膨润土基注浆材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种建筑施工材料领域，具体涉及一种膨润土基注浆材料及其制备方法。所述膨润土基注浆材料，按质量份数计，包括以下组分：膨润土20~50份，水泥50~80份，水120~160份，水玻璃40~200份。本发明专利技术在现有水泥‑水玻璃的浆液的基础上引入高比例的膨润土作为稳定剂，配制出了价格低廉、稳定性好、防渗性优良的注浆材料，通过对膨润土基注浆材料的实验研究，不仅确定了最佳配合比，而且从理论上分析了膨润土基注浆技术的可行性。对比传统的水泥‑水玻璃注浆材料，具有稳定性好、造价低廉、绿色环保、取材方便的特点，并具有更好的防渗堵水效果，在富水砂卵石地层中具有广阔的发展应用前景。

Bentonite based grouting material and preparation method thereof

The invention relates to the field of building construction materials, in particular to a bentonite-based grouting material and a preparation method thereof. The bentonite-based grouting material comprises the following components according to the mass fraction: 20-50 parts of bentonite, 50-80 parts of cement, 120-160 parts of water and 40-200 parts of sodium silicate. The invention introduces high proportion bentonite as stabilizer on the basis of existing cement water glass slurry, and produces low-cost, good stability and excellent impermeability grouting material. Through experimental research on bentonite-based grouting material, the optimum mix ratio is determined and the bentonite is analyzed theoretically. The feasibility of foundation grouting technology. Comparing with the traditional cement-sodium silicate grouting material, it has the characteristics of good stability, low cost, green environment protection, easy to obtain materials, and has better anti-seepage and water plugging effect. It has broad development and application prospects in water-rich sandy gravel formation.

