一种控制性灌浆材料及应用和灌浆方法技术

本发明专利技术涉及灌浆材料技术领域，具体公开了一种控制性灌浆材料及应用和灌浆方法，控制性灌浆材料包括胶凝材料，所述胶凝材料中添加有缓凝材料、促凝材料、短程粘度控制材料和长程粘度控制材料。本发明专利技术所述控制性灌浆材料通过在胶凝材料中添加有缓凝材料、促凝材料、短程粘度控制材料和长程粘度控制材料；可通过调整缓凝材料和促凝材料的用量能够调整浆液扩散度

【技术实现步骤摘要】
一种控制性灌浆材料及应用和灌浆方法


[0001]本专利技术涉及灌浆材料
，具体涉及一种控制性灌浆材料及应用和灌浆方法。

技术介绍

[0002]实际工程中，经常遇到需要在潮湿及水下修补加固的情况，如隧洞由于磨损和水侵蚀造成的破坏、混凝土引水渠的渗漏等，由于环境中存在大量的水，做到干燥条件的维修非常困难，需要投入大量的措施，耗时且成本高昂。此外，大坝由于长期处于复杂的环境中，混凝土可能会出现裂缝和表层脱落，由于大坝蓄水造成混凝土受到压力水的作用，加固补强需要在潮湿状态下甚至流动水、压力水的作用下进行。从成本和环境可接受程度考虑，水利水电工程的灌浆采用水泥灌浆料居多。主要材料是普通水泥或特种水泥，常规灌浆追求高的可灌性，浆体流动性好但遇到水流冲刷极易分散，在存在流动水或者压力水的情况下很难到达灌浆的效果，或者耗费几倍甚至十几、上百倍的材料量，勉强达到效果，多用的材料基本是被水带走而形成严重浪费，冲走损失的材料也会对下游环境造成污染，尤其是有机类灌浆材料浪费和污染的情况更为突出(有压力水工况)。
[0003]另外一种情况是，灌浆在有地层压力的情况下进行，注浆机将灌浆料注入地层后，一般需要进行一定时间的保压，使灌浆料扩散和初步固化；当灌浆地层出现压力时，若保压时间不够灌浆料容易被地层压力挤出，或者压碎，达不到预期的灌浆效果。而长时间的保压会导致工效降低(有地层压力工况)。
[0004]因此，有必要设计一种既具有可灌性，又同时具备抗冲刷能力、且能在固化阶段快速固化的功能性材料，以适应于上述两种工况。
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技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种控制性灌浆材料，在满足可灌性的前提下，同时具备抗冲刷能力、且能在固化阶段快速固化，以使灌浆材料能够适用于压力水工况和地层压力工况。
[0006]此外，本专利技术还提供上述控制性灌浆材料的应用及基于上述控制性灌浆材料的灌浆方法。
[0007]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0008]一种控制性灌浆材料，包括胶凝材料，所述胶凝材料中添加有缓凝材料、促凝材料、短程粘度控制材料和长程粘度控制材料；其中，所述短程粘度控制材料为亲水泥基的支链高分子材料；长程粘度控制材料为亲水泥基的直链高分子材料。
[0009]本专利技术的胶凝材料为现有灌浆用的材料；所述缓凝材料、促凝材料的作用分别是缓解灌浆材料凝固和促进灌浆材料凝固；本专利技术所述控制性灌浆材料中必须同时添加缓凝材料和促凝材料，通过缓凝材料和促凝材料相互作用以控制灌浆材料的凝结时间，可通过调整缓凝材料和促凝材料的用量能够调整浆液扩散度
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时间变化曲线，以实现灌浆料固化
阶段快速固化；本专利技术所述短程粘度控制材料和长程粘度控制材料用于对灌浆料粘度的控制，本专利技术在控制性灌浆材料中引入了高分子材料，主要目的是对灌浆料的不分散性能进行调整，通过所述短程粘度控制材料和长程粘度控制材料形成抵抗冲刷的功能结构。
[0010]进一步地，包括以下重量份组分：
[0011]胶凝材料100份，缓凝材料0.02
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0.1份，促凝材料0.02
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0.1份，短程粘度控制材料0.05
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0.15份，长程粘度控制材料0.02
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0.05份。
[0012]理论上，在胶凝材料中添加有缓凝材料、促凝材料、短程粘度控制材料和长程粘度控制材料就可实现专利技术目的，上述配方是优选范围，在上述范围内的材料具有实用性和经济性，超出范围的不最优。例如促凝材料过多，可能造成留给施工操作的时间过短，灌浆料还未灌注到位就开始稠度增加，开始固化，造成堵管。粘度控制材料的用量也是一样的道理。
[0013]进一步地，由以下重量份组分组成：
[0014]胶凝材料100份，缓凝材料0.02
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0.1份，促凝材料0.02
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0.1份，短程粘度控制材料0.05
