[发明专利]一种低粘度硅酸盐加固材料及其制备方法和应用在审
申请号: | 202010498872.0 | 申请日: | 2020-06-04 |
公开(公告)号: | CN111690250A | 公开(公告)日: | 2020-09-22 |
发明(设计)人: | 青贵恩;徐长随;张振国 | 申请(专利权)人: | 山东金鼎新能源材料有限公司 |
主分类号: | C08L75/04 | 分类号: | C08L75/04;C08K13/02;C08K3/34;C08K3/36;C08K5/12;C08K5/521;C08K5/109;C08G18/38 |
代理公司: | 济南泉城专利商标事务所 37218 | 代理人: | 李桂存 |
地址: | 252300*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 粘度 硅酸盐 加固 材料 及其 制备 方法 应用 | ||
本发明公开了一种低粘度硅酸盐加固材料及其制备方法和应用,低粘度硅酸盐加固材料由A组分和B组分组成,A组分包括水玻璃80‑90份,纳米二氧化硅1~1.5份,分散剂5‑20份,催化剂1‑2份;B组分包括多亚甲基多苯基异氰酸酯75~90份,增强剂10‑25份;将水玻璃加入到搅拌罐中,搅拌过程中加入纳米二氧化硅、分散剂和催化剂,搅拌30~40分钟,得A组分;将多亚甲基多苯基异氰酸酯加入搅拌罐中,搅拌过程中加入增强剂,搅拌20~30分钟,得硅酸盐加固材料的B组分。采用双液注浆泵将A、B组分按体积比为1:1混合注浆,用于煤矿、隧道、隧洞中破碎煤层、岩层的快速加固和封堵处理。
技术领域
本发明涉及硅酸盐加固材料技术领域,具体涉及一种低粘度硅酸盐加固材料及其制备方法和应用。
背景技术
目前,可用的注浆材料有很多种,但均存在有一定的不足,纯水泥浆液具有结石强度高、造价低、无污染的优点,但其粒径较大,对于微小的孔隙或裂隙使用上受到一定的限制,而且水泥的固化周期长,严重耽误了开采效率;化学浆液可注性好,粘度低,能注入细微裂隙中,但一般化学浆液有毒并价格昂贵,且强度不如水泥浆液。水玻璃注浆加固材料因其成本低廉、渗透性好、成分简单的优点而应用广泛,但经过大量的工程实践发现,水玻璃注浆加固材料的粘结力较差,固化后加固体强度较低,韧性差有时难以满足工程需求,部分未反应水玻璃会发生析出现象,导致加固体脱水收缩,严重影响加固区的使用寿命,耐久性较差,后期影响到工程安全。
聚氨酯材料也广泛应用于注浆材料中,但聚氨酯材料的成本较高,而且在反应时会散发出巨大的热量,严重时发生爆炸。一些水玻璃与聚氨酯的复合灌浆材料应运而生,聚氨酯类灌浆材料遇水反应快,不会因地下水冲刷而流失,可以与水反应发泡,产生二次压力,将发泡材料灌入到缝隙中。专利CN 106565927 A公开了聚氨酯水玻璃三维互穿网络堵水补强灌浆材料及制备方法,该材料初始粘度低、凝结时间可控、遇水膨胀,水下不分散,绿色安全环保,力学性能优异,阻燃性好。由于聚氨酯材料与水迅速反应,可以迅速发泡,对于流水量大的裂缝说,发泡材料迅速充满缝隙,堵水效果好,如中国专利CN 104277203公开了煤矿安全用水玻璃改性聚氨酯填充材料及其制备方法,通过水玻璃改善聚氨酯填充材料,其发泡倍数能达到20倍。但对于流水量小的裂缝来说,这种发泡性能却带来了适得其反的效果,发泡形成造成产品抗压强度、粘度强度等理化性能指标变差,在水流量不大的情况下,发泡容易让缝隙变大,水流量变大,起不到堵水加固的效果,有的可能造成漏水情况严重,发生危险。同时传统聚氨酯材料成本高,反应温度高,在高瓦斯矿井下使用时存在安全隐患。
目前,水玻璃与聚氨酯的复合灌浆材料在常温或高温条件下使用时,粘度较低,流动性强,可注性好,能够注入细微裂缝中,但随着温度的降低,粘度逐渐增大,浆料的流动性变差且损失严重,水玻璃和聚氨酯反应注浆后浆体凝结时间长,渗透不完全,强度增长慢,硬化后体积不密实,容易出现二次裂缝,因此,在低温下,尤其是北方的冬天无法正常使用,影响施工进程。另外,水玻璃与聚氨酯的复合灌浆材料在使用后长期与空气甚至是高温气体接触,易发生老化,裂缝,缩短其使用期限。
综上所述,研发一种耐低温、生产工艺简单、保存时间长、抗老化的硅酸盐加固材料至关重要。
发明内容
针对现有技术中硅酸盐加固材料存在的制备程序复杂、低温下粘度升高、保存时间短及使用寿命短的问题,本发明提供了一种低粘度硅酸盐加固材料及其制备方法和应用,该材料简单易得,粘度受温度影响小、力学性能优异且保存时间长,操作及运输不受低温环境影响,适用于煤矿、隧道、隧洞中破碎煤层、岩层的快速加固和封堵处理。
本发明通过以下技术方案实现:
一种低粘度硅酸盐加固材料,由A组分和B组分组成,
所述的A组分包括以下重量份的组分:水玻璃:80-90份,纳米二氧化硅:1~1.5份,分散剂:5-20份,催化剂:1-2份;
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