【技术实现步骤摘要】
膨润土基注浆材料及其制备方法
本专利技术涉及建筑施工材料领域，具体涉及一种膨润土基注浆材料及其制备方法。
技术介绍
注浆技术作为止水加固措施已在交通、水利、建筑等工程领域内普遍应用，其中，合理选择注浆材料是注浆技术封堵的关键因素，目前常采用水泥-水玻璃双液注浆材料。水泥-水玻璃双液注浆材料具有凝胶时间短且可调、结石率高等特点，可以达到快速止水堵漏、加固等目的，被广泛应用于地铁隧道工程。但是传统的水泥-水玻璃浆液还存在一些缺点，如在砂卵石地层中扩散不均匀，导致加固效果不稳定，抗渗效果也不尽如意。以北京地铁隧道工程为例，常遇见富水砂卵石地层，该地层自稳性差，采用传统的水泥-水玻璃浆液作为注浆材料，常发生突水、涌水灾害，成本和风险高，严重影响施工进度，造成经济损失。
技术实现思路
本专利技术克服了上述缺点，提供了一种价格低廉、稳定性好、防渗性优良的膨润土基注浆材料及其制备方法。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种膨润土基注浆材料，按质量份数计，包括以下组分：膨润土20~50份，水泥50~80份，水120~160份，水玻璃40~200份，分散剂0.6~1.5份。进一步的，所述水玻璃为钠水玻璃，波美度为30~40°Bé。进一步的，所述膨润土为钠基膨润土。进一步的，所述分散剂为碳酸钠。一种膨润土基注浆材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将膨润土、水泥、分散剂加入水中，搅拌均匀，得到A液；（2）将水玻璃作为B液；（3）将A液和B液按1:0.2~1:0.4的体积比混合均匀，得到所述膨润土基注浆材料。一种膨润土基注浆材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将膨润土、水泥、分散剂加入水中，搅拌均匀，得到A液；（2）将水加入水玻璃中，搅拌均匀，得到B液；（3）将A液和B液按体积比1:1混合均匀，得到所述膨润土基注浆材料。一种膨润土基注浆材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将水泥加入水中，搅拌均匀，得到A液；（2）将水玻璃、膨润土、分散剂加入水中，搅拌均匀，得到B液；（3）将A液和B液按体积比1:1混合均匀，得到所述膨润土基注浆材料。本专利技术在现有水泥-水玻璃的浆液的基础上引入高比例的膨润土作为稳定剂，配制出了价格低廉、稳定性好、防渗性优良的注浆材料，通过对膨润土基注浆材料的实验研究，不仅确定了最佳配合比，而且从理论上分析了膨润土基注浆技术的可行性。对比传统的水泥-水玻璃注浆材料，具有稳定性好、造价低廉、绿色环保、取材方便的特点，并具有更好的防渗堵水效果，在富水砂卵石地层中具有广阔的发展应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例对本
技术实现思路
进行详细阐述。实施例一：所述膨润土基注浆材料包括以下组分（以质量份计）：膨润土35份，水泥65份，水150份，分散剂1.05份，水玻璃76份，其中，所述水玻璃为波美度为35°Bé的钠水玻璃，所述膨润土为钠基膨润土，所述水泥采用P.O42.5级普通硅酸盐水泥。其制备方法，包括如下步骤（以质量份计）：（1）将35份膨润土、65份水泥、1.05份碳酸钠分散剂加入150份水中，搅拌均匀，得到A液；（2）将水玻璃作为B液，所述水玻璃采用波美度为35°Bé的钠水玻璃；（3）将A液和B液按1:0.4的体积比混合均匀，得到所述膨润土基注浆材料。在工程现场，采用原有注浆材料施工，经检测，凝胶时间为45s~50s，析水率为44%，渗透系数为5.09×10-6cm/s，结石体3d抗压强度为4.14MPa，每延米造价344.86元。将本实施例应用于粘土夹杂砂卵石地层的施工现场，经现场检测，析水率仅为2%，凝胶时间78s，3d抗压强度1.62MPa，渗透系数2.63×10-7cm/s，并且每延米节约36.96元。实施例二：所述膨润土基注浆材料包括以下组分，以质量份计：膨润土40份，水泥60份，水150份，分散剂1.2份，水玻璃40份，其中，所述水玻璃为波美度为35°Bé的钠水玻璃，所述膨润土为钠基膨润土。其制备方法，包括如下步骤，以质量份计：（1）将40份膨润土、60份水泥、1.2份碳酸钠分散剂加入水中，搅拌均匀，得到A液；（2）将水加入水玻璃中，搅拌均匀，得到B液，所述水玻璃采用波美度为35°Bé的钠水玻璃；（3）将A液和B液按1:1的体积比混合均匀，得到所述膨润土基注浆材料。由于目前工地应用的注浆机A液和B液的泵送比只能恒定为1:1，故对通过试验方法对上述配方进行了配置方法的优化，即保持A液水泥、膨润土和B液水玻璃加量不改变，在保持上述步骤（1）和步骤（2）中水的总加入量150份不变的前提下，分别调整A液、B液中水的加入量，具体操作如下：取2个完全相同的量杯置于电子称上，左侧量杯里加入A液中的水泥、膨润土，右侧量杯加入定量水玻璃，然后电子秤置零。将定量的水分别加入两个量杯中充分搅拌，直至两个量杯液面相同且水全部加完。此时，读取电子秤上的示数，即得到了A、B液中水的加入量。为保证试验数据的可靠性，用量筒对A、B液的体积再次确认，如果两者体积相差不超过0.5%，则认为数据可信。将本实施例应用于砂卵石地层的施工现场，经现场检测，析水率几乎为0，凝胶时间为58s，3d抗压强度为4.76MPa，渗透系数5.66×10-7cm/s，与现有技术相比，每延米节约129.46元。实施例三：所述膨润土基注浆材料包括以下组分，以质量份计：膨润土20份，水泥80份，水120份，分散剂0.6份，水玻璃167份，其中，所述水玻璃为波美度为35°Bé的钠水玻璃，所述膨润土为钠基膨润土。其制备方法，包括如下步骤（以质量份计）：（1）将20份膨润土、80份水泥、0.6份碳酸钠分散剂加入水中，搅拌均匀，得到A液；（2）将水加入167份波美度为35°Bé的钠水玻璃中，搅拌均匀，得到B液；（3）将A液和B液按体积比1：1混合均匀，得到所述膨润土基注浆材料。（4）在保持上述步骤（1）和步骤（2）中水的总加入量120份不变的前提下，分别调整A液、B液中水的加入量，具体操作参照实施例二中对水的调整确定A液和B液水的加量。将本实施例应用于粘土夹卵石地层的施工现场，经现场检测，析水率23.5%，凝胶时间43s，3d抗压强度5.32MPa，渗透系数8.77×10-7cm/s，与现有技术相比，每延米节约90.33元。实施例四：所述膨润土基注浆材料包括以下组分，以质量份计：膨润土50份，水泥50份，水160份，分散剂1.5份，水玻璃200份，其中，所述水玻璃为波美度为40°Bé的钠水玻璃，所述膨润土为钠基膨润土。（1）将50份水泥加入水中，搅拌均匀，得到A液；（2）将200份波美度为40°Bé的钠水玻璃、50份膨润土、1.5份分散剂加入水中，搅拌均匀，得到B液；（3）将A液和B液按体积比1：1混合均匀，得到所述膨润土基注浆材料。（4）在保持上述步骤（1）和步骤（2）中水的总加入量160份不变的前提下，分别调整A液、B液中水的加入量，具体操作参照实施例二中对水的调整确定A液和B液水的加量。对比实施例三、四，为防止浆液流动性变差，当膨润土占比小于35份时，保持总加水量不变，只调整A液和B液中水的加入量至体积比为1:1即可；当膨润土比例大于或等于35份时，可将A液中膨润土调整至B液中，保持总加水量不变，调整A液和B液中水的加入量至积比为1:1。经试验确认，除A液和B液粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨润土基注浆材料，其特征在于：按质量份数计，包括以下组分：膨润土 20~50份，水泥50~80份，水120~160份，水玻璃40~200份，分散剂0.6~1.5 份。

【技术特征摘要】
1.一种膨润土基注浆材料，其特征在于：按质量份数计，包括以下组分：膨润土20~50份，水泥50~80份，水120~160份，水玻璃40~200份，分散剂0.6~1.5份。2.根据权利要求1所述的膨润土基注浆材料，其特征在于：所述水玻璃为钠水玻璃，波美度为30~40°Bé。3.根据权利要求2所述的膨润土基注浆材料，其特征在于：所述膨润土为钠基膨润土。4.根据权利要求3所述的膨润土基注浆材料，其特征在于：所述分散剂为碳酸钠。5.一种如权利要求1~4中任一项所述的膨润土基注浆材料的制备方法，包括如下步骤：将膨润土、水泥、分散剂加入水中，搅拌均匀，得到A液；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵和，周瑶，原钰斐，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京,11