一种实心锚杆、用于锚杆的注浆料及注浆料的制备方法和锚杆的表面处理方法技术

本发明专利技术涉及一种实心锚杆、用于锚杆的注浆料及注浆料的制备方法和锚杆的表面处理方法。本发明专利技术的实心锚杆包括实心杆体、垫板、止浆塞、螺母、长管、短管、自锚式锚头，实心杆体包括安装端和连接端，安装端安装有止浆塞、垫板和螺母；止浆塞开设有第一安装孔和第二安装孔；垫板开设有第三安装孔和第四安装孔；长管包括第一端和第二端，第一端穿过第一安装孔和第三安装孔后，第二端安装在止浆塞和垫板上；短管包括第三端和第四端，第三端穿过第二安装孔和第四安装孔后，第四端安装在止浆塞和垫板上；自锚式锚头包括安装部和扩口部，扩口部朝止浆塞的方向扩口设置，扩口部包括第一斜板和第二斜板，连接端可拆卸地安装在安装部上。连接端可拆卸地安装在安装部上。

【技术实现步骤摘要】
一种实心锚杆、用于锚杆的注浆料及注浆料的制备方法和锚杆的表面处理方法


[0001]本专利技术涉及一种实心锚杆、用于锚杆的注浆料及注浆料的制备方法和锚杆的表面处理方法。

技术介绍

[0002]锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式，由于其具有安全、高效、低成本等优点，在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用。铁路隧道锚杆支护工程采用实心锚杆(也称为砂浆锚杆)、中空锚杆、组合锚杆等，实心锚杆成本低廉，施工简便，中空锚杆用于边坡、基坑等支护，组合锚杆用于隧道拱顶支护。通过锚杆体的压力注浆，可达到固结破碎岩体，改良岩体，隔断地下水及杆体防腐，从而达到良好的支护目的。
[0003]现有实心锚杆虽具有成本低廉、施工简便等优点，但自身固有的技术缺陷对锚杆工程质量和锚固效果有潜在威胁，这是不容忽视的，主要有：(1)常采用先灌浆后插杆的工艺，人为因素对灌浆饱满度影响较大；(2)一般不设垫板和螺母，无法在锚杆安装后提供托板力，锚杆的作用完全处于被动状态，这就不利于控制岩体开挖后早期的松动与位移；(3)由于锚杆施工中砂浆饱满度难以控制，钻孔内的孔隙、空腔以及杆体钢筋裸露现象往往难以避免；(4)在软弱破碎岩体等不良地质中钻孔，拔出钻杆后，常出现塌孔现象，实心锚杆的应对能力差。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种实心锚杆、用于锚杆的注浆料及注浆料的制备方法和锚杆的表面处理方法。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]一方面，本专利技术提供一种实心锚杆，包括实心杆体、垫板、止浆塞、螺母、长管、短管、自锚式锚头，其中：
[0007]所述实心杆体包括相对设置的安装端和连接端，所述安装端上依次套设安装有所述止浆塞、所述垫板和所述螺母，且所述止浆塞朝向所述连接端，所述止浆塞、所述垫板和所述螺母均螺纹安装在所述实心杆体上；
[0008]所述止浆塞上开设有用于所述长管和所述短管分别穿过的第一安装孔和第二安装孔；
[0009]所述垫板上开设有用于所述长管和所述短管分别穿过的第三安装孔和第四安装孔；
[0010]所述长管包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端穿过所述第一安装孔和所述第三安装孔后，所述第二端安装在所述止浆塞和所述垫板上；
[0011]所述短管包括相对设置的第三端和第四端，所述第三端穿过所述第二安装孔和所述第四安装孔后，所述第四端安装在所述止浆塞和所述垫板上；
[0012]所述自锚式锚头包括安装部和扩口部，所述扩口部朝所述止浆塞的方向扩口设置，所述扩口部包括第一斜板和第二斜板，所述第一斜板与所述实心杆体之间具有第一夹角，所述第二斜板与所述实心杆体之间具有第二夹角，所述连接端可拆卸地安装在所述安装部上。
[0013]优选地，所述第一夹角为10
°‑
30
°
，所述第二夹角为10
°‑
30
°
。
[0014]优选地，所述实心杆体、所述垫板及所述螺母的外表面均进行了防腐处理。
[0015]优选地，所述实心杆体为热轧带肋钢筋或精轧螺纹钢筋。
[0016]优选地，所述长管的材质为金属或塑料，所述短管的材质为金属或塑料。
[0017]优选地，所述止浆塞的材质为橡胶或塑料。
