【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及注漿材料制備，具體涉及一種聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝。
技術(shù)介紹
1、公開該
技術(shù)介紹
部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本專利技術(shù)總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。
2、隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工程領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，注漿加固技術(shù)在地下結(jié)構(gòu)工程中得到廣泛應(yīng)用，比如隧道工程、礦業(yè)采空區(qū)和軟土基處理等。注漿堵漏補(bǔ)強(qiáng)是控制地下結(jié)構(gòu)工程安全性的有效解決途徑，其中，注漿材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和性能調(diào)控是注漿技術(shù)的關(guān)鍵核心。
3、目前，工程上常用的有機(jī)注漿材料價(jià)格昂貴、耐久性較差，且強(qiáng)度和韌性隨服役時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)明顯降低，削弱加固作用。水泥基注漿材料凝固時(shí)間較長(zhǎng)、抗動(dòng)水分散性能較差、且剛性大、韌性低，容易開裂，難以適應(yīng)地下結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變形。自此，以水泥基漿料復(fù)配水玻璃或聚氨酯為代表的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合注漿材料逐漸進(jìn)入人們的視野。
4、有機(jī)-無機(jī)復(fù)合注漿材料可以有效發(fā)揮水泥漿材來源廣泛、成本低、后期強(qiáng)度高、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)以及化學(xué)漿材可灌性好、固結(jié)快等特點(diǎn)，發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，具有較好的應(yīng)用前景。但常規(guī)的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合注漿材料只是簡(jiǎn)單將水泥漿與有機(jī)溶劑進(jìn)行混合，無法實(shí)現(xiàn)兩者的均勻分散。此外，有機(jī)物質(zhì)還會(huì)阻礙水泥的水化，降低強(qiáng)度發(fā)展，導(dǎo)致注漿材料的力學(xué)性能無法達(dá)到預(yù)期效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)上述問題，本專利技術(shù)提供了一種聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其不僅解決了有機(jī)-無機(jī)材料復(fù)合難以協(xié)調(diào)，影響
2、一種聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，包括如下步驟：
3、（1）將鋼渣粉、硅酸二鈣、硅鈣石等原材料中的至少一種加到溶解有二氧化碳的水中進(jìn)行連續(xù)攪拌處理，得到含有原位碳化改性膠凝材料的分散液。
4、（2）將聚合反應(yīng)單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑加到所述分散液中，并在攪拌條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)，完成后蒸掉體系中的水分，即得聚合物包覆型原位碳化改性膠凝材料。
5、（3）將所述聚合物包覆型原位碳化改性膠凝材料加到水中浸潤，然后加入鈣礬石晶須、硅酸鹽水泥熟料、石膏混合均勻形成混合料，將其研磨后得到所述聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料。
6、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述膠凝材料與水的質(zhì)量比為1：5~10。可選地，所述水中二氧化碳的濃度為1~10mg/l。
7、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述鋼渣粉、硅酸二鈣、硅鈣石的質(zhì)量比為1~2：2~4：1~3。例如，所述原材料由鋼渣粉、硅酸二鈣組成時(shí)，二者質(zhì)量比為1~2：2~4。所述原材料由鋼渣粉和硅鈣石組成時(shí)，二者質(zhì)量比為1~2：1~3。所述原材料由硅酸二鈣、硅鈣石組成時(shí)，二者質(zhì)量比為2~4：1~3。
8、進(jìn)一步地，步驟（1）中，所述連續(xù)攪拌處理的時(shí)間為30~48小時(shí)。
9、進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)單體與分散液中原位碳化改性膠凝材料的質(zhì)量比為0.1~0.2：1。
10、進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1~1.05：0.012~0.015：0.0065~0.007。可選地，所述聚合反應(yīng)單體包括丙烯酰胺單體等。所述引發(fā)劑包括過硫酸銨、過硫酸鉀等中的至少一種。所述交聯(lián)劑包括n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺等中的至少一種。
11、進(jìn)一步地，步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)的時(shí)間為4~5h。可選地，在40~50℃之間加熱所述體系至恒重，即完成去掉所述體系中的水分。
12、進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述聚合物包覆型原位碳化改性膠凝材料與水的質(zhì)量比為1：0.05~0.1。
13、進(jìn)一步地，步驟（3）中，所述聚合物包覆型原位碳化改性膠凝材料、鈣礬石晶須、硅酸鹽水泥熟料、石膏的質(zhì)量比為1：0.02~0.05：1~1.5：0.05~0.1。可選地，所述鈣礬石晶須的長(zhǎng)度為10~20μm，直徑為1~2μm。
