[发明专利]一种防渗抗蚀水泥‑粘土固化浆液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电学科岩土工程材料的技术领域，具体是涉及一种防渗抗蚀水泥-粘土固化浆液及其制备方法，属于灌浆材料技术领域，适用于水库、山塘、堤防、尾矿坝等工程的防渗或充填加固处理。

背景技术

我国大大小小的山塘、水库、堤防大多修建于上世纪60年代前后，鉴于当时的物力财力和技术水平，坝体大多采用土坝。由于历史原因当时水利工程坝基清基质量差，坝体填筑材料填筑质量差，并存在白蚁老鼠啃噬隐患，加之年久失修，均渗漏严重，有的甚至形成了管涌，严重危及水利经济与民生发展，山塘、水库、堤防治理已刻不容缓。面对如此严峻的形势，我国提出要加快推进水利科技创新。一般情况下，在土石坝中存在细小或中等以上裂隙时，常采用水泥-粘土浆或水泥浆进行坝体加固或止水堵漏；目前虽然对水泥浆或水泥-粘土浆劈裂灌浆技术研究较多，但仍存在较多问题。

普通水泥浆液的凝固时间较短、强度高，但可灌性差，成本高，弹性模量较高，硬化水泥浆液结石体脆性大、收缩大，与周边的坝体土很难相适应，不能适应较大的变形而引起应力集中，产生拉应力，容易形成新的裂缝，在相对柔性的坝体注浆中质量难以保证，普通水泥浆液难以满足实际要求，需要对普通水泥浆液进行改良。

此外，为解决土石坝的渗漏现象，常采用灌浆技术进行堵漏止水处理。常规土石坝坝体灌浆材料采用粘土浆，粘土浆凝结时间长，加上需要分段多次复灌，两次灌浆时间至少5天，生产效率极低。为了加速浆液凝固，掺入适当的水泥，小的掺量效果不明显，大的掺量普通水泥灌浆，存在水泥颗粒较粗、流动性差、浆液-土体固结边界融合性差，容易产生新的裂缝等问题。

再者，传统水泥-粘土浆液，其主要成分为粘土、水泥，再加上水玻璃等添加剂，在进行地下（如土石坝、堤坝等）防渗处理时，由于地下水的稀释、流动、冲刷等，导致浆液容易顺缝跑，增加了灌浆难度，虽然相对普通水泥浆液弹性模量有所降低，但仍存在土坝与浆液相容性差的问题，且易离析、凝固速率不可控、凝固后体积收缩大、工程成本高等困难，影响施工效果，提高了施工成本，给坝体灌浆带来了一定的困难。

随着经济的发展，国内对环保的重视程度越来越高，环保制度越来越规范，对工业副产品的要求越来越严格。因此，国内外学者纷纷认识到对粉煤灰、矿渣、赤泥等工业副产品在混凝土中的回收利用研究较多，而在灌浆材料领域研究相对较少。

发明内容

针对现有技术的上述技术问题，本发明的目的是提供一种防渗抗蚀水泥-粘土固化浆液及其制备方法，在粘土-水泥浆液中加入固化剂、早强剂、稳定剂后，使粘结较差的粘土浆液成为一种具有凝结时间短、抗地下水冲刷能力强、抗盐侵蚀能力强、流动性好且施工简单而廉价的防渗抗蚀粘土固化浆液，解决了水泥浆液在土石坝中固结边界融合性差，粘土浆液短时间内难以固结，以及岩土工程中存在的地基加固、止水堵漏、防塌防沉的工程质量与可靠性等难题。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种防渗抗蚀水泥-粘土固化浆液，以重量份数计，由以下原料组成：

普通粘土（干土）25-30份

高岭土6-8份

水泥3-6份

固化剂1-3.5份

早强剂0.5-1.5份

有机类稳定剂0.01-0.1份

水55-60份。

所述的普通粘土采用粘粒含量＞25%的粘土为基本原料。

所述的高岭土不低于1250目，二氧化硅含量不少于52%。

所述的水泥为P.O 42.5的普通硅酸盐水泥。

所述的固化剂为活性氧化硅和工业废渣研磨成通过80目筛的混合料，掺入激发剂石灰，混合均匀；所述的工业废渣为粉煤灰、赤泥或矿粉中的一种或几种。

所述的活性氧化硅为0.1-0.5份，所述的石灰为0.5-1份，所述的工业废渣为1-3份。

所述的早强剂为氯化钙、三乙醇胺、硅酸钠、硫酸钙或硫酸铝钾中的一种或几种。

所述的有机类稳定剂为聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、钠羟甲基纤维素或丙烯酸纳中的一种或几种。

所述防渗抗蚀水泥-粘土固化浆液的粘度为21～52s。

一种防渗抗蚀水泥-粘土固化浆液的制备方法，包括以下步骤：

（1）将活性氧化硅和工业废渣研磨一定时间，过60-100目筛，形成混合料；

（2）在混合料中掺入激发剂石灰，搅拌至均匀，形成固化剂；