一种抗动水双液同步注浆材料及其制备方法与流程
本发明涉及注浆材料，尤其涉及一种抗动水双液同步注浆材料及其制备方法。
背景技术：
1、本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、注浆是使用压送设备将胶凝性材料注入地下裂缝、空洞内，使其扩散、胶凝、固化，以达到填充空腔、加固地层或防渗堵漏目的，壁后同步注浆是现代盾构法施工的重要元素。由于溶蚀地质作用，泉域或喀斯特域地层中极易形成大量的孔隙裂隙、溶洞甚至地下河，这些富水区域有些甚至赋存动水环境，当盾构推进至这些地段时，会给同步注浆工作带来极大困难。
3、双液注浆是两种不同浆液通过两个注浆加压单元、两条注浆管分别进入浆液混合装置，混匀后注入目标地层的一种较新型的注浆方案。目前报道了较多以有机高分子为主剂的高性能注浆材料，但针对动水条件的双液注浆材料研究较少，现有双液注浆材料难以同时满足凝结时间、强度等方面的诸多要求；且部分已有浆材配料中含有毒性物质，若应用于富水环境，势必对环境造成影响。因此，研发环境污染小、凝结时间合适且强度较高的抗动水双液同步注浆材料解决盾构同步注浆的浆材问题尤为重要。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明提供了一种抗动水双液同步注浆材料及其制备方法，解决了现有双液注浆材料难以满足富水条件的注浆浆材要求的问题，本发明所提供的抗动水双液同步注浆材料具有合适的凝结时间，在动水环境下能够快速凝结硬化，同时抗水冲刷性能良好，对环境的影响小。
2、第一方面，本发明提供了一种抗动水双液同步注浆材料，其包括体积比为(4～6):1的a液和b液，按重量份数计，所述a液包括水泥18～22份、粉煤灰18～22份、细砂35～45份、减水剂0.3～0.5份和水35～45份，所述b液包括聚合硫酸铝4～7份、氧化铝2～4份、羟丙基甲基纤维素2～4份、氢氧化钙1～3份、三乙醇胺0.3～0.7份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3～0.6份、聚丙烯酰胺0.8～1.2份和水95～105份。
3、优选的，所述a液和b液的体积比为5：1。
4、优选的，所述a液包括水泥20份、粉煤灰20份、细砂20份、减水剂0.4份和水40份。
5、优选的，所述b液包括聚合硫酸铝5～7份、氧化铝3份、羟丙基甲基纤维素3份、氢氧化钙1～2份、三乙醇胺0.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5份、聚丙烯酰胺1份和水100份。
6、优选的，所述水泥为硅酸盐水泥。
7、进一步的，所述硅酸盐水泥的型号为p·i型。
8、优选的，所述粉煤灰为f类i级低钙粉煤灰，其cao含量小于10wt％或游离cao含量不大于1wt％。
9、进一步的，所述粉煤灰的细度满足45μm方孔筛筛余量不大于12％的要求。
10、优选的，所述细砂的细度模数为2.2～1.6。
11、优选的，所述减水剂为醚类聚羧酸减水剂。
12、第二方面，本发明提供了上述抗动水双液同步注浆材料的制备方法，包括如下步骤：
13、按比例称取水泥、粉煤灰、细砂、减水剂和水，混合均匀后即得a液；
14、按比例称取聚合硫酸铝、氧化铝、羟丙基甲基纤维素、氢氧化钙、三乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚丙烯酰胺和水，混合均匀后即得b液；
15、使用前将所述a液和b液按体积比为(4～6):1进行混合，即得。
16、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：
17、本发明所提供的抗动水双液同步注浆材料，以传统的水泥浆作为a液，以含有聚丙烯酰胺的高分子溶液作为b液，聚丙烯酰胺能够促进混浆液的凝结，并且大幅提高注浆材料的抗水冲刷能力；采用适量脂肪醇聚氧乙烯醚作为乳化剂能够适度减缓凝结速率，避免凝结速率过快对施工造成不利影响；采用三乙醇胺增加混合浆液的流动性；采用羟丙基甲基纤维素提高整体聚合性，提高动水留存率；采用聚合硫酸铝、氧化铝和氢氧化钙加快a、b液混合的进度并整体增加施工和易性。本发明的抗动水双液同步注浆材料通过各组分的协同作用，不仅具有良好的抗水冲刷性能，在0.8m/s下的动水留存率高于65％，还具有适宜的凝结时间，初凝时间为25～50s，终凝时间为70～140min，既能满足速凝快硬需求，又能确保具有充足的施工时间；此外，本发明所采用的组分对环境影响微小，因此具有非常好的应用前景。
技术特征：
1.一种抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，包括体积比为(4～6):1的a液和b液，按重量份数计，所述a液包括水泥18～22份、粉煤灰18～22份、细砂35～45份、减水剂0.3～0.5份和水35～45份，所述b液包括聚合硫酸铝4～7份、氧化铝2～4份、羟丙基甲基纤维素2～4份、氢氧化钙1～3份、三乙醇胺0.3～0.7份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3～0.6份、聚丙烯酰胺0.8～1.2份和水95～105份。
2.如权利要求1所述的抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，所述a液和b液的体积比为5：1。
3.如权利要求1所述的抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，所述a液包括水泥20份、粉煤灰20份、细砂20份、减水剂0.4份和水40份。
4.如权利要求1所述的抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，所述b液包括聚合硫酸铝5～7份、氧化铝3份、羟丙基甲基纤维素3份、氢氧化钙1～2份、三乙醇胺0.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.5份、聚丙烯酰胺1份和水100份。
5.如权利要求1所述的抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥。
6.如权利要求5所述的抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，所述硅酸盐水泥的型号为p·i型。
7.如权利要求1所述的抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，所述粉煤灰为f类i级低钙粉煤灰，其cao含量小于10wt％或游离cao含量不大于1wt％。
8.如权利要求1所述的抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，所述粉煤灰的细度满足45μm方孔筛筛余量不大于12％的要求。
9.如权利要求1所述的抗动水双液同步注浆材料，其特征在于，所述细砂的细度模数为2.2～1.6；所述减水剂为醚类聚羧酸减水剂。
10.如权利要求1～9任一项所述的抗动水双液同步注浆材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
技术总结
本发明公开了一种抗动水双液同步注浆材料及其制备方法，属于注浆材料技术领域。本发明提供的抗动水双液同步注浆材料包括体积比为(4～6):1的A液和B液，按重量份数计，所述A液包括水泥18～22份、粉煤灰18～22份、细砂35～45份、减水剂0.3～0.5份和水35～45份，所述B液包括聚合硫酸铝4～7份、氧化铝2～4份、羟丙基甲基纤维素2～4份、氢氧化钙1～3份、三乙醇胺0.3～0.7份、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3～0.6份、聚丙烯酰胺0.8～1.2份和水95～105份，其不仅具有良好的抗水冲刷性能，还具有适宜的凝结时间，既能满足速凝快硬需求，又能确保具有充足的施工时间，具有良好的应用前景。
技术研发人员：曹殿彬,白迎正,赵海山,刘朝阳,卢昕灿,李克金,曹阳阳,毕研超,王会新,宋增亮,邓小杰
受保护的技术使用者：中铁十四局集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5