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0.15份，长程粘度控制材料0.02
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0.05份，消泡材料0.2
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0.5份，减水剂0.3～0.5份。
[0015]进一步地，缓凝材料至少包括硼砂、四硼酸钠和葡萄糖酸钠中的一种。
[0016]进一步地，促凝材料包括碳酸锂。
[0017]进一步地，短程粘度控制材料包括支链淀粉醚及其他具有支链结构的亲水泥基高分子材料。
[0018]进一步地，长程粘度控制材料包括直链淀粉醚及其他具有直链结构的亲水泥基高分子材料。
[0019]进一步地，胶凝材料至少包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或硫铝酸盐水泥中的一种。
[0020]按国标GB175通用硅酸盐水泥分类：硅酸盐水泥分为P
·
I型(全部为水泥熟料粉磨)，P
·Ⅱ型(95％水泥熟料+5％的矿渣或石灰石掺和料)；普通硅酸盐水泥P
·
O：80％～95％的水泥熟料+5％～20％的矿渣/火山灰/粉煤灰。
[0021]控制性灌浆材料在压力水工况或地层压力工况下灌浆中的应用。
[0022]基于控制性灌浆材料的灌浆方法，包括以下步骤：
[0023]S1、根据工况设计控制性灌浆材料中胶凝材料、缓凝材料、促凝材料、短程粘度控制材料和长程粘度控制材料的用量比；
[0024]S2、混合物料制备成控制性灌浆材料；
[0025]S3、按工艺要求进行灌浆。
[0026]本专利技术在步骤S1中，根据工况设计控制性灌浆材料中胶凝材料、缓凝材料、促凝材料、短程粘度控制材料和长程粘度控制材料的用量比；最有利的情况是：根据灌浆工况，调整材料的比例，使得在灌入阶段灌浆料的扩散度维持在较大的区间，灌入结束点设置在突变点附近，结束灌浆后浆液水化加速、粘度陡增、强度迅速发展。
[0027]即本专利技术的灌浆方法能够有效缩短保压时间、提高工效；增强灌入的浆体抵抗水流冲刷的能力。
[0028]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0029]本专利技术所述控制性灌浆材料通过在胶凝材料中添加有缓凝材料、促凝材料、短程
粘度控制材料和长程粘度控制材料；通过缓凝材料和促凝材料相互作用以控制灌浆材料的凝结时间，可通过调整缓凝材料和促凝材料的用量能够调整浆液扩散度
‑
时间变化曲线，以实现灌浆料固化阶段快速固化；所述短程粘度控制材料和长程粘度控制材料用于对灌浆料粘度的控制，能够对灌浆料的不分散性能进行调整，通过所述短程粘度控制材料和长程粘度控制材料形成抵抗冲刷的功能结构，如此，本专利技术所述控制性灌浆材料在满足可灌性的前提下，同时具备抗冲刷能力、且能在固化阶段快速固化，以使灌浆材料能够适用于压力水工况和地层压力工况。
附图说明
[0030]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0031]图1为本专利技术浆液扩散度随时间变化的形态图一；
[0032]图2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制性灌浆材料，包括胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料中添加有缓凝材料、促凝材料、短程粘度控制材料和长程粘度控制材料；其中，所述短程粘度控制材料为亲水泥基的支链高分子材料；长程粘度控制材料为亲水泥基的直链高分子材料。2.根据权利要求1所述的一种控制性灌浆材料，其特征在于，包括以下重量份组分：胶凝材料100份，缓凝材料0.02
‑
0.1份，促凝材料0.02
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0.1份，短程粘度控制材料0.05
‑
0.15份，长程粘度控制材料0.02
‑
0.05份。3.根据权利要求1所述的一种控制性灌浆材料，其特征在于，由以下重量份组分组成：胶凝材料100份，缓凝材料0.02
‑
0.1份，促凝材料0.02
‑
0.1份，短程粘度控制材料0.05
‑
0.15份，长程粘度控制材料0.02
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0.05份，消泡材料0.2
‑
0.5份，减水剂0.3～0.5份。4.根据权利要求1
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3任一项所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁庆，詹候全，田先忠，牟林，叶茂，彭巨为，张飞跃，李建，杨代六，钟贻辉，王毅，何碧，申天游，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：