[发明专利]一种用于注浆材料的复合添加剂及注浆材料

说明书

本发明提供了一种用于注浆材料的复合添加剂及注浆材料，所述复合添加剂按重量份计包括如下组分：聚羧酸减水剂1份～3份、膨润土2份～5份、磷酸二氢镁2份～4份、聚合硫酸铝0.5份～2份、硫铝酸钙2份～6份、纤维素醚0.5份～1份和聚丙烯腈纤维0.2份～0.8份。本发明所述的复合添加剂加入到水泥类浆液(尤其是硅酸盐类水泥)中，能够调整和改变水泥浆液的物理力学性质，明显提高水泥类浆液围岩加固截水堵漏、地质构造治理工程等效果。

技术领域

本发明属于煤矿中深孔注浆材料领域，涉及一种用于注浆材料的复合添加剂及注浆材料。

背景技术

随着煤矿矿井开采深度的增加，井巷围岩呈现出明显的软岩变形特征，围岩滑移变形运动越来越强烈，使井巷工程的支护更加困难。随着注浆技术的发展，全断面注浆成为围岩加固、截水堵漏和地质构造治理工程等行之有效的重要手段之一。注浆材料是注浆技术中不可缺少的一个组成部分，注浆之所以能够起到加固作用，主要是由于注浆材料在注浆过程中发生由液相到固相转变的结果。

在注浆施工中，能够正确合理地选择一种或几种注浆材料必将直接影响注浆工程的成败和技术经济效益。

目前的注浆材料，主要分为两大类：

其一是无颗粒材料，包括无机材料和有机材料，也称之为化学浆液。该类材料具有稳定性好、可注性强、粘度低和凝胶时间易控等优点，且能注入岩体较细小的裂隙或空隙中。常见的有丙烯酰胺类、甲基丙烯酸类、木质素类、尿醛树脂类、丙烯酸盐类、聚氨酯类、环氧树脂类和马丽散类等。但其不足之处在于：浆液凝固后强度较低，耐久性较差，对周围环境产生污染，价格较贵，或多或少都有些毒性，并且具有可燃性。因此，在一般的井巷注浆加固工程较少采用。

其二是颗粒性材料，包括水泥浆、黏土浆、黏土水泥浆、水泥粉煤灰浆和水泥-水玻璃浆等。该类材料具有原料来源丰富、价格低廉且固化后强度高等优点，但都存在浆液固化收缩率过大和终凝时间过长的弊病：固化收缩率过大导致在注浆过程中需多次注浆才能达到工程要求；而终凝时间过长会使注浆工作效率极低，加长注浆施工周期。由于颗粒性材料普遍存在凝胶时间较长且不易准确控制、析水率高、稳定性差及强度增长速度慢等缺点，并且在大孔隙地层中容易出现漏浆和在小孔隙地层中可注性差等现象，注浆质量难以保证。尤其是水泥-水玻璃浆液，该材料因可注性好、早期强度高、结石率高以及价格低等优点，是目前常用的一种经济使用的注浆材料之一，但该浆液的不足之处在于：结石体干压缩量大，后期强度下降迅速；在水中养护28-90天后，强度就明显下降，半年后就开裂甚至崩解为粉末，从而丧失使用价值。特别是在干燥失水的条件下，干缩崩解就更迅速，因此该浆液一般只能局限与临时性的地下井巷工程加固防渗、堵漏之用。

CN108218359A公开了一种水泥基高性能微膨胀充填注浆料，但硅酸盐水泥注浆浆液存在析水率大、稳定性差、凝结时间较长，且不易灌入微小裂隙、生产污染环境、消耗大量能源和资源、成本高等的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于注浆材料的复合添加剂及注浆材料。本发明所述的复合添加剂加入到水泥类浆液(尤其是硅酸盐类水泥)中，能够调整和改变水泥浆液的物理力学性质，明显提高水泥类浆液围岩加固截水堵漏、地质构造治理工程等效果。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于注浆材料的复合添加剂，所述复合添加剂按重量份计包括如下组分：

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好地达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述复合添加剂按重量份计包括如下组分：

作为本发明优选的技术方案，所述磷酸二氢镁和聚合硫酸铝的质量比为2:1。