【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于建筑材料领域，涉及一种高性能双液浆速凝注浆料及其制备方法。
技术介绍
1、注浆材料是指能够注入地面/层裂隙、孔隙或构筑物的缝隙、孔洞中，并在其中起到充填、固结和胶结固化作用的物质，它是实现地层或构筑物加固、防渗堵漏等工程目的的关键材料。
2、目前，注浆料为了达到快速凝结的性能，常以硫铝酸盐水泥作为主要胶凝材料，硫铝酸盐水泥虽然凝结速度快，但是快凝现象不仅会导致水泥的强度和耐久性降低，还会导致水泥内部应力不均衡，从而容易引起水泥内部的裂缝。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：提供了一种高性能双液浆速凝注浆料及其制备方法，解决了硫铝酸盐水泥快凝后，内部容易出现裂缝并且强度低的问题。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种高性能双液浆速凝注浆料，包括组分a、组分b，所述组分a为基浆，所述组分b为组分a的性能调节剂；
4、所述组分a包括以下重量份数的组分：30-35份甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥、5-8份钙粉、0.25-0.45份氧化镧铈、0.5-0.8份氨基酸型表面活性激发剂、1-1.5份聚羧酸减水剂、水，其中水与改性硫铝酸盐水泥的水灰比为0.35-0.45；
5、所述组分b包括以下组分：羟乙基纤维素丙烯酰胺改性膨润土、n-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸/2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵三元共聚物、双引发剂、交联剂、去离子水；
6、其中，羟乙基纤维素丙烯酰胺改性膨润土、甲基丙烯
7、其中，所述双引发剂包括：氧化还原引发剂、光引发剂，氧化还原引发剂、光引发剂的质量比为1：1.2-1.5；双引发剂的加量为羟乙基纤维素丙烯酰胺改性膨润土、甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥、n-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸/2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵三元共聚物质量之和的0.4-0.5%；
8、其中，所述交联剂包括tg酶、单宁酸，tg酶、单宁酸的质量比为3：2，交联剂的加量为甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥的1-1.2%。
9、本专利技术中甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥作为基浆的主要成分，硫铝酸盐水泥具有早强、高强的特点，甲基丙烯酸酐化明胶的改性进一步增强了其粘结力和抗裂性，有助于减少裂缝的形成，此外，在紫外线照射和光引发剂的作用下，甲基丙烯酸酐化明胶会进行光固化，固化速度快；作为填充料，钙粉可以提高注浆料的密实度和强度；氨基酸型表面活性激发剂可以降低水泥颗粒的表面张力，促进水泥颗粒的分散和水化，从而提高注浆料的强度和流动性；水泥中添加膨润土能够起到防渗漏的作用，但是膨润土与水泥之间的相容性较差，使得膨润土在水泥中的分散性较差，因此本专利技术采用了羟乙基纤维素丙烯酰胺改性的膨润土，羟乙基纤维素丙烯酰胺改性后的膨润土在水泥浆液中分散性好；为了加强羟乙基纤维素丙烯酰胺改性后的膨润土与甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥之间的连接性，本专利技术增加了n-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸/2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵三元共聚物，n-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸/2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵三元共聚物的水溶性好且结构稳定，n-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸/2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵三元共聚物与甲基丙烯酸酐化明胶、羟乙基纤维素丙烯酰胺在引发剂、交联剂的作用下发生聚合、交联，能够形成结构稳定的三维网络结构，不仅能够加强注浆料整个体系的粘接强度也能够提升注浆料的机械强度。
10、本专利技术以甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥、羟乙基纤维素丙烯酰胺改性膨润土、n-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸/2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵三元共聚物为主要成分，在紫外光照、双引发剂、交联剂的作用下，能够形成高强度的注浆料，并且凝结速度快。本专利技术中的交联为tg酶、单宁酸，在明胶中添加tg酶和单宁酸可以显著提高凝胶强度，进而能够显著提高明胶改性的水泥的强度；此外，单宁酸还能够与羟乙基纤维素分子链形成氢键进而形成致密氢键网络。
