[发明专利]一种无机固化灌浆材料

说明书

本发明涉及一种以无机材料铝矾土、石膏、石灰石为主要原料，再加入促凝剂、缓凝剂、分散剂、悬浮剂经煅烧，磨细，混合均匀后制成的一种用于地基加固、地下工程的防渗堵水的无机固化灌浆材料。制成的产品为固体粉料，使用时加水搅拌制成低浓度浆液，用柱塞泵将浆液灌注进岩体中，在裂隙中浆液迅速凝结固化形成稳定的具有一定强度的连续的结石体，达到地下岩体工程的堵水和加固效果。

常用的灌浆材料分为化学灌浆剂和水泥灌浆剂两类，化学灌浆剂主要包括硅酸盐(水玻璃)类，丙烯胺类，木质素类，环氧树脂类，聚胺脂类，甲基丙烯酸类和脲醛树脂类。化学灌浆的特点是：(1)灌浆液的粘度低，输送容易(2)浆液属牛顿体，可灌注微细裂隙(3)稀释的浆液在裂隙中全部固化但是化学灌浆存在明显的缺点：(1)化学灌浆剂价格高，和水泥灌浆比，成本很高(2)用于灌浆的化学材料都具有不同程度的毒性，操作复杂，污染环境，限制了化学灌浆的应用(3)化学浆液凝固后容易脱水干缩，影响灌注效果和耐久性目前国内外主要进行无毒性化学灌浆材料的研究，如美国研制的AC-400化学灌浆液，其功能与AM-9(丙凝)相似，但毒性却小得多，我国也研制成功了一种性能近似的称为AC-MS的化学灌浆液。

水泥灌浆主要以水泥为基料或添加粘土、膨润土、粉煤灰等加水制成浆液，通过泵压灌注到裂隙中，饱和的水泥浆液经脱水、沉积后充满裂隙，达到固结、防渗的目的。作为建筑用胶结材料的水泥，其水化反应所需的水量很小，约为水泥重量的四分之一。在实际灌浆施工过程中，为了使浆液具有较小的粘度，具有很好的流动性和渗透性，制浆时，水与水泥的重量比(水灰比，常用W/C表示)一般为0.5～10，浆液被灌注到裂隙中后，大量的水成为多余的了，需要将其排出。通过调整灌浆压力和重复灌浆使水泥颗粒沉积、凝结。由于这一排水过程在地下进行，迄今为止，对其排水机理尚未有统一的解释，加之地质条件千差万别，排水效果很难控制，为此，常采用添加其它化学材料如硅酸钠、氨基磺酸苯酚-甲醛等，或与化学灌浆方法组合应用，以改善灌注效果。此外，水泥的粒度对灌注效果也有很大影响，普通硅酸盐水泥的粒径一般为40um～60um，难以灌入0.2mm宽度以下的裂隙。

中国专利(申请号)：94119344,88106889,94111334,93108182,92106672,87105255,87102853,87101523,87107196,86104918等都是用有机化工产品为原料的化学灌浆材料。90100313,92108581,94106393,93109557等专利是以普通波特兰水泥或高铝水泥为胶结材料，再加入水玻璃或氨基磺酸苯酚-甲醛等用以调节稠度和流动性。93103992专利公开了一种无水泥注浆材料，其主要原料为粉煤灰，粘土，石灰和硅酸钠等，所形成的结石体没有强度，不能加固岩体，在地下渗流较大的场合，大部分浆体随着水流而流失，也难以达到注浆目的。

中国专利ZL901031410‘高水固化材料及其使用方法’，由高铝类的特种水泥熟料粉料加少量缓凝剂配制成甲料，由石膏、石灰、膨润土和碳酸钙粉料加少量速凝剂配制成乙料，使用时，甲料与乙料按1∶1比例加水制成料浆用于矿山充填。当将甲料和乙料两种材料混合成一种材料时，加水制成的料浆不能凝固。当甲料和乙料的比例不是1∶1时，对加水混合的凝结效果也有很大的影响，其凝结体的强度降低。

本发明的目的是提供一种新型灌浆剂，这种灌浆剂主要由无机材料组成，加水后制成一种灌浆液，可以低浓度灌注，在裂隙中，浆液全部固化凝结，其凝固时间可根据不同的条件加以调整，进而可以解决水泥灌浆沉积凝结效果差、化学灌浆液态运输困难、药剂有毒、成本高等问题。