[发明专利]一种超早强微膨胀双液注浆材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机非金属建筑材料领域，具体涉及一种超早强微膨胀双液注浆材料及其制备方法。 

背景技术

随着国家经济建设的发展，地下工程日益增多，盾构隧道施工技术的发展也异常迅猛，双液注浆材料作为盾构施工中的一些重要技术，已经越来越受到重视。目前的水泥类注浆材料，初凝与终凝时间均较长，且早期强度低，难以满足一些注浆工程要求材料凝结迅速且具有良好的早期强度与微膨胀的性能要求。 

锂渣是利用锂辉石矿石经过1100℃到1300℃的高温煅烧后用硫酸法工艺生产碳酸锂产品过程中排出的工业废渣，而我国每年锂渣的排放量在不断上升，从环保与节能的角度考虑，须着力解决对其的处理问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有超早强、微膨胀、及高耐久性能的双液注浆材料及其制备方法。 

一种超早强微膨胀双液注浆材料，它由A液和B液组成，其中A液的组分为：硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、锂渣、偏高岭土、硼酸和水，B液为水玻璃溶液，各组分的重量份比为：硫铝酸盐水泥1份，普通硅酸盐水泥0.4份，锂渣0.5～0.7份，偏高岭土1.3～1.5份，硼酸0.002～0.004份，水1.3～1.5份，水玻璃溶液0.5份。 

上述方案中，所述硫铝酸盐水泥的强度等级大于或等于42.5，比表面积大于350m²/kg，比表面积的测定方法为：《GB/T8074-2008水泥比表面积测定方法(勃氏法)》。 

上述方案中，所述普通硅酸盐水泥的强度等级大于或等于42.5，比表面积大于350m²/kg，比表面积的测定方法为：《GB/T8074-2008水泥比表面积测定方法(勃氏法)》。 

上述方案中，所述锂渣为锂辉石经高温煅烧提炼锂盐后的副产品，所述锂渣 外观呈浅黄色，经烘干后磨成粉末状，其比表面积大于600m²/kg，比表面积的测定方法为：《GB/T8074-2008水泥比表面积测定方法(勃氏法)》。 

上述方案中，所述偏高岭土为市售的煤系偏高岭土或纯高岭土在600～850℃的高温下煅烧而成，其比表面积为800～900m²/kg，比表面积的测定方法为：《GB/T8074-2008水泥比表面积测定方法(勃氏法)》。 

上述方案中，所述水玻璃溶液的模数为1.5～3.5，其重量浓度为35～45%。 

上述超早强微膨胀双液注浆材料的制备方法，包括如下步骤： 

（1）按各组分重量份数比称取原料：硫铝酸盐水泥1份，普通硅酸盐水泥0.4份，锂渣0.5～0.7份，偏高岭土1.3～1.5份，硼酸0.002～0.004份，水1.3～1.5份，水玻璃溶液0.5份； 

（2）将硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、锂渣、偏高岭土、硼酸和水混合形成A液，水玻璃溶液为B液；使用时，将A液和水玻璃溶液进行均匀混合，然后立即注入需双液的空隙中。 

本发明通过合理搭配锂渣和硼酸的掺量来调节硫铝酸盐水泥的凝结时间，从而有效控制A液的性能（既不使其迅速凝结而产生堵管现象，又不会因为缓凝过久而失去早强性能）。同时，水玻璃溶液的模数和浓度能影响浆液中普通硅酸盐水泥与活性掺合料的碱激发效果，进而影响注浆材料的后期强度和抗水溶蚀等耐久性能。 

本发明超早强微膨胀双液注浆材料的各组分作用机理如下：首先，注浆材料中的硫铝酸盐水泥在锂渣中锂盐的激发下迅速水化，反应生成大量钙矾石，体积增大，造成微膨胀的效果。 

C₂S+2H→CSH(I)+CH 

AH₃(gel)+3CH+3(CaSO₄·2H₂O)+20H→AFt