[发明专利]一种凝结时间可控超早强型微膨胀注浆材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种凝结时间可控超早强型微膨胀注浆材料及其制备方法和应用，属于注浆材料加固技术领域。本发明以普硅水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料为胶凝主体原料，掺合填充密实组分、调凝组分、保水增稠组分、减水组分和早期膨胀组分，制备出一种凝结时间可控、早强、易扩散、微膨胀、成本低、节能环保的注浆材料。本发明配置方法及现场工艺实施简单，其初凝时间控制在1h左右，终凝时间较快，早强效果好，满足作业工序又能尽快凝结，适于对地下软岩的支护作用，同时，该材料不仅可用于注浆，还可用于锚杆/索孔、小导管、锚管、管棚等灌浆使用，因此具有良好的实际应用之价值。

技术领域

本发明属于注浆材料加固技术领域，具体涉及一种凝结时间可控超早强型微膨胀注浆材料及其制备方法和应用。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

注浆材料是在地层裂隙和孔隙中起充填和固结作用的主要物质，它是实现堵水或加固作用的关键。注浆材料的种类很多，常用的有化学注浆材料和水泥注浆材料。化学注浆材料粘度低，凝结时间便于控制，不受颗粒尺寸影响，但化学注浆材料有一定的毒性，污染环境，费用高，且结石率低，形成的结石体强度低，耐久性也较差。而现有的水泥砂浆注浆材料凝结时间慢、强度低、流动性太强，在软岩支护中不能及时起到支护作用，注浆材料跑浆现象严重等。随着我国地下工程建设的快速发展，工程建设难度与日俱增，现有的水泥注浆材料难以满足日益严苛的工程需求和质量要求。

发明人发现，隧道掌子面开挖后变形速度快，尤其是在应力释放初期，拆换钢拱架比例高，根据现场实际施工发现，控制好掌子面开挖后初期的“早期大变形围岩外侧应力释放层”的完整性和稳定性，对于控制围岩大变形、减少拆换钢拱架尤为重要。但是，围岩掌子面刚开挖完，围岩尚存在一定自稳能力到未失稳产生明显裂缝前，注浆存在一定难度，表现为浆液较难注进去，注浆作业环节往往是在围岩变形产生一定裂隙后才进行，而且采用目前注浆材料和工艺，短期内(1天)注浆强度很低，实测仅为3～4MPa，对于有效控制围岩的变形效果不理想。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供一种凝结时间可控超早强型微膨胀注浆材料及其制备方法和应用。本发明以普硅水泥熟料和硫铝酸盐水泥熟料为胶凝主体原料，掺合填充密实组分、调凝组分、保水增稠组分、减水组分和早期膨胀组分，制备出一种凝结时间可控、早强、易扩散、微膨胀、成本低、节能环保的注浆材料。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供一种凝结时间可控超早强型微膨胀注浆材料，所述注浆材料其原料包括胶凝主体材料、填充密实组分、调凝组分、保水增稠组分、减水组分和早期膨胀组分。

本发明的第二个方面，提供上述注浆材料的制备方法，所述制备方法包括：将上述原料与水混合搅拌成浆液即得。

本发明的第三个方面，提供上述注浆材料在建筑工程领域中的应用。

其中，所述建筑工程包括地下建筑工程，具体包括软岩支护。同时，需要说明的是，该材料不仅可用于注浆，还可用于锚杆/索孔、小导管、锚管、管棚等灌浆使用。

上述一个或多个技术方案的有益技术效果在于：

上述技术方案中通过对各原料进行优化，最终制备的得到的注浆材料具有凝结时间可控、早强、易扩散、微膨胀等特点，材料凝结后微膨胀不收缩，避免因凝固后材料收缩导致与孔壁围岩脱落现象的发生，从而在软岩支护中及时起到支护作用。

上述技术方案配置方法及现场工艺实施简单，其初凝时间控制在1h左右，终凝时间较快，早强效果好，满足作业工序又能尽快凝结，适于对地下软岩的支护作用，同时还可用于锚杆/索孔、小导管、锚管、管棚等灌浆使用，因此具有良好的实际应用之价值。

具体实施方式