[发明专利]适用于低温环境下使用的隧道注浆材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于低温环境下使用的隧道注浆材料，属于建筑材料技术领域，适于低温环境下（-15℃以上）的隧道注浆。

背景技术

隧道爆破施工过程中遇到岩石不稳定地质条件时，一般采用小导管注浆手段进行辅助性补强施工。传统的隧道注浆材料主要有2种：（1）纯水泥浆体（也称为单液组分）；（2）水泥+水玻璃浆体（也称为双液组分）。目前，纯水泥浆体材料注浆存在的问题是：凝结时间长、强度增长慢，起不到早期补强的目的；水泥+水玻璃浆体注浆存在的问题是：浆体凝结时间无法有效控制，表现为要么闪凝、易堵管，要么凝结时间长、强度增长慢，使得施工工艺极难控制。

目前，常用的隧道注浆材料，在环境温度低于5℃时就无法正常施工，在负温条件下（-15℃以上）施工存在如下问题：（1）浆体的凝结时间长，强度增长慢；（2）浆体的流动性差且损失严重；（3）浆体硬化后体积不密实且有冻胀现象。

经检索尚未发现在-15℃以上的低温条件下能够正常使用的隧道注浆材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于低温环境下使用的隧道注浆材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

本发明包括以下重量份的组分：

铝酸盐水泥：200～300份；

普通硅酸盐水泥：100~150份；

矿渣粉：142～180份；

硬石膏粉：80~150份；

石英砂：470~500份；

减水剂：2～5份；

2种或3种缓凝剂，每种缓凝剂用量：0.5～2份；

早强剂：1～4份；

防冻剂：1～2.5份；

低粘度纤维素醚：0.5～2份，和

消泡剂：2～4份；

所述缓凝剂为酒石酸、柠檬酸或葡萄糖酸钠；

所述矿渣粉为S95级磨细矿渣粉；

所述减水剂为聚羧酸减水剂；

所述早强剂为碳酸锂、碳酸钠或硫酸钠；

所述防冻剂为硫氰化钠、亚硝酸钠或亚硝酸钙；

所述消泡剂为有机硅消泡剂。

所述铝酸盐水泥的标号为CA-50；

所述普通硅酸盐水泥的标号为P.O42.5；

所述石英砂的目数为70-140目；

所述低粘度纤维素醚的型号为H300P2；

所述减水剂为粉剂，所述缓凝剂、早强剂、防冻剂和低粘度纤维素醚为工业级粉剂。

作为本发明的优选方案，所述各组分的配比如下：

铝酸盐水泥：220～280份；

普通硅酸盐水泥：110~140份；

矿渣粉：150～170份；

硬石膏粉：90~130份；

石英砂：480~490份；

减水剂：2.5～4份；

2种或3种缓凝剂，每种缓凝剂用量：1～1.5份；

早强剂：2～3份；

防冻剂：1～2份；

低粘度纤维素醚：0.5～1.5份，和

消泡剂：2～3份。

在本发明中，各组分的作用机理如下：

铝酸盐水泥和硬石膏粉两组分共同使用可起到减少收缩并具有微膨胀的作用；利用铝酸盐水泥水化放热的作用机理起到加热浆体温度的效果；采用铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥两种水泥混合使用，根据水泥组分水化速度的不同可起到控制水化凝结时间的作用；采用减水剂、缓凝剂、早强剂、消泡剂共同作用起到调控流动、和易性及密实性等作用；采用防冻剂可提高早期强度促进水泥硬化降低冰点的作用；使用低粘度纤维素醚起到保水增稠的作用；石英砂的使用能起到改善浆体体积稳定性、坚固性、流变性等综合性能的作用。

用2种或3种缓凝剂的目的是它们起到协同增效作用，从而有效起到保坍作用，避免凝结时间过长。

本发明的使用方法如下：施工时水料比为0.50-0.60，采用搅拌机（转速为200~300转/min）搅拌5min，浆体性能能满足隧道注浆施工要求。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明所述的隧道注浆材料适用于-15℃以上的低温环境下施工使用。

（2）使用时直接加水搅拌，施工工艺简单。

（3）本发明所述的隧道注浆材料具有浆体流动性能好、不分层、不泌水、充盈饱满、硬化后具有不收缩、早期强度高的特点。

具体实施方式

实施例1

隧道注浆材料各组分的配比如下：

CA-50铝酸盐水泥：200g；