一种提升水泥-水玻璃双液注浆性能的方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种提升水泥

【技术实现步骤摘要】
一种提升水泥
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水玻璃双液注浆性能的方法及其产品


[0001]本专利技术涉及一种水泥
‑
水玻璃浆液的性能改进，尤其涉及一种提升水泥
‑
水玻璃双液注浆性能的方法及其产品，属于地下工程


技术介绍

[0002]社会经济的快速发展引发城市交通需求的急剧增长，我国隧道及地下工程事业飞速发展。其中，因隧道施工造成的塌陷事故也是频发，尤其是盾尾脱出时造成的沉降影响，此阶段产生的沉降最大，约占总沉降量的30％～40％，注浆技术和浆液性质决定着沉降量的大小。双液浆的引入在一定程度上克服了盾构隧道壁后注浆的2个主要矛盾：1)保持浆液流动性和降低浆液流失性；2)要求浆液具备一定早期强度。针对于这些性质的优化，更多的是采用泵送剂和早强剂等外加剂，但这些外加剂会在一定程度上使结石体收缩、开裂，并且影响后期强度。
[0003]庞超明等(水泥基材料中的早强剂及其作用机理综述，2022)通过试验得出无机盐系列和复合型早强剂会使混凝土出现泛碱或膨胀内应力导致的开裂和耐久性降低等混凝土的劣化问题；王冬等(外加剂对泵送混凝土早期变形抑制作用研究，2021)通过试验得出泵送剂和膨胀剂等对混凝土早期收缩影响大，且容易变形。因此，在不引入泵送剂和早强剂等外加剂的基础上，针对于双液浆的配置方法进行改善，对其流动性、凝胶时间和强度进行优化就显得尤为重要。
[0004]而在不引入泵送剂和早强剂等外加剂的基础上，一次加水无法充分发挥水泥
‑
水玻璃双液浆的早期强度高、流动性好等优势。现有技术中针对于性能的提升，更多的是考虑到外加剂的添加和研究，而非工法上的改变，而对于外加剂的添加和研究始终难易解决以上问题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够提升水泥
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水玻璃双液注浆强度、流动性并能够控制凝胶时间的方法。
[0006]本专利技术还要解决的技术问题是提供由该方法制备的拥有更好的流动度、凝胶时间和抗压强度的水泥
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水玻璃双液注浆。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]本专利技术提供一种提升水泥
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水玻璃双液注浆性能的方法，包括以下步骤：
[0009]a)在膨润土中第一次加水缓慢搅拌，接着快速搅拌，得到膨润土浆液；
[0010]b)在膨润土浆液中加入缓凝剂、减水剂和稳定剂，搅拌，得到稳定的浆液；
[0011]c)在稳定的浆液中加入水泥，第二次加水，缓慢搅拌，再第三次加水快速搅拌，得到熟化的水泥基浆液；
[0012]d)在熟化的水泥基浆液中加入水玻璃，搅拌，即得到具有高性能的水泥
‑
水玻璃双液注浆。
[0013]其中，所述第一次加水量为所述方法中总用水量的50％
‑
90％，此时，膨润土吸水形成悬浮液，将自由水变成结合水，不会使后续加进来的材料离析沉底。
[0014]其中，所述膨润土中蒙脱石的含量为65％
‑
85％。
[0015]其中，步骤a)中缓慢搅拌的时间为20s
‑
30s，速率为125r/min
‑
145r/min；快速搅拌的时间为145s
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155s，速率为275r/min
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295r/min。
[0016]其中，步骤b)中缓凝剂、减水剂和稳定剂与膨润土的质量比为2.0
‑
2.2:1.0
‑
1.2:0.8
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1:4。
[0017]其中，步骤c)中第二次加水量与第三次加水量的比例为1
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2.2:1，第二次加水使得水泥得到自由水搅拌开并开始水化；第三次加水使得膨润土水泥溶液开始充分熟化。
[0018]其中，步骤c)中水泥与膨润土的质量比为23
‑
26.25：1。
[0019]其中，步骤c)中缓慢搅拌的时间为20s～30s，速率为130r/min～140r/min；快速搅拌的时间为260s～270s，速率为275r/min～285r/min。
[0020]其中，步骤d)中水泥质量和水玻璃溶液的体积比为1:0.29
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0.32g/ml。
[0021]本专利技术还提供一种由该方法制备得到的拥有更好的流动度、凝胶时间和抗压强度的水泥
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水玻璃双液注浆，所述水泥
‑
水玻璃双液注浆中蒙脱石含量为65％
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85％。
