[发明专利]一种盾构砂浆凝结时间调节剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种盾构砂浆凝结时间调节剂及其制备方法和用途，按重量百分比计，该盾构砂浆凝结时间调节剂包括：铝酸钠35％～50％、碳酸钠30％～40％、氧化钙10％～15％、甲酸钙5％～10％、硫酸钠5％～10％。本发明采用铝酸钠、碳酸钠、氧化钙、甲酸钙和硫酸钠来复配制备盾构砂浆凝结时间调节剂，通过掺入在湿拌盾构砂浆中使缓凝剂失效，从而快速凝结湿拌盾构砂浆，节省了工人施工的等待时间。本发明制备方法简单、操作工序少、实用性强。此外，将本发明盾构砂浆凝结时间调节剂用于快速凝结湿拌盾构砂浆，具有明显的缩短凝结时间的效果。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种盾构砂浆凝结时间调节剂及其制备方法和用途。

背景技术

现如今，盾构法施工在地铁隧道等暗挖工程中得到广泛应用，因其具有以下明显的优越性：1、在盾构的掩护下进行开挖和衬砌作业，有足够的施工安全性；2、地下施工不影响地面交通,在河底下施工不影响河道通航；3、施工操作不受气候条件的影响；4、产生的振动、噪声等环境危害较小；5、对地面建筑物及地下管线的影响较小。在盾构法施工中，盾构注浆也是一项必不可少的施工程序。盾构管片拼装好后，为防止盾构管片周围土体的松动，同时加强土体对盾构管片衬砌结构的包裹作用，避免管片结构因缺少抗力作用出现局部应力集中的现象，需在管片与土体间的间隙灌入砂浆进行填充。等待砂浆固结硬化后，砂浆起到填充壁后空隙并能提供一定的承载能力来稳定管片衬砌的作用。

目前的盾构注浆有些采用的是干混砂浆加入适量的水在螺旋搅拌机内现场搅拌注浆的方式，该施工方法粉尘大，且污染环境。而采用湿拌砂浆来盾构注浆时，为满足其从生产到灌入注浆的开放时间，生产时会添加一定量的缓凝成分，在注入盾构隧道工程后，湿拌盾构砂浆的凝结时间难以掌控，甚至长时间不硬化，不利于固定松动的土体，影响管片衬砌的加强稳定，对地面施工安全和工程质量有一定的影响。因而，在盾构隧道工程中，对湿拌盾构砂浆的凝结时间要求越快越好。

发明内容

本发明的目的是提供一种盾构砂浆凝结时间调节剂及其制备方法和用途，在使用时通过在原来湿拌盾构砂浆的基础上，加入一种可以使缓凝剂失效的混合化合物，使湿拌盾构砂浆可以快速凝结，高效的加速了湿拌盾构砂浆在隧道中的硬化，快速地固结管片周围松动的土体，加强了管片结构的稳定，节省了工人施工的等待时间，对工人的工作效率起到了很大的作用，而在不加入盾构砂浆凝结时间调节剂时又可以使湿拌盾构砂浆在开放时间内长时间存放而不硬化，解决了现有技术中湿拌盾构砂浆在隧道工程中凝结慢和长期不硬化的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

第一方面，提供一种盾构砂浆凝结时间调节剂，按重量百分比计，包括：铝酸钠35％～50％、碳酸钠30％～40％、氧化钙10％～15％、甲酸钙5％～10％、硫酸钠5％～10％。

在上述配方中，将铝酸钠、碳酸钠、氧化钙、甲酸钙和硫酸钠复配在一起，起到使缓凝剂失效从而快速凝结湿拌盾构砂浆的效果。铝酸钠、碳酸钠和硫酸钠在溶液中具有更快的溶解速度和离子扩散速度，因此能够在较短时间内形成大量钙矾石晶核，形成针状或空间网状结构，从而实现了湿拌盾构砂浆的快速凝结。甲酸钙和氧化钙具有吸湿性，可以加快湿拌盾构砂浆的硬化速度，缩短凝结时间。

优选的，所述盾构砂浆凝结时间调节剂，按重量百分比计，包括：铝酸钠40％、碳酸钠30％、氧化钙10％、甲酸钙10％、硫酸钠10％。

采用上述配比的盾构砂浆凝结时间调节剂，对于湿拌盾构砂浆的凝结时间缩短效果明显。

第二方面，本发明还提供了一种盾构砂浆凝结时间调节剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料称量

按以下各组分的重量百分比称量各原料：铝酸钠35％～50％、碳酸钠30％～40％、氧化钙10％～15％、甲酸钙5％～10％、硫酸钠5％～10％，备用；

(2)混合搅拌