[0018]优选地，所述垫板的材质为45号钢或Q355钢。
[0019]优选地，所述垫板为方板或圆板。
[0020]优选地，所述螺母的材质为45号钢或40Cr号钢。
[0021]优选地，所述连接端螺纹安装在所述安装部上。
[0022]另一方面，本专利技术提供一种用于锚杆的注浆料，该注浆料由A组分和B组分组成，其中，按质量份数计，所述A组分包括水泥450～550份、砂450～550份、塑性膨胀剂0.1～1.0份、膨胀剂10～30份、减水剂1～5份、消泡剂0.2～1.0份、稳定剂0.1～1.0份、缓凝剂0～5份、阻锈剂1～10份，所述B组分为水，按质量份数计，为100～160份。
[0023]优选地，所述A组分包括水泥460～520份、砂460～530份、塑性膨胀剂0.2～0.8份、膨胀剂12～28份、减水剂1.5～4.5份、消泡剂0.3～0.9份、稳定剂0.2～0.9份、缓凝剂0～4.5份、阻锈剂1～10份。
[0024]优选地，所述B组分为水，按质量份数计，为110～150份。
[0025]优选地，所述水泥选自42.5及以上标号普通硅酸盐水泥、42.5及以上标号快硬硫铝酸盐水泥、超细水泥中的一种，优选为超细水泥。本专利技术的注浆料中使用了超细水泥作为主材，这种颗粒尺寸的超细水泥制成的浆体具有很好的可灌性，可渗透到通常认为水泥颗粒无法渗透的围岩裂隙中，它具有与有机浆液相似的良好渗透性和可灌性，具有较高的强度和耐久性，大幅增加锚固力，提高锚杆与围岩的结合力。
[0026]优选地，所述超细水泥的比表面积≥600m2/kg，平均粒径在5μm以下。
[0027]优选地，所述砂为机制砂，更优选由20目至40目、大于40目至70目、大于70目至140目的机制砂复配得到，进一步优选由20目至40目、大于40目至70目、大于70目至140目的机制砂以(10～20)：(40～60)：(20～30)质量比复配得到；优选地，所述砂的粒径小于0.6mm，泥含量或石粉含量小于1％重量。
[0028]优选地，所述塑性膨胀剂为能够产生惰性气体例如氮气的有机无机复合组分，选自胺类物质。
[0029]优选地，所述膨胀剂为改性钙矾石系膨胀剂。
[0030]优选地，所述减水剂为选自萘系和聚羧酸粉体减水剂中的一种或多种，优选选自聚羧酸粉体减水剂。
[0031]优选地，所述消泡剂选自粉体有机磷酸酯、有机硅树脂、改性有机硅树脂以及二氧化硅与有机硅树脂配合物中的一种或多种，优选选自有机硅树脂类。
[0032]优选地，所述稳定剂选自羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、甲基纤维素
醚中的一种或多种；优选地，所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚，粘度为50000～100000mPa
·
s。
[0033]优选地，所述缓凝剂选自酒石酸、硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠和柠檬酸中的一种或多种，更优选为硼酸和/或硼砂。
[0034]优选地，所述阻锈剂选自复合氨基醇类、磷酸盐类、脂肪酸酯类、硅酸盐中的一种或多种。本专利技术注浆料中添加了阻锈剂组分，阻锈剂在砂浆固化过程中迁移、吸附、沉积到锚杆表面，还提高了砂浆的致密性，进一步提高了锚杆的使用寿命。
[0035]又一方面，本专利技术提供一种上述注浆料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
[0036](1)向搅拌机内依次加入砂、塑性膨胀剂、膨胀剂、减水剂、消泡剂、稳定剂、缓凝剂、阻锈剂，搅拌5
‑
10min，再加入水泥，继续搅拌5
‑
10min；
