[发明专利]酚醛木素化学灌浆材料

说明书

本发明公开了一种酚醛木素化学灌浆材料，属于木质素类化学灌浆材料。它应用于水利、水电、矿山、铁道、石油钻井工程的含水地层及建筑物有水裂缝的防渗堵水和补强固结。

目前在工程中常用的木质素类化学灌浆材料有铬木素和铬渣木素，这两种材料虽经不断研究改进，仍存在着以下缺陷：

1、抗压强度低，仅有0.3～0.9Mpa；

2、使用重铬酸钠固化剂(红矾)，灌入地层后有六价铬离子溶出，其毒性很大，污染地下水；

3、浆液灌入地层被地下水稀释后不能凝结，使用受到一定限制。

现在使用的聚氨酯和环氧化学灌浆材料，由于价格昂贵(单价都在10000元/m³以上)，而且粘度大(粘度都在6～200cp之间)，可灌性差，不能广泛应用。

本发明的目的是提供一种抗压强度高、粘度低、胶凝时间短、成本低、毒性低、使用方便的酚醛木素化学灌浆材料。

本发明的目的是这样实现的：一种酚醛木素化学灌浆材料，其组成和一个基本份的含量为：28波美度的木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液50～70ml，36％的甲醛溶液30～40ml，间苯二酚25～30克，40％氢氧化钠或氢氧化钾水溶液3～8ml；并采用以下方法制得：

先把木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与间苯二酚混合并搅拌均匀，再加甲醛溶液并搅拌均匀，临用前加氢氧化钠或氢氧化钾水溶液搅拌均匀即可使用；或者先把木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与氢氧化钠或氢氧化钾水溶液混合，作为甲液，再把间苯二酚和甲醛溶液混合，作为乙液，使用时把甲、乙两液混合。

本酚醛木素化学灌浆材料一个基本份的最佳含量为：28波美度的木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液50ml，36％的甲醛溶液30ml，间苯二酚25克，40％氢氧化钠水溶液7ml。

以上灌液的用量是一个基本份的用量，使用时可根据实际用量的多少按此比例分批配制或加倍配制即可。原料可全部使用工业品，其中28波美度的木质素磺酸钙水溶液可用28波美度木浆造纸废液替代，这样可大大降低成本，氢氧化钠可用氢氧化钾替代。

木质素磺酸钙水溶液和甲醛溶液是木质素灌浆材料常用的基本原料。本配方中使用间苯二酚是本发明的发明点，因为间苯二酚的活性更大，把加入间苯二酚的这种材料灌入地层的裂隙中，可在常温常压下凝固，用使用传统的苯酚则没有这种效果。氢氧化钠或氢氧化钾在本配方中作为一种固化剂(或叫催化剂)，它能调节浆液凝胶时间的长短。

本酚醛木素化学灌浆材料的使用方法是：少量用量可用单液法，大量用量应采用双液法，但推荐使用双液法。

单液法灌浆是事先将配方中所有材料按顺序混合溶解(先把木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与间苯二酚混合并搅拌均匀，再加甲醛溶液并搅拌均匀，最后加氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液搅拌均匀)后，用一台灌浆机灌入被灌体的裂隙中，它适用于小量的灌浆工程，施工也较简单。应注意的是当固化剂氢氧化钠掺入混合液后聚合反应便开始了，所以应立即开灌，不然过早胶凝则产生堵管堵孔和灌不进去的事故。

双液法灌浆是将配方中的原料分为甲、乙两组，木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液混合作为甲液，把间苯二酚和甲醛溶液混合作为乙液，用两台灌浆机把等体积的甲、乙两液在孔口管路的混合器中混合后，灌入被灌体中的施工方法，这种方法浆液不受凝结时间的影响，因为灌后甲、乙两液才混合产生聚合反应，不易堵管、堵孔，灌浆半径也能增大。大量灌注时推荐使用此法。

本发明一种酚醛木素化学灌浆材料是以木质素磺酸钙为基本成份的新型化学灌浆材料，它具有抗压强度高，粘度低，胶凝时间短，在被50倍地下水稀释后仍能胶凝，这种优良性能是现有化学灌浆材料所无法比拟的。而且成本低(如使用木浆造纸废液则成本更低)，毒性低，使用方便，是一种不可多得的防渗堵水、补强固结的化学灌浆材料，推广应用可获得很高的经济效益和社会效益。