[发明专利]一种富水地层用抗水分散型同步注浆材料

说明书

本发明公开一种富水地层用抗水分散型同步注浆材料，由硅酸盐水泥、砂、纳米硅改性硅酸镁锂、聚丙烯酸钠、瓜尔胶醚和高性能减水剂制成。本发明具有抗水分散性能好、泌水率低、早期强度高、结石率高的优点，用于富水地层同步注浆施工时，能够抵抗地下水的稀释、冲散，能够正常的凝结，以确保盾构掘进施工正常进行；注浆填充率高，注浆完成后填充充足，避免了由此引发的渗漏水问题以及地表塌陷问题。

技术领域

本发明涉及一种注浆材料，尤其涉及一种富水地层用抗水分散型同步注浆材料。

背景技术

同步注浆材料是地铁盾构施工或盾构隧道施工以及其他工程施工过程中形成一定厚度的空隙，该空隙需要采用同步注浆材料进行填充，弥补土层损失，起到预防地表沉降、防止位移而加大对周围地层的扰动等现象。

传统同步注浆材料存在容易被水冲刷、稀释等问题，应用在富水地层中更是存在抗水分散性能差的问题，进而导致注浆量大幅增加，注浆填充率低，注浆完成后因填充不足导致的渗漏水问题以及地表塌陷问题严重，直接影响工程质量。

本发明针对现有同步注浆材料存在的缺陷，通过材料的优化设计，以期创设一种富水地层用抗水分散型同步注浆材料，使其更具好地适应富水地层，更具适用性。经过不断的研究、设计，创设出具有实用价值的注浆材料。

发明内容

本发明的主要目的是提高注浆材料的注浆填充率。主要包括如下的技术方案：

本发明提出的富水地层用抗水分散型同步注浆材料，包括如下质量比的各组分：硅酸盐水泥33.2％～50.1％，砂48.7％～66.5％，纳米硅改性硅酸镁锂0.3％～2％，聚丙烯酸钠0.01％～0.6％，瓜尔胶醚0.1％～0.5％，高性能减水剂0.03％～0.1％；

其中，硅酸盐水泥为注浆材料体系的胶凝材料，起到“胶结剂”的作用，是注浆材料强度产生的关键，但硅酸盐水泥有一定的化学收缩，掺量越高产生的收缩越低，试验表明，硅酸盐水泥占比在33.2％～50.1％时可提供注浆材料所需要的强度，同时产生的化学收缩较小，该掺量范围内注浆材料结石率满足产品的性能要求；砂作为注浆材料体系的骨料，起到支撑和架构作用，适量的砂可提升注浆材料的强度，抑制和减少注浆材料体系的收缩，过量的砂会导致注浆材料分层、泌水、和易性变差，试验表明砂在48.7％～66.5％范围内对注浆材料强度有提升作用，此时注浆材料和易性好，可以克服分层、泌水问题；纳米硅改性硅酸镁锂可提高盾构注浆材料的粘聚性、稳定性，减少注浆材料的泌水率及分层度，但纳米硅改性硅酸镁锂掺量过高后注浆材料的稠度显著降低，施工性不满足要求，试验表明纳米硅改性硅酸镁锂在0.3％～2％范围内可减少注浆材料的泌水率及分层度，同时对注浆材料稠度降低不明显，有利于注浆材料的施工性能；聚丙烯酸钠可提高浆体整体的稳定性及抗水分散性能，但过量的聚丙烯酸钠会导致注浆材料稠度降低，凝结时间大幅度延长，试验表明聚丙烯酸钠在0.01％～0.6％范围内可减少注浆材料的泌水率及分层度，提高注浆材料的抗水分散性能，同时对注浆材料稠度降低不明显，注浆材料的凝结时间也未大幅度的延长；瓜尔胶醚具有良好絮凝作用，在富水地层环境下注浆材料的抗冲刷性强，凝结性能高，提高注浆材料浆体富水地层下抗水分散性能，但过量的瓜尔胶醚会导致注浆材料强度降低，试验表明，瓜尔胶醚在0.1％～0.5％范围内对注浆材料浆体富水地层下抗水分散性能有一定的提升作用，同时抗压强度降低不明显；高性能减水剂具有一定的减少和保坍作用，可提高注浆材料的稠度，改善注浆材料的和易性和可注性，过量的减水剂会导致注浆材料凝结时间延长同时会导致注浆材料泌水、分层，研究表明，高性能减水剂在0.03％～0.1％范围内，可提升注浆材料的稠度、和易性和可注性，同时不会导致注浆材料凝结时间的大幅度延长及泌水与分层问题。

作为优选的，包括如下质量比的各组分：硅酸盐水泥35.2％～49.1％，砂50.1％～62％，纳米硅改性硅酸镁锂0.5％～2％，聚丙烯酸钠0.03％～0.5％，瓜尔胶醚0.1％～0.5％，高性能减水剂0.03％～0.1％。