[发明专利]一种用于双液注浆的液态磷镁材料、装置及方法

说明书

本发明公开了一种用于双液注浆的液态磷镁材料、装置及方法，其技术方案为：由A液和B液按照体积比为A：B＝(1～5)：1混合而成，A液由重烧氧化镁、固废粉体、减水剂、增稠剂和水按照设定配比混合称量后，搅拌均匀而成；B液由磷酸盐、缓凝剂和水按照设定配比称量搅拌均匀而成。本发明通过调整A液的配比，解决了磷镁水泥A液中氧化镁密度较大导致分层明显的问题；并通过混合搅拌装置实现液态磷镁材料的充分拌合。

技术领域

本发明涉及土木工程注浆加固技术及施工领域，尤其涉及一种用于双液注浆的液态磷镁材料、装置及方法。

背景技术

磷酸镁水泥材料是一种基于酸碱反应的高性能速凝材料，主要由重烧氧化镁、磷酸盐以及适量的缓凝剂按照不同的比例，制作出来的凝结时间可控、流动度优异的特种胶凝材料。与普通硅酸盐水泥相比，它具有众多性能优势，其中材料的和易性可以动态调节，小时强度大等特点极其适用于注浆加固材料，同时磷酸镁水泥的后期强度稳定性好，耐久性强等优点弥补了传统材料水泥-水玻璃的不足。将磷酸镁水泥材料应用到注浆工程领域具备理论可行性、具备极大的应用潜力。然而，在实际工程应用中，磷镁材料所也面临诸多问题，如凝结时间短暂的特点使其在现场施工应用时存在施工时间不足问题，同时，现在市场上的磷镁材料多以粉体的形式存在，存放时间不宜过长，极易受潮结块从而导致产品性能下降甚至导致失效，造成材料浪费。另外，存在现场施工效率问题，磷酸镁水泥对水量的敏感度极其高，精准的水量称量对施工速度的影响极大。所以采用粉体材料制备磷酸镁水泥对注浆工程来说局限性较大。

对于双液注浆工艺来说，现有装置只是在浆液接触后进行简单混合，常见的是利用固定叶片在注浆管内的不同角度和位置，在注入地层前利用注浆泵的压力进行浆液的初步混合。这种装置对于传统双液注浆材料水泥-水玻璃这种混合即反应的浆液来说是足够的，但是就磷酸镁水泥的特性而言，反应进行的基础是氧化镁与磷酸盐混合之后并进行充分搅拌才能使其发挥性能优势，这点特性导致了现有装置难以满足此注浆材料的拌合需求。

目前，已经有部分学者将磷酸镁水泥应用于注浆领域，当作速凝类浆液加以应用。如现有技术中公开了一种将磷酸镁水泥按比例配制再加以外加剂、掺合料先搅拌均匀密封，之后添加骨料提升强度并降低水泥掺量，最后到工程现场加水拌合得到注浆料的制备方法；再者，现有技术中公开了一种将磷酸镁材料组分分为两部分称取并以粉末状形态进行储存，到施工现场应用时再分别加水拌合，将浆液混合均匀后注入裂隙或裂缝中固化，应用于路面修补及裂缝填充的材料；现有技术中还公开了一种将磷酸镁水泥的主要成分进行了液态储存处理的制备方法，但是其配比经验证仅限于普通修补工程，因其流动性差、粘度大的材料特性和缺乏配套装置导致在注浆领域难以应用；以上发明虽避免了现场称量各水泥组分的繁琐步骤，但没有避免在工程现场因磷酸镁水泥体系对用水量要求严格而给施工造成的不便，并且粉末状固体储存的严格条件也给现场施工带来挑战，并且没有考虑到因磷酸镁水泥主要成分混合后需要搅拌而对注浆装置的搅拌系统的特殊要求，从而缺乏工程现场应用的可能性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于双液注浆的液态磷镁材料、装置及方法，通过调整A液的配比，解决了磷镁水泥A液中氧化镁密度较大导致分层明显的问题；并通过混合搅拌装置实现液态磷镁材料的充分拌合。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种用于双液注浆的液态磷镁材料，由A液和B液按照体积比为A：B＝(1～5)：1混合而成，A液由重烧氧化镁、固废粉体、减水剂、增稠剂和水按照设定配比混合称量后，搅拌均匀而成；B液由磷酸盐、缓凝剂和水按照设定配比称量搅拌均匀而成。

作为进一步的实现方式，A液中减水剂掺量为重烧氧化镁质量的0～1％，固废粉体掺量占重烧氧化镁质量的0～25％，水的掺量占重烧氧化镁质量的10％～30％，增稠剂的掺量占重烧氧化镁质量的0.01％～2.5％。

作为进一步的实现方式，所述B液的水固比为0.2～0.5，缓凝剂的掺量占比重烧氧化镁质量的0～10％。