[发明专利]一种速凝可调型水泥基水下抗分散超快硬注浆材料、制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种速凝可调型水泥基水下抗分散超快硬注浆材料、制备方法及应用，包括A组分：胶凝材料80％～90％、活性掺合料3％～10％、膨胀剂3％～7％、高性能水下抗分散剂2％～3％、聚羧酸高性能减水剂0.1％～0.3％；B组分：快硬胶凝材料80％～90％、活性掺合料4％～10％、膨胀剂3％～7％、高性能水下抗分散剂2％～3％、聚羧酸高性能减水剂0.1％～0.3％、缓凝剂0.1％～0.2％、早强剂0.1％～0.2％、触变剂0.1％～0.15％、界面浸润剂0.05％～0.1％。本发明A、B组分单液可工作时间长，混合后凝结硬化速度快、强度高、水下抗分散性好，调整A、B组分比例，凝结时间可调。

技术领域

本发明属于水下快速修补注浆材料制备技术领域，尤其涉及一种速凝可调型水泥基水下抗分散超快硬注浆材料、制备方法及应用。

背景技术

随着国内高速公路、铁路、水利水电、轨道交通等领域工程建设的大力发展，越来越多的隧道及地下工程在运营过程中会遇到岩层开裂、渗水的情况。以铁路隧道为例，其运营过程中需严格控制线路的平顺性，以保证行车线路的安全性。然而，受地质构造复杂、岩层结构不稳定、地下水及行车振动等因素影响，铁路隧道在运营中易发生道床脱空沉降，继而导致隧道结构劣化，极大影响隧道运营安全。针对运营铁路隧道基底脱空沉降的补强整治常因为地下水的存在以及修补过程能占用的高铁行车天窗期短暂，这就对水下注浆快速修补提出了考验。

目前针对铁路隧道道床脱空沉降的注浆修复材料，主要分为两大类：有机高聚物注浆材料和水泥-水玻璃双液注浆材料。有机高聚物注浆材料具有固结体密度小、硬化快、膨胀系数大等特点，但材料成本较高，固结体强度低，而且在注浆过程中由于高聚物注浆材料的体积膨胀有一定的滞后性，注浆过程控制精细复杂。此外，高聚物注浆材料是一种有机材料，与无机材料的混凝土界面存在结合不稳定、耐久性差等问题。水泥-水玻璃双液注浆材料具有成本低、结合界面稳定、后期强度高等优点，但其凝结时间难以控制，早期硬化后强度较低，无法满足在抢修窗口期内的行车条件，且水下抗分散性差，注浆过程中易被冲散，进一步导致空腔区难以填充密实。

铁路隧道道床脱空沉降的水下快速抢修工程就需要一种适用于水下注浆施工，能在短暂的天窗期内完成注浆并迅速凝结硬化，强度满足行车要求的注浆材料。这种材料需同时具备水下抗分散和超快硬高强的特性，絮凝组分提供水下抗分散性的同时会增加浆体粘聚性及注浆的阻力，而超快硬高强的材料特性容易造成注浆过程中浆体硬化堵管堵仓，出现异常后清理注浆设备的难度较大，会进一步压缩天窗期的施工可用时间。

2012年6月20日公开的专利201110347875.5中提出了一种高速铁路无砟轨道结构修补用超早强注浆材料，所述材料的凝结时间25min，2h抗压强度12.4MPa，凝结速度较快，早期强度较高，但没有水下抗分散性，水下注浆修补时浆体易被空腔内的泥浆冲散，不适合隧道内道床脱空沉降区域的水下注浆修补。2013年8月28日公开的专利201310169894.2中提出了水下不分散快凝型无机注浆材料及其制备方法，所述的材料实施例最快的初凝时间为185min，终凝为320min，24h抗压强度15MPa，难以满足铁路隧道天窗期修补后的行车需求。2019年8月30日公开的专利201910625066.2中提出了一种超早强水泥基水下不分散修补材料及其制备方法，所述的材料实施例最快的初凝时间为48min，终凝时间为92min，并无早期强度数据。且注浆修补施工已占用了大部分的天窗期时间，施工完成后92min达到终凝时间过长，同样难以达到行车条件。

综上所述，现有技术的注浆修复材料难以满足铁路隧道道床脱空沉降水下快速抢修工程需求。

发明内容

本发明提供一种速凝可调型水泥基水下抗分散超快硬注浆材料，成本低、硬化快、早期强度高、水下抗分散性好、凝结时间可调、易施工不堵管等优点。

本发明还有一个目的在于提供一种速凝可调型水泥基水下抗分散超快硬注浆材料的制备方法，制备方法简单、高效，成本低。