盾构注浆料干粉组合物、可气送盾构注浆料干粉及其制备方法和使用方法技术

本发明专利技术涉及建筑材料技术领域，公开了一种盾构注浆料干粉组合物、可气送盾构注浆料干粉及其制备方法和使用方法。该组合物中含有各自独立地保存或两者以上混合保存的以下组分：水泥熟料、氟石膏、矿渣、钢渣、改性膨润土、砂粉组合和激发剂。本发明专利技术提供的盾构注浆料具有流动性好、抗分层泌水能力强、固结率高；采用本发明专利技术方法制备盾构注浆料能够消纳大量固体废弃物，减少水泥的使用量，环境效益显著；另外，施工现场能够采用气送干粉方式替代长距离输运液料，显著降低浆体压力泌水的风险，确保工程质量，同时减少清洗管道长度，具有节水效果。具有节水效果。

【技术实现步骤摘要】
盾构注浆料干粉组合物、可气送盾构注浆料干粉及其制备方法和使用方法


[0001]本专利技术涉及建筑材料
，具体涉及一种盾构注浆料干粉组合物、可气送盾构注浆料干粉及其制备方法和使用方法。

技术介绍

[0002]近年来，我国钢铁产量一直高位运行，钢渣产量随之大幅增加，2020年我国炼钢产生的钢渣约为1.20亿吨，累计堆存量超10亿吨。钢渣因其成分及物相组成波动大、活性低、易磨性差、稳定性差等原因，造成其利用率较低。大量钢渣堆存，不仅占用土地资源，还给生态环境带来了较大安全隐患。
[0003]盾构施工时会在开挖面与衬砌管片之间形成100～140mm的环形空隙，为放置地表沉降、管片偏移等稳定性问题，需对空隙进行注浆处理。盾构注浆料应用于盾构施工中主要起到填充开挖空隙和稳固管片的作用。
[0004]具体工程中，盾构注浆料有以下特点：
[0005](1)现有的同步注浆料主要是以普通硅酸盐水泥和粉煤灰为主要胶凝材料，天然河砂为集料，同时盾构施工单项工程使用量大，不论是地铁盾构开挖，还是水利工程的输水隧洞，盾构施工长度都较长，所以对注浆料需求量较大，这将消耗大量水泥、天然河砂；
[0006](2)施工现场，混浆机与注浆点的距离较远，湿浆通过长距离泵管送至注浆点，不仅容易发生浆液离析、泌水甚至堵管，而且施工完毕后清洗繁琐、耗水量大。
[0007]基于此，在保证产品合格及工程质量的前提下，为减少盾构注浆料中水泥用量，实现产品低碳化，应设法采用钢渣、矿渣等固体废弃物，同时设法改进施工方法，减少湿浆的泵送距离，保证浆体稳定性和均匀性，避免堵管。
[0008]CN114230270A公开了一种盾构同步注浆料及其制备方法，该盾构同步注浆料包括以下质量份的组分：水泥：4份～180份；矿物掺合料：12份～255份；抛光渣：40份～180份；细骨料：100份～300份；外加剂：0份～0.6份；水：0份～292份，其制备方法为：将水泥、矿物掺合料、抛光渣、细骨料、外加剂和水混合均匀，即得盾构同步注浆料。该方法采用抛光渣制备盾构注浆料能消耗一定固体废弃物，降低砂子用量、产品成本。
[0009]然而，上述方法仍然存在以下问题：(1)抛光渣含水20％～60％，所以盾构注浆料无法实现产品工厂的预干混，只能在施工现场配制，造成质量控制困难，浆液性能波动大；(2)抛光渣含有5％～15％有机物，有机物有被溶解进入水体和土壤、造成污染的风险。
[0010]CN113716922A公开了一种盾构同步注浆料的组成：特种水泥12 22％、冶金渣微粉26 34％、尾矿砂45 52％、流变稳定剂1.6 4％、悬浮分散剂0.4 2％、保水增塑剂0.5 1.5％、减水剂0.8 1.6％、消泡剂0.04 0.09％、增强组分3 11％。
[0011]虽然该方法用到冶金渣微粉和尾矿砂，消耗了固体废弃物，但需要硫铝酸盐水泥或高铝水泥这类特种水泥，且用量不少，造成注浆料的成本较高，经济效益受影响，推广实施存在困难。
[0012]因此，在保证盾构注浆料的质量稳定性的前提下，合理实现固体废弃物在盾构注浆料中的应用，获得便于气送运输且不离析泌水的盾构注浆料，对于建筑材料企业具有重要意义。