11、n-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸/2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵三元共聚物中n-乙烯基吡咯烷酮作为非离子型的亲水性单体，可以提高共聚物的亲水性、透明度和柔韧性。同时，n-乙烯基吡咯烷酮还具有良好的共聚性和反应性，能够与甲基丙烯酸和2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵（hmopta）形成稳定的共聚物；甲基丙烯酸与甲基丙烯酸酐化明胶相容性好，在紫外光照及光引发剂下，能够发生交联聚合反应，加强三元共聚物与甲基丙烯酸酐化明胶之间的连接强度；2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵含有多种官能团，具有高度的反应活性，能够参与聚合反应，提高共聚物的稳定性，适应多种环境。
12、进一步地，所述甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥通过以下方法制备得到：
13、s1、以甲基丙烯酸酐与明胶为原料制备得到甲基丙烯酸酐化明胶，将甲基丙烯酸酐化明胶加入磷酸盐缓冲溶液中，在40℃下搅拌30-40分钟后加入硅烷偶联剂继续搅拌20-30分钟，得到甲基丙烯酸酐化明胶溶液；
14、s2、将硫铝酸盐水泥熟料进行研磨，得到硫铝酸盐水泥粉料；
15、s3、将硫铝酸盐水泥粉料置于搅拌罐中，在150转/分钟的搅拌作用下，保持搅拌罐内温度为40-50℃，使用喷枪按照0.4mpa的喷射压力将甲基丙烯酸酐化明胶溶液喷入搅拌罐中，使得甲基丙烯酸酐化明胶粘附在硫铝酸盐水泥颗粒表面，喷洒完成后在55-60℃下进行干燥，得到甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥颗粒。
16、进一步地，所述羟乙基纤维素丙烯酰胺改性膨润土通过以下方法制备得到：
17、制备羟乙基纤维素-丙烯酰胺接枝聚合物：将羟乙基纤维素和丙烯酰胺分散于去离子水中，并在磁力搅拌器上充分搅拌，随后使用氢氧化钠溶液将ph调节至7，再将搅拌后的溶液倒入三口长颈瓶中，再加入引发剂，并置于 mas-ⅱ微波合成反应站中进行合成反应，合成反应的参数预置为 40℃、60 h、200 w，并通入氮气，在磁力搅拌作用下经过合成反应得到透明胶状液体，静置至常温后用乙醇沉淀反应物，并多次洗涤后过滤得到沉淀物，将沉淀物在 70℃的真空状态下烘干至恒重后，用丙酮在索氏提取器中提纯 10 h，最后再次烘干沉淀物至恒重，并在 yxqm 行星式球磨机中研磨成粉，得到羟乙基纤维素-丙烯酰胺接枝聚合物；
18、羟乙基纤维素-丙烯酰胺接枝聚合物改性膨润土：将钠基膨润土分散于去离子水中，对分散液充分搅拌后加入3wt%的羟乙基纤维素-丙烯酰胺接枝聚合物，并用 gjd-b12k高速搅拌机以 10×103rpm 的转速强力搅拌2h，最后通过烘干箱在 105℃±3℃下烘干至恒重，再进行研磨，制得羟乙基纤维素丙烯酰胺改性膨润土。
19、进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：包括组分A、组分B，所述组分A为基浆，所述组分B为组分A的性能调节剂；
2.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥通过以下方法制备得到：
3.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述羟乙基纤维素丙烯酰胺改性膨润土通过以下方法制备得到：
4.根据权利要求3所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：羟乙基纤维素和丙烯酰胺的质量比为1：10，以过硫酸铵、亚硫酸氢钠作为引发剂。
5.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述组分A还包括0.06-0.08份柠檬酸钠、0.08-0.13份山梨醇、1-2份硅灰。
6.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述N-乙烯基吡咯烷酮/甲基丙烯酸/2-羟基-3-甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵三元共聚物的制备方法为：
7.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述氨基酸型表面活性激发剂包
8.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述氧化还原引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原剂；所述光引发剂包括4,4'-二羟基二苯甲酮、纳米二氧化钛，4,4'-二羟基二苯甲酮、纳米二氧化钛的质量比为1：1。
9.用于制备权利要求1-8中任意一项权利要求所述的一种高性能双液浆速凝注浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：包括组分a、组分b，所述组分a为基浆，所述组分b为组分a的性能调节剂；
2.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述甲基丙烯酸酐化明胶改性的硫铝酸盐水泥通过以下方法制备得到：
3.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述羟乙基纤维素丙烯酰胺改性膨润土通过以下方法制备得到：
4.根据权利要求3所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：羟乙基纤维素和丙烯酰胺的质量比为1：10，以过硫酸铵、亚硫酸氢钠作为引发剂。
5.根据权利要求1所述的一种高性能双液浆速凝注浆料，其特征在于：所述组分a还包括0.06-0.08份柠檬酸钠、0.08-0.13份山梨醇、1-2份硅灰。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李京军，代方洲，于波，李君辉，夏彬，宋强，赵灿方，黄永波，傅旭，程煜，于涛，
申请(专利权)人：四川海纳捷建科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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