一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料及制备工艺，属于注浆发泡技术领域。该有机无机杂化注浆材料的原料包括：水玻璃、稳泡剂、催化剂、乳化剂、异氰酸酯类物质、防水剂、起泡剂。制备工艺为：将水玻璃、稳泡剂、催化剂和乳化剂按比例混合均匀后得到A组分；将异氰酸酯类物质、防水剂和起泡剂按比例混合均匀后得到B组分；将A组分与B组分混合，即可得到发泡堵水用有机无机杂化注浆材料。本发明专利技术的发泡堵水用有机无机杂化注浆材料发泡膨胀倍率高，反应温度低，密度小且具有较好的防水性能。同时，本材料属于绿色环保新型材料，注入地层后，对环境无影响，环保要求完全达标，应用价值十分广泛。十分广泛。十分广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料及制备工艺


[0001]本专利技术涉及注浆发泡
，特别是涉及一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料及制备工艺。

技术介绍

[0002]在进行隧道等地下工程施工时，由于地层中含水，并且注浆材料堵水性能达不到要求，如果不加以控制，则会造成巨大的工程灾害，如突涌水等，从而造成社会和经济的巨大损失，影响工程施工效率，延缓工程完工时间。因此，为防止以上灾害发生，通常向地层管片注浆，通过注入材料，使管片与地层之间具有良好的堵水效果，从而使工程达到预期效果。
[0003]硅酸盐改性堵水材料是一种新型的高分子注浆材料，具有成分简单、注浆效果好、施工较为方便且安全等一系列优点。在近几年来，硅酸盐改性注浆材料在地下施工过程中应用尤为广泛，但在富水地层中，由于以往注浆材料堵水性能较差且发泡产物倍率较低，不能很好地达到充填效果，从而影响注浆材料的堵水效果，对施工造成不稳定的影响。
[0004]因此，研发一种发泡膨胀倍率高、反应温度低、密度小且防水性能良好的发泡堵水用有机无机杂化注浆材料具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料及制备工艺，以克服现有注浆材料堵水性能较差、发泡产物倍率较低、充填效果不佳等问题。本专利技术的发泡堵水用有机无机杂化注浆材料发泡膨胀倍率高、反应温度低、密度小且具有较好的防水性能，可以满足绝大部分工程需求，可以有效充满注浆孔，明显减少由于防水性能差而导致的渗漏情况，在富水地层中仍能具有优良的防水效果，从而确保工程正常进行。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]本专利技术目的之一是提供一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料，包括如下重量份的原料：水玻璃75
‑
90份、稳泡剂1
‑
5份、催化剂2
‑
5份、乳化剂3
‑
6份、异氰酸酯类物质75
‑
85份、防水剂5
‑
15份、起泡剂5
‑
10份。
[0008]进一步地，所述水玻璃为硅酸钠溶液或硅酸钠溶液与硅酸钾溶液的混合物；所述硅酸钠溶液的模数为2.5
‑
3.0，波美度为45
‑
50
°
；所述硅酸钾溶液的模数为3.2
‑
3.5，波美度为35
‑
40
°
。
[0009]进一步地，所述稳泡剂为AK
‑
8805和AK
‑
8806中的一种或两种。
[0010]进一步地，所述催化剂为三乙胺、三乙醇胺、异辛酸锌、吡啶、二月桂酸二丁基锡和DMP
‑
30中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述乳化剂为烷基糖苷、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
[0012]进一步地，所述异氰酸酯类物质为PAPI135、PM300、44V10L和PZ601中的一种或多
种。
[0013]进一步地，所述防水剂为丙烯酸甲酯和/或乙二醇丙烯酸酯。
[0014]进一步地，所述起泡剂包括松香酸盐和改性松香热聚物，其中松香酸盐优选松香酸钠，改性松香热聚物的来源为舜洋建筑材料有限公司ED
‑
201型混凝土引气剂。
[0015]本专利技术目的之二是提供一种所述的发泡堵水用有机无机杂化注浆材料的制备工艺，包括如下步骤：
[0016](1)将水玻璃、稳泡剂、催化剂和乳化剂按比例称取原料后，依次放入搅拌机中进行搅拌，待各种原料充分混合后控制搅拌机停止搅拌，得到A组分；
[0017](2)将异氰酸酯类物质、防水剂和起泡剂按比例称取原料后，依次放入搅拌机中进行搅拌，待各种原料充分混合后控制搅拌机停止搅拌，得到B组分；
[0018](3)在现场应用时，将A组分与B组分按体积比为1:1进行灌浆。
[0019]进一步地，所述搅拌的转速均为120
‑
150r/min，搅拌的时间均为10
‑
30min。
[0020]本专利技术公开了以下技术效果：
[0021](1)本专利技术的发泡堵水用有机无机杂化注浆材料发泡膨胀倍率为18
‑
25倍，密度较小。本专利技术的发泡堵水用有机无机杂化注浆材料，通过硅酸盐对聚氨酯材料的改性，材料发泡成型过程中的反应温度降低，材料发泡固化过程中，内部温度最高不超过80℃。本专利技术的发泡堵水用有机无机杂化注浆材料原料内起泡剂含量较少，其发泡主要由聚氨酯原料内部的化学反应生成的CO2气体而成的泡沫材料。因此，液体材料在储存、运输过程中比较稳定。其中，稳泡剂作为延长和稳定泡沫保持长久性能的表面活性剂；催化剂具有催化硅酸盐改性聚氨酯，产生泡沫的作用；乳化剂可以降低表面张力，使泡沫蓬松，有助于提高膨胀倍率；防水剂起堵水作用；起泡剂作为表面活性剂，可以增加气泡强度。
[0022](2)本专利技术的发泡堵水用有机无机杂化注浆材料不仅具有较好的防水性能，可以满足绝大部分工程需求，可以有效充满注浆孔，明显减少由于防水性能差而导致的渗漏情况，在富水地层中仍能具有优良的防水效果，适合于富水环境中使用。同时，本材料属于绿色环保新型材料，注入地层后，对环境无影响，环保要求完全达标。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为实施例1发泡堵水用有机无机杂化注浆材料的扫描电镜图；
[0025]图2为实施例1发泡堵水用有机无机杂化注浆材料的扫描电镜图的局部放大图。
具体实施方式
[0026]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0027]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每
个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0028]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0029]在不背离本专利技术的范围或精神的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：水玻璃75
‑
90份、稳泡剂1
‑
5份、催化剂2
‑
5份、乳化剂3
‑
6份、异氰酸酯类物质75
‑
85份、防水剂5
‑
15份、起泡剂5
‑
10份。2.根据权利要求1所述的一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料，其特征在于，所述水玻璃为硅酸钠溶液或硅酸钠溶液与硅酸钾溶液的混合物；所述硅酸钠溶液的模数为2.5
‑
3.0，波美度为45
‑
50
°
；所述硅酸钾溶液的模数为3.2
‑
3.5，波美度为35
‑
40
°
。3.根据权利要求1所述的一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料，其特征在于，所述稳泡剂为AK
‑
8805和AK
‑
8806中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的一种发泡堵水用有机无机杂化注浆材料，其特征在于，所述催化剂为三乙胺、三乙醇胺、异辛酸锌、吡啶、二月桂酸二丁基锡和DMP
‑
30中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李树忱，刘日成，万泽恩，陈祎，刘祥坤，王新宇，彭科峰，童里，
申请(专利权)人：山东宏禹工程科技有限公司，
类型：发明
国别省市：