技术实现思路

[0013]本专利技术提供一种便于气送运输的盾构注浆料，其目的是为了克服现有技术中盾构注浆料存在浆液容易离析、泌水率高的缺陷。
[0014]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种盾构注浆料干粉组合物，该组合物中含有各自独立地保存或两者以上混合保存的以下组分：
[0015]水泥熟料、氟石膏、矿渣、钢渣、改性膨润土、砂粉组合和激发剂；
[0016]以所述组合物的总重量为基准，所述水泥熟料的含量为3
‑
5重量％，所述氟石膏的含量为5
‑
10重量％，所述矿渣的含量为15
‑
25重量％，所述钢渣的含量为15
‑
30重量％，所述改性膨润土的含量为1
‑
2重量％，所述砂粉组合的含量为40
‑
60重量％，所述激发剂的含量为0.2
‑
0.6重量％；
[0017]所述砂粉组合中含有平均粒径为0.075mm
‑
1.18mm的细砂和平均粒径不大于0.075mm的细粉，且所述细砂与所述细粉的重量比为1：1.2
‑
2；
[0018]所述改性膨润土是由钙基膨润土经钠化并进行插层改性制备得到的，且所述改性膨润土的比表面积不小于300m2/kg。
[0019]本专利技术第二方面提供一种制备可气送盾构注浆料干粉的方法，该方法包括：将第一方面所述的组合物中各组分进行第一混合。
[0020]本专利技术第三方面提供由第二方面所述的方法制备得到的可气送盾构注浆料干粉。
[0021]本专利技术第四方面提供一种使用第三方面所述的可气送盾构注浆料干粉的方法，该方法包括：将可气送盾构注浆料干粉通过气送方法输送至至制浆用料点，并将所述可气送盾构注浆料干粉与水进行第二混合，且所述可气送盾构注浆料干粉与水的质量比为100：(40
‑
50)。
[0022]本专利技术将钢渣、矿渣、氟石膏等固体废弃物与水泥熟料、改性膨润土、激发剂和特定配比的砂粉组合进行复配，一方面能够合理利用大量固体废弃物，减少水泥等资源的使用量，降低产品成本，实现自身的低碳化发展；另一方面，还能实现盾构注浆料干粉的可气送运输而不发生离析现象，确保注浆料的质量稳定性。
[0023]特别地，采用本专利技术提供的盾构注浆料干粉组合物能够获得浆液稳定性好，不容易离析且泌水率降低的盾构注浆料。
具体实施方式
[0024]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0025]如前所述，本专利技术的第一方面提供了一种盾构注浆料干粉组合物，该组合物中含有各自独立地保存或两者以上混合保存的以下组分：
[0026]水泥熟料、氟石膏、矿渣、钢渣、改性膨润土、砂粉组合和激发剂；
[0027]以所述组合物的总重量为基准，所述水泥熟料的含量为3
‑
5重量％，所述氟石膏的含量为5
‑
10重量％，所述矿渣的含量为15
‑
25重量％，所述钢渣的含量为15
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30重量％，所述改性膨润土的含量为1
‑
2重量％，所述砂粉组合的含量为40
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60重量％，所述激发剂的含量为0.2
‑
0.6重量％；
[0028]所述砂粉组合中含有平均粒径为0.075mm
‑
1.18mm的细砂和平均粒径不大于0.075mm的细粉，且所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构注浆料干粉组合物，其特征在于，该组合物中含有各自独立地保存或两者以上混合保存的以下组分：水泥熟料、氟石膏、矿渣、钢渣、改性膨润土、砂粉组合和激发剂；以所述组合物的总重量为基准，所述水泥熟料的含量为3
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5重量％，所述氟石膏的含量为5
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10重量％，所述矿渣的含量为15
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25重量％，所述钢渣的含量为15
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30重量％，所述改性膨润土的含量为1
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2重量％，所述砂粉组合的含量为40
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60重量％，所述激发剂的含量为0.2
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0.6重量％；所述砂粉组合中含有平均粒径为0.075mm
‑
1.18mm的细砂和平均粒径不大于0.075mm的细粉，且所述细砂与所述细粉的重量比为1：1.2
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2；所述改性膨润土是由钙基膨润土经钠化并进行插层改性制备得到的，且所述改性膨润土的比表面积不小于300m2/kg。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述细砂与所述细粉的重量比为1：1.3
‑
1.9；和/或所述细砂选自机制砂、河砂、石英砂中的至少一种；和/或所述细粉为机制石英砂或机制石灰岩砂副产物。3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述改性膨润土是由包括以下步骤的方法制备得到的：将钙基膨润土与碳酸钠溶液进行接触混合I，得到混合溶液I，并将所述混合溶液I与聚丙烯酰胺、瓜尔胶进行接触反应I；和/或所述接触混合I的条件至少包括：搅拌速度为50
‑
150rpm，温度为10
‑
40℃，时间为48
‑
72h；和/或所述接...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈常明，陈锦，黄海震，王杰，刘方，
申请(专利权)人：中联重科新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：