用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿，它由膠凝材料、骨料、水、減水劑和增稠劑制成，在它的組份原材料中，膠凝材料的用量為700kg/m3~1200kg/m3，骨料的用量為700kg/m3~1500kg/m3，減水劑的用量是膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的0.5%~6.0%，增稠劑的用量是膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的0.1‰~2.0‰，水膠比為0.25~0.50。本發(fā)明的砂漿具有高流動性和水下抗分散性，可滿足在灌漿管徑較小、施工場面不大的情況下連續(xù)、穩(wěn)定的澆注；通過降低水膠比，提高砂漿抗壓強度的方式，使砂漿在入水后具有較高的富裕強度；而且，本發(fā)明配制的砂漿還具有施工工藝簡單、施工方便、快捷和原材料易獲取的優(yōu)點。
【專利說明】用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種灌漿材料及其制備方法，特別是涉及一種用于水下大面積巖溶通道、水下建筑物空腔封堵灌漿的水下抗分散砂漿及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在水利水電工程中，經(jīng)常需要對一些隱蔽的地下巖溶通道或水下建筑物的空腔或空洞進行封堵，這類工程通常存在如下特點:巖溶通道或空腔、孔洞內(nèi)部面積大、內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜、內(nèi)部有水通過且流速不小并且內(nèi)部承受高壓等等。在這類工程中，主要有以下幾個難點需要解決:①巖溶通道或空腔內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，只能靠砂漿自流、擴散來填充空腔；②砂漿在水下流動、擴散的過程中，膠凝材料會不斷的被水沖刷和稀釋，導(dǎo)致砂漿中水泥與骨料分離；③砂漿被水沖刷和稀釋后，其抗壓強度會降低等。[0003]目前，國內(nèi)對此類空腔或空洞，暫無較理想的封堵手段，一般對于水下巖溶通道或空腔的封堵工程都是采用水下不分散混凝土。而有些工程在封堵時，受施工場面的限制，不易于采取水下不分散混凝土封堵或水下不分散混凝土不能有效填充滿巖溶通道或空腔內(nèi)部。有些還采用了模袋灌漿、化學(xué)灌漿、填充橡膠球或麻袋棒等方法。但在遇到水下巖溶通道、空腔或洞體內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜、面積大、水流速較大或施工條件困難的情況時，采用這些施工方法可能會出現(xiàn)灌入材料流動度不夠，難以有效布滿空腔；灌入材料比重太輕，被水沖走；灌入材料在水中抗分散性不好，被水稀釋等情況，難以收到理想的效果。
[0004]因此，現(xiàn)有的針對這種用于水下大面積巖溶通道和空腔的封堵灌漿材料還是不理
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿及其制備方法，這種水下抗分散砂漿流動性大、水下抗分散性好、富裕強度高，在施工時僅需按照常規(guī)方法灌漿，即可靠自身的流動性填充滿空腔，并且在流動擴散、被水沖刷后還能保證有較高的強度，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了這樣的技術(shù)方案:
本發(fā)明的用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿由膠凝材料、骨料、水、減水劑和增稠劑制成，其中在它的組份原材料中，膠凝材料的用量為700kg/nTl200kg/m3，骨料的用量為700kg/nTl500kg/m3，減水劑的用量是膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的0.5%~6.0%，增稠劑的用量是膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的0.1%~2.0%。，水膠比為0.25~0.50。
[0007]進一步的，膠凝材料是由強度等級不低于42.5等級的普通硅酸鹽水泥和國標中規(guī)定的國標I級、II級或III級粉煤灰組成的，水泥占膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的60%~80%，粉煤灰占膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的0%~30%。骨料為最大粒徑不大于5mm、泥粉含量為89^18%、細度模數(shù)為1.8~2.5的人工砂，膠凝材料與骨料比例為1:0.7^1:1.3。
[0008]更進一步的，減水劑是聚羧酸系高性能減水劑，增稠劑是羥丙基甲基纖維素。[0009]更進一步的，這種水下抗分散水泥砂漿的表觀密度為2100kg/nT 2300kg/m3。