[0037](2)在搅拌下加入B组分，然后继续搅拌3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道实心锚杆，其特征在于，包括实心杆体、垫板、止浆塞、螺母、长管、短管、自锚式锚头，其中：所述实心杆体包括相对设置的安装端和连接端，所述安装端上依次套设安装有所述止浆塞、所述垫板和所述螺母，且所述止浆塞朝向所述连接端，所述止浆塞、所述垫板和所述螺母均螺纹安装在所述实心杆体上；所述止浆塞上开设有用于所述长管和所述短管分别穿过的第一安装孔和第二安装孔；所述垫板上开设有用于所述长管和所述短管分别穿过的第三安装孔和第四安装孔；所述长管包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端穿过所述第一安装孔和所述第三安装孔后，所述第二端安装在所述止浆塞和所述垫板上；所述短管包括相对设置的第三端和第四端，所述第三端穿过所述第二安装孔和所述第四安装孔后，所述第四端安装在所述止浆塞和所述垫板上；所述自锚式锚头包括安装部和扩口部，所述扩口部朝所述止浆塞的方向扩口设置，所述扩口部包括第一斜板和第二斜板，所述第一斜板与所述实心杆体之间具有第一夹角，所述第二斜板与所述实心杆体之间具有第二夹角，所述连接端可拆卸地安装在所述安装部上；优选地，所述第一夹角为10
°‑
30
°
，所述第二夹角为10
°‑
30
°
。2.一种用于锚杆的注浆料，该注浆料由A组分和B组分组成，其中，按质量份数计，所述A组分包括水泥450～550份、砂450～550份、塑性膨胀剂0.1～1.0份、膨胀剂10～30份、减水剂1～5份、消泡剂0.2～1.0份、稳定剂0.1～1.0份、缓凝剂0～5份、阻锈剂1～10份，所述B组分为水，按质量份数计，为100～160份；优选地，所述A组分包括水泥460～520份、砂460～530份、塑性膨胀剂0.2～0.8份、膨胀剂12～28份、减水剂1.5～4.5份、消泡剂0.3～0.9份、稳定剂0.2～0.9份、缓凝剂0～4.5份、阻锈剂1～10份。3.根据权利要求2所述的注浆料，其特征在于，所述B组分为水，按质量份数计，为110～150份；优选地，所述水泥选自42.5及以上标号普通硅酸盐水泥、42.5及以上标号快硬硫铝酸盐水泥、超细水泥中的一种，优选为超细水泥；优选地，所述超细水泥的比表面积≥600m2/kg，平均粒径在5μm以下；优选地，所述砂为机制砂，更优选由20目至40目、大于40目至70目、大于70目至140目的机制砂复配得到，进一步优选由20目至40目、大于40目至70目、大于70目至140目的机制砂以(10～20)：(40～60)：(20～30)质量比复配得到；优选地，所述砂的粒径小于0.6mm，泥含量或石粉含量小于1％重量；优选地，所述塑性膨胀剂为能够产生惰性气体例如氮气的有机无机复合组分，选自胺类物质；优选地，所述膨胀剂为改性钙矾石系膨胀剂；优选地，所述减水剂为选自萘系和聚羧酸粉体减水剂中的一种或多种，优选选自聚羧酸粉体减水剂；优选地，所述消泡剂选自粉体有机磷酸酯、有机硅树脂、改性有机硅树脂以及二氧化硅与有机硅树脂配合物中的一种或多种，优选选自有机硅树脂类；
优选地，所述稳定剂选自羟丙基甲基纤维素醚、羟乙基甲基纤维素醚、甲基纤维素醚中的一种或多种；优选地，所述稳定剂为羟丙基甲基纤维素醚，粘度为50000～100000mPa
·
s；优选地，所述缓凝剂选自酒石酸、硼酸、硼砂、葡萄糖酸钠和柠檬酸中的一种或多种，更优选为硼酸和/或硼砂；优选地，所述阻锈剂选自复合氨基醇类、磷酸盐类、脂肪酸酯类、硅酸盐中的一种或多种。4.一种权利要求2或3所述注浆料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：(1)向搅拌机内依次加入砂、塑性膨胀剂、膨胀剂、减水剂、消泡剂、稳定剂、缓凝剂、阻锈剂，搅拌5
‑
10min，再加入水泥，继续搅拌5
‑
10min；(2)在搅拌下加入B组分，然后继续搅拌3～6min，优选4min；(3)停止搅拌，静置1～2min，即得；优选地，在步骤(1)中，搅拌转速为60
‑
100r/min；优选地，在步骤(2)中，搅拌转速为110
‑
200r/min，优选150
‑
200r/min。5.一种锚杆的表面处理方法，该方法包括向所述锚杆表面渗锌粉或多元素粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾恒琼，王涛，吴韶亮，魏曌，石振平，祝和权，杜存山，袁磊，史懿，杜玮，伊钟毓，南阳，彭山青，王晨阳，张倩，孙旭文，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京中铁科新材料技术有限公司铁科金化科技有限公司中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：