[0022]原理：由于膨润土会将自由水变为结合水，致使水泥水化所需的水减少，而分级加水会使膨润土很难将大量现加自由水变为结合水，可以提高浆液性能。膨润土由于其特殊的二八面体结构，会将水分紧紧吸附在层间，将大量自由水变为结合水，使本身获得较高的粘度，增加其水溶液的稳定性；此举会使水泥的水化所需的水减少，导致水化不充分，造成强度低易开裂等后果。其中，第一次加水会使膨润土吸水形成悬浮液，将自由水变成结合水，不会使后续加进来的材料离析沉底；第二次加水使得水泥因得到自由水而搅拌开并开始水化；第三次加水使得膨润土水泥溶液开始充分熟化。故分级加水不仅会保留浆液稳定性的特点，还会使水泥充分水化提高强度。
[0023]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：本专利技术在不添加泵送剂、早强剂等外加剂的情况下，仍旧能够使得水泥
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水玻璃双液注浆拥有更好的流动度、凝胶时间和抗压强度。
附图说明
[0024]图1为不同先加水量对A、B、C三类水泥
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水玻璃双液注浆析水率的影响；
[0025]图2为不同先加水量对A、B、C三类水泥
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水玻璃双液注浆凝胶时间的影响；
[0026]图3为不同先加水量对A、B、C三类水泥
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水玻璃双液注浆流动度的影响；
[0027]图4A为不同先加水量对水泥
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水玻璃双液注浆(含65％蒙脱石)抗压强度的影响，图4B为不同先加水量对水泥
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水玻璃双液注浆(含75％蒙脱石)抗压强度的影响，图 4C为不同先加水量对水泥
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水玻璃双液注浆(含85％蒙脱石)抗压强度的影响；
[0028]图5为本专利技术方法制备的C类水泥
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水玻璃双液注浆与C类传统水泥
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水玻璃双液注浆(含泵送剂和早强剂)的凝胶时间、流动度、抗压强度比较。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
±
5r/min)25s，接着第三次加水175g并快速搅拌(速率为280
±
10r/min)265s，随后静置20分钟，使水泥颗粒与膨润土溶液充分接触，得到熟化的水泥基浆液；
[0045]d)在熟化的水泥基浆液中加入水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升水泥
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水玻璃双液注浆性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：a)在膨润土中第一次加水缓慢搅拌，接着快速搅拌，得到膨润土浆液；b)在膨润土浆液中加入缓凝剂、减水剂和稳定剂，搅拌，得到稳定的浆液；c)在稳定的浆液中加入水泥，第二次加水，缓慢搅拌，再第三次加水快速搅拌，得到熟化的水泥基浆液；d)在熟化的水泥基浆液中加入水玻璃，搅拌，即得到具有高性能的水泥
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水玻璃双液注浆。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一次加水量为所述方法中总用水量的50％
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90％。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述膨润土中蒙脱石的含量为65％
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85％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中缓慢搅拌的时间为20s
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30s，速率为125r/min
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145r/min；快速搅拌的时间为145s
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155s，速率为275r/min
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295r/min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中缓凝剂、减水剂和稳定剂与膨润土的质量比为2.0
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王升位，陆棒棒，吴彬，邱恒，田欢，严明，王强，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：