14、進(jìn)一步地，步驟（3）中，將所述聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料與水按照水灰比0.3~0.4混合均勻，即得流態(tài)的注漿料，可用于向需要加固、封堵的部位等進(jìn)行注漿。
15、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)的技術(shù)方案至少具有以下方面的有益效果：
16、首先，本專利技術(shù)采用溶解有二氧化碳的水對(duì)原材料進(jìn)行碳化改性，其很好地解決了傳統(tǒng)的在碳化箱內(nèi)采用高濃度的co2對(duì)原材料進(jìn)行養(yǎng)護(hù)碳化到一定程度后，碳化效率明顯降低的問題，這是因?yàn)楸緦＠夹g(shù)的所述原材料浸泡在溶解有二氧化碳的水中時(shí)，其中的碳酸根與原材料表面解離的鈣離子會(huì)發(fā)生碳化反應(yīng)形成碳酸鈣；且由于碳酸根游離在水中，所述原材料為多孔結(jié)構(gòu)，所以碳化反應(yīng)會(huì)持續(xù)進(jìn)行，避免了上述傳統(tǒng)方式中氣體co2滲透率降低造成的碳化反應(yīng)逐漸終止的問題，從而有效提高了所述原材料的碳化反應(yīng)程度，增加了固碳量，增強(qiáng)了本專利技術(shù)膠凝材料基注漿料的強(qiáng)度。
17、其次，本專利技術(shù)采用聚合物反應(yīng)對(duì)將經(jīng)過上述原位碳化改性膠凝材料進(jìn)行原位復(fù)合，使所述碳化改性的膠凝材料被形成的聚合物包覆在其中行成聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料。在此過程中，所述膠凝材料表面的碳酸鈣晶體作為成核劑使單體均勻聚合在膠凝材料表面。另外，所述聚合物單體（丙烯酰胺）的酰胺基團(tuán)水解為羧基，可與所述硅酸鹽水泥熟料水化釋放的鈣離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，以化學(xué)鍵的形式進(jìn)一步固結(jié)有機(jī)-無機(jī)材料之間的相互作用，克服了直接在注漿料中加入聚合物影響注漿料的水化反應(yīng)，導(dǎo)致力學(xué)性能（特別是早期強(qiáng)度）劣化的缺點(diǎn)，解決了有機(jī)-無機(jī)材料分散不均以及相互限制性能發(fā)揮的難題。此外，上述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料還具有注漿料凝結(jié)速度快且可控以及提升了注漿料柔韌性和彈性的特點(diǎn)，從而提高注漿料的抗裂能力。
18、再次，本專利技術(shù)的注漿料中引入的鈣礬石晶須進(jìn)一步降低了聚合物對(duì)注漿料力學(xué)強(qiáng)度帶來的不利影響。這是由于所述鈣礬石晶須不僅可以抑制微裂紋擴(kuò)展，防止或延緩裂縫的形成，還作為水泥水化反應(yīng)的成核位點(diǎn)，促進(jìn)水化反應(yīng)的進(jìn)行，提高注漿料的力學(xué)強(qiáng)度，使本專利技術(shù)得到注漿料的抗壓強(qiáng)度能夠持續(xù)發(fā)展，且早強(qiáng)強(qiáng)度高、韌性優(yōu)異，耐久性好，大幅降低了水泥的用量，削減了二氧化碳的排放，降低了注漿材料的碳足跡，有助于產(chǎn)業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，可持續(xù)發(fā)展。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述膠凝材料與水的質(zhì)量比為1：5~10；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述鋼渣粉、硅酸二鈣、硅鈣石的質(zhì)量比為1~2：2~4：1~3；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)單體與分散液中原位碳化改性膠凝材料的質(zhì)量比為0.1~0.2：1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1~1.05：0.012~0.015：0.0065~0.007。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)單體包括丙烯酰胺單體中的至少一種；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述聚合物包覆型原位碳化改性膠凝材料與水的質(zhì)量比為1：0.05~0.1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（3）中，所述聚合物包覆型原位碳化改性膠凝材料、鈣礬石晶須、硅酸鹽水泥熟料、石膏的質(zhì)量比為1：0.02~0.05：1~1.5：0.05~0.1；
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（3）中，將所述聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料與水按照水灰比0.3~0.4混合均勻，即得流態(tài)的注漿料。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述膠凝材料與水的質(zhì)量比為1：5~10；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（1）中，所述鋼渣粉、硅酸二鈣、硅鈣石的質(zhì)量比為1~2：2~4：1~3；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)單體與分散液中原位碳化改性膠凝材料的質(zhì)量比為0.1~0.2：1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿料的制備工藝，其特征在于，步驟（2）中，所述聚合反應(yīng)單體、引發(fā)劑、交聯(lián)劑的質(zhì)量比為1~1.05：0.012~0.015：0.0065~0.007。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物改性碳化膠凝材料基注漿...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：于瑞龍，陳鵬，尹星皓，王明，孫啟棟，許欣，趙慧敏，魯莎，張健，劉曉紅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東中興建安建工有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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