[发明专利]水下抗分散水泥净浆及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水下抗分散水泥净浆及其制备方法，属于水利水电工程灌浆材料技术领域。

背景技术

在水利水电工程中，经常需要对地下洞室、岩溶通道进行封堵，一般在封堵工程前期，都是先采用比重大，能够堆积在空腔中的水下不分散混凝土和水下不分散砂浆等填充物。但在空腔封堵后期，受流动性和材料细度的影响，各个灌入通道之间所形成小体积空腔和狭小透水通道难以被充满，在水流速高或压强较高的空隙中，一般的灌浆材料还会因比重和粘聚性不够而被冲散，这时就需要以流动性更大、和易性更好的浆体来进行填充。目前，国内对狭小透水通道的封堵手段，多以化学灌浆为主，化学灌浆材料价格昂贵，对环境污染较大，且普通的化学灌浆材料在用于这种狭小透水通道的封堵时，同样可能因通道中的高水压和高水流速被冲散。因此，现有的针对这种狭小透水通道的封堵灌浆材料还是不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可用于水下细微裂缝、空隙和狭小透水通道等小空腔封堵灌浆的水下抗分散水泥净浆及其制备方法，这种水下抗分散水泥净浆既能有效填充狭小透水通道，又不易被高压高速水流冲散，从而克服现有技术的不足。

为实现本发明的目的，本发明采用了这样的技术方案：

本发明的水下抗分散水泥净浆由胶凝材料、水、减水剂和增稠剂制成，其中在它的组份原材料中，胶凝材料的用量为1000kg/m³~1900kg/m³，减水剂的用量是胶凝材料质量总数的0.3%~6.0%，增稠剂的用量是胶凝材料质量总数的0.1‰~2.0‰，水胶比为0.25~0.60。

进一步的，胶凝材料是由强度等级不低于42.5等级的普通硅酸盐水泥和国标中规定的国标Ⅰ级、Ⅱ级或Ⅲ级粉煤灰组成的，水泥占胶凝材料质量总数的45%~85%，粉煤灰占胶凝材料质量总数的0%~30%。

更进一步的，减水剂是聚羧酸系高性能减水剂，增稠剂是羟丙基甲基纤维素。

更进一步的，这种水下抗分散水泥净浆的表观密度为1700kg/m³~ 2200kg/m³。

为了制备这种水下抗分散水泥净浆，本发明采用了这样的制备方法，该方法是按照原材料组份依次将作为胶凝材料的水泥和粉煤灰、聚羧酸系高性能减水剂、羟丙基甲基纤维素增稠剂和水投入搅拌机中，搅拌60秒~90秒。

本发明的水下抗分散水泥净浆具有较高的流动性、水下抗分散性和高抗压强度富裕度，可在狭小过水通道中，依靠自身流动性布满通道，并能靠自身的粘聚性依附于通道壁，有效填塞满整个透水通道。而且净浆拌合物的均匀性好、和易性好，有利于施工的顺利进行。在施工时，按照常规方法灌浆，即可渗透到连通的狭小透水通道中，并且在透水通道中流动扩散后，仍能保证有较高的富裕强度。本发明曾在一些地下洞室高水头和高水流速下灌浆封堵中实际运用，在地下洞室封堵后期，大部分空腔已被砂浆填满后，剩下的空隙、裂隙和狭小透水通道均采用本发明的水下抗分散水泥净浆来封堵，可以取得良好效果。

本发明的净浆可以适用于包括水利水电工程、道路桥梁及工民建等工程中应用于所出现的狭小透水通道、裂缝或空隙的灌浆，值得推广。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。

本发明的一个实施例：

确定本发明的组份原材料：在这个实施例中，选择强度不低于42.5MPa的水泥、国标Ⅱ级粉煤灰、聚羧酸系高性能减水剂、羟丙基甲基纤维素和水，按照如下表的配合比，分别计量。

表1  净浆配合比及性能

表注：水泥为P.O42.5，粉煤灰为国标Ⅱ级粉煤灰，GTA为聚羧酸系高性能减水剂，增稠剂为羟丙基甲基纤维素。

制备方法：首先将水泥和国标Ⅱ级粉煤灰分别投入强制式搅拌机，再将聚羧酸系高性能减水剂和水，最后将羟丙基甲基纤维素加入强制式混凝土搅拌机中，搅拌60秒~90秒，即可制成本发明的水下抗分散水泥净浆。这种水泥净浆的表观密度为1700kg/m³~ 2200kg/m³，以2100 kg/m³为佳。

本发明的水下抗分散水泥净浆具有较好的拌合物流动性，扩散度为300mm~450mm，拌和物均匀、不离析、不泌水、粘聚性好，净浆的28天抗压强度等级为M60~M90。