表面活性剂、1～5份的硅烷偶联剂、5～10份的硅酸钠和200～400份的水，其中所述改性海泡石纤维通过酸改性。
2.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述水泥选自强度≥42.5的硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述早强剂选自氯化钙、亚硝酸钙、三乙醇胺或硫酸铝中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述表面活性剂选自十六烷基溴化铵或十二烷基硫酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自氨基类硅烷偶联剂、环氧基类硅烷偶联剂或乙烯基类硅烷偶联剂中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述硅酸钠选自浓度为40°Bé的硅酸钠液体。p>
7.一种权利要求1至6任意一项所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述酸改性处理的条件为，在60～65℃水浴加热1～3h。
9.根据权利要求7所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料的制备方法，其特征在于：所述过滤的筛网孔径为100～120目。
10.一种权利要求1至6任意一项所述的改性海泡石纤维增韧复合注浆材料或根据权利要求7至9任意一项所述的制备方法得到的改性海泡石纤维增韧复合注浆材料在土石坝坝体防渗中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：以重量份数计包括以下组分：200份的水泥、10～50份的改性海泡石纤维、5～15份的早强剂、1～5份的表面活性剂、1～5份的硅烷偶联剂、5～10份的硅酸钠和200～400份的水，其中所述改性海泡石纤维通过酸改性。
2.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述水泥选自强度≥42.5的硅酸盐水泥。
3.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述早强剂选自氯化钙、亚硝酸钙、三乙醇胺或硫酸铝中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述表面活性剂选自十六烷基溴化铵或十二烷基硫酸钠中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种改性海泡石纤维增韧复合注浆材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂选自氨基类硅烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：江晓益，江树海，李建军，彭渊，胡晓明，谭磊，张平松，孙斌杨，徐虎，陈佳俊，
申请(专利权)人：浙江广川工程咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：
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