[发明专利]一种新型注浆加固材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种新型注浆加固材料及其制备方法和应用，该注浆加固材料由以下质量份数的各原料混匀后与水拌和而成：普通硅酸盐水泥450～480份，微膨胀水泥40～45份，硅灰25～33份，粉煤灰90～110份，复合钢矿粉90～130份，钢渣砂150～180份；减水剂25～35份，膨胀剂0.1～0.3份、纤维素醚0.05～0.08份、消泡剂0.1～0.2份和碳酸锂1～2.5份；其中，拌和的水与混合后的粉体材料的质量比为0.16～0.21。

技术领域

本发明属于市政工程材料技术领域，具体涉及一种新型注浆加固材料及其制备方法和应用。

背景技术

我国城市交通基础设施在繁重的运营荷载和苛刻的自然环境作用下，结构性能随着服役年龄的增加不断退化，其安全性值得担忧和关注。而随着城市地面交通拥堵日趋严重，地下空间开发建设活动越来越多。在临近地铁隧道等已有基础设施进行地下空间开发时，容易诱发临近隧道的结构变形、沉降、上浮和开裂等风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中注浆材料容重低、微收缩等技术问题，提供一种能够提高土体的容重并具有微膨胀的特性的新型注浆加固材料。

其所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实施。

一种新型注浆加固材料，其特点为，由以下质量份数的各原料混匀后与水拌和而成：

普通硅酸盐水泥450～480份，微膨胀水泥40～45份，硅灰25～33份，粉煤灰90～110份，复合钢矿粉90～130份，钢渣砂150～180份；

减水剂25～35份，膨胀剂0.1～0.3份、纤维素醚0.05～0.08份、消泡剂0.1～0.2份和碳酸锂1～2.5份；

还包括拌合水；其中，所述新型注浆加固材料的水胶比为0.16～0.21，优选为0.17～0.19。

其中，所述普通硅酸盐水泥优选为42.5等级的普通硅酸盐水泥。在某些实施方案中，所述微膨胀水泥为具有微膨胀性能的水泥，包括硫铝酸盐水泥、高铝水泥中的一种或两种；传统普通硅酸盐水泥在硬化过程中会产生干缩，采用微膨胀水泥或普通水泥与微膨胀水泥双掺可有效改善水泥的收缩。

在某些实施方案中，所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，所述钢矿粉为S95矿粉和钢渣复合而成的复合胶凝材料；由于粉煤灰、矿粉、钢渣等均为固体废弃物，可以降低生产成本，另外Ⅰ级粉煤灰需水量比小于95％，可改善体系流动度。复合钢矿粉中钢渣和矿粉的质量比例为2：8，其比表面积不小于450kg/m³。

在某些实施方案中，所述减水剂为粉状高效减水剂，所述粉状高效减水剂为高效聚羧酸减水剂(减水率不小于27％)，可在保持相同水胶比的情况下提升体系流动度。

进一步，所述的膨胀剂为塑性膨胀剂；所述的纤维素醚为低黏度纤维素醚。

优选的，所述纤维素醚的黏度为400mpa.s。

在某些实施方案中，所述钢渣砂为连续级配的砂粉料；连续级配的细骨料一方面有助于流动度的提高，另一方面基于骨料紧密堆积理论有利于强度的提升。在某些优选的方式中，所述钢渣砂级配为0.15mm～0.3mm(不包括0.3mm)钢渣砂5％～26％、0.3mm～0.6mm(不包括0.6mm)钢渣砂16％～43％和0.6mm～1.18mm钢渣砂33％～74％。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种上述注浆加固材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

将所述质量份数的普通硅酸盐水泥、微膨胀水泥、硅灰、粉煤灰、复合钢矿粉、减水剂、膨胀剂、纤维素醚、消泡剂和碳酸锂的粉料加水慢速搅拌20～30S，加入钢渣砂再慢搅20～30S后快速搅拌60～120S，得到配重注浆材料。

采用上述技术方案得到的新型注浆加固材料具有以下特征：