[0010]為了制備這種水下抗分散水泥砂漿，本發(fā)明采用了這樣的制備方法，該方法是按照原材料組份依次將作為骨料的砂、作為膠凝材料的水泥和粉煤灰、聚羧酸系高性能減水劑、羥丙基甲基纖維素增稠劑和水投入攪拌機中，攪拌90秒~180秒。
[0011]目前，國內(nèi)對具有水下抗分散性的砂漿研究較少，主要是因為砂漿的高流動性和水下抗分散性難以解決。與傳統(tǒng)灌漿砂漿相比，按本發(fā)明配制出的砂漿具有高流動性和水下抗分散性，可滿足在灌漿管徑較小、施工場面不大的情況下連續(xù)、穩(wěn)定的澆注；通過降低水膠比，提高砂漿抗壓強度的方式，使砂漿在入水后具有較高的富裕強度；而且，本發(fā)明配制的砂漿還具有施工工藝簡單、施工方便、快捷和原材料易獲取的優(yōu)點，是封堵灌漿材料研究與應(yīng)用方面的突破。本發(fā)明是一種可廣泛應(yīng)用于各種水下大面積巖溶通道、空腔或空洞封堵灌漿的水下抗分散砂漿，適用于包括水利水電工程、道路橋梁及工民建等工程中出現(xiàn)的具有復(fù)雜內(nèi)部結(jié)構(gòu)且過水的地質(zhì)溶洞、大面積水下建筑物空腔或空洞的施工環(huán)境。
[0012]本發(fā)明曾在一些高水頭和高水流速下灌漿封堵中實際運用，在解決了其他灌漿材料難以實現(xiàn)的高流動性和水下抗分散性的同時，還大幅度降低了砂漿水膠比，使砂漿具有較高的強度保證率，在灌漿結(jié)束后，原透水部位滴水不漏，壓水檢查也滿足相關(guān)標準要求。本發(fā)明是新灌漿材料與傳統(tǒng)灌漿工藝的完美結(jié)合，本發(fā)明解決了傳統(tǒng)灌漿材料和灌漿工藝難以在大面積、復(fù)雜構(gòu)造和過水的空腔中連續(xù)施工和有效充填的問題，是灌漿封堵材料的研究與應(yīng)用方面的突破。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合實施 例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0014]本發(fā)明通過采用聚羧酸系高性能減水劑和羥丙基甲基纖維素，通過大幅度降低水膠比，增加砂漿的絮凝性和抗水分散性，使灌漿砂漿具有流動性高、自流密實、水下抗分散和高抗壓強度富裕度的特性，有效解決現(xiàn)有技術(shù)的難點。
[0015]本發(fā)明的一個實施例如下:
本發(fā)明制備時，先選擇強度不低于42.5MPa的水泥、國標II級粉煤灰、細度在中砂范圍的天然砂或人工砂、聚羧酸系高性能減水劑、羥丙基甲基纖維素和水，按照如下表的配合t匕，分別計量:
【權(quán)利要求】
1.一種用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿，它由膠凝材料、骨料、水、減水劑和增稠劑制成，其特征在于:在它的組份原材料中，膠凝材料的用量為700kg/nTl200kg/m3，骨料的用量為700kg/nTl500kg/m3，減水劑的用量是膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的0.5%~6.0%，增稠劑的用量是膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的0.1%0~2.0%。，水膠比為0.25、.50。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿，其特征在于:所述膠凝材料是由強度等級不低于42.5等級的普通硅酸鹽水泥和國標中規(guī)定的國標I級、II級或III級粉煤灰組成的，水泥占膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的60%~80%，粉煤灰占膠凝材料質(zhì)量總數(shù)的0%~30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿，其特征在于:所述骨料為最大粒徑不大于5mm、泥粉含量為8%~18%、細度模數(shù)為1.8^2.5的人工砂，膠凝材料與骨料比例為1:0.7^1:1.3。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿，其特征在于:所述減水劑是聚羧酸系高性能減水劑，增稠劑是羥丙基甲基纖維素。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿，其特征在于:它的表觀密度為 2100kg/m3~ 2300kg/m3。
6.一種制備權(quán)利要求1所述的用于大面積空腔灌漿的水下抗分散砂漿的方法，其特征在于:按照原材料組份依次將作為骨料的砂、作為膠凝材料的水泥和粉煤灰、聚羧酸系高性能減水劑、羥丙基甲基纖維素增稠劑和水投入攪拌機中，攪拌90秒~180秒。
【文檔編號】C04B28/04GK103922659SQ201310010395
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月11日
【發(fā)明者】王建琦, 何金榮, 張細和, 曾正賓, 李勇, 譚建軍 申請人:中國水電顧問集團貴陽勘測設(shè)計研究院