改性速凝剂和粘性易控制的复合速凝水泥浆液及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种改性速凝剂，由BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米SiO2组成，所述BASF液体无碱速凝剂与亲水基纳米SiO2的质量份数比为4-8：05-2。本发明还公开了一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液及其制备方法，包括水泥浆液、BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米SiO2，其中BASF液体无碱速凝剂的质量为水泥浆液质量的4％-8％，亲水基纳米SiO2的量为水泥浆液质量的0.5％-2％。用本发明的改性速凝剂制得的复合水泥浆液的粘性随时间指数增加，在本发明的配方范围内得到的复合水泥浆液，初期粘性较低，有利于其在管道内、地层中的流动，中后期粘性快速增加，有利于抵抗流水冲蚀。能提高早期结石强度，改善水泥的早期强度，第28天，结石抗剪强度达到普通水泥浆液的1.5倍以上。
【专利说明】改性速凝剂和粘性易控制的复合速凝水泥浆液及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于复合速凝水泥浆液的改性速凝剂，本发明还涉及一种用于地基加固、防渗堵漏的粘性易控制的复合速凝水泥浆液及其制备方法，属于水泥改性处理处理【技术领域】。
【背景技术】
[0002]目前，地基加固、防渗堵漏的注入材料通常有水泥浆液和化学浆液。化学浆材流动性好、浆液粘度低、凝胶可控、抗渗性及耐久性能好，能注入到细微裂隙中，但是一般的化学浆液都具有毒性并且价格昂贵，强度比较低的缺陷。目前的水泥浆液一般结石体强度较高、耐久性较好、材料来源丰富、浆液配制方便、操作简单、成本较低、但是粘性变化慢，凝胶时间长，流动不易控制，不利于在管道内的流动，抗流水冲蚀性差的缺陷。
【发明内容】
[0003]针对现有的问题，本发明的目的在于提供一种改性速凝剂，本发明还提供了一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液，本发明的第三目的是提供该种水泥浆液的制备方法。
[0004]为了实现上述第一目的，本发明的技术方案为:一种改性速凝剂，其特征在于:由BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12组成，所述BASF液体无碱速凝剂与亲水基纳米S12的质量份数比为4-8:0.5-2。
[0005]本发明的第二目的是这样实现的:一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液，其特征在于:包括水泥浆液、BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12，其中BASF液体无碱速凝剂的质量为水泥浆液质量的4% -8%，亲水基纳米S12的量为水泥浆液质量的0.5% -2%。
[0006]在上述技术方案中:所述水泥浆液为硅酸盐水泥浆液，所述硅酸盐水泥浆液的水灰比为0.8。
[0007]本发明的第三目的是这样实现的:一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液的制备方法，其特征在于:按照如下步骤制备:
[0008](I)、按照权利要求1称取BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12,充分搅拌混合均匀，得到改性速凝剂；
[0009](2)、将水泥干粉和水搅拌混合均匀，得到水泥浆液；
[0010](3)、通过改性速凝剂注入泵和水泥注入泵分别将改性速凝剂和水泥浆液注入注浆管道内，混合后得到产品。所述水泥浆液为硅酸盐水泥浆液，所述硅酸盐水泥浆液的水灰比为0.8。
[0011 ] 有益效果:与现有技术相比:
[0012]1、用本发明的改性速凝剂制得的复合水泥浆液的粘性随时间指数增加(如图1所示)，在本发明的配方范围内得到的复合水泥浆液，初期粘性较低，有利于其在管道内、地层中的流动，中后期粘性快速增加，有利于抵抗流水冲蚀。
[0013]2、本发明由于亲水性纳米S12颗粒优良的水化反应诱导作用，诱导水泥水化生成较多的水化物，加速凝固，提高早中期结石强度，另外，部分纳米颗粒起到填充细化孔隙作用，纳米颗粒填充到水泥水化物孔隙中，增加水泥内部密实性，进而提高结石强度，改善水泥早期强度。本发明的复合速凝水泥浆液在第七天结石强度比普通水泥浆液结石强度提高60%，第28天，结石抗剪强度达到普通水泥浆液的1.5倍以上。
[0014]3、本发明的改性速凝剂的亲水性纳米S12颗粒能均匀分散，不会出现团聚现象，稳定性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本发明实施例1-3制备的复合水泥浆液的粘性随时间的变化曲线；
[0016]图2为不同水泥浆液粘性随纳米颗粒含量的变化曲线。
【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述:
[0018]实施例1
[0019]一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液，由水泥浆液、BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12-合制备而成，
[0020]水泥衆液选择普通42.5MPa娃酸盐水泥和水制成的水泥衆液,水灰比为0.8,即水和灰的质量比为8:10。
[0021 ] BASF液体无碱速凝剂的质量为水泥浆液质量的4%。
[0022]亲水基纳米S12的量为水泥浆液质量的0.5%。
[0023]称取BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12，用搅拌器充分搅拌混合均匀，得到改性速凝剂。
[0024]用分散器、搅拌器将水泥干粉和水充分搅拌混合均匀，得到水泥浆液。
[0025]通过改性速凝剂注入泵和水泥注入泵分别将改性速凝剂和水泥浆液注入注浆管道内，混合后得到产品。
[0026]实施例2
[0027]一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液，由水泥浆液、BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12混合制备而成，
[0028]水泥衆液选择普通42.5MPa娃酸盐水泥和水制成的水泥衆液,水灰比为0.8,即水和灰的质量比为8:10。
[0029]BASF液体无碱速凝剂的质量为水泥浆液质量的6 %。
[0030]亲水基纳米S12的量为水泥浆液质量的I %。
[0031]称取BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12，用搅拌器充分搅拌混合均匀，得到改性速凝剂。
[0032]用分散器、搅拌器将水泥干粉和水充分搅拌混合均匀，得到水泥浆液。
[0033]通过改性速凝剂注入泵和水泥注入泵分别将改性速凝剂和水泥浆液注入注浆管道内，混合后得到产品。
[0034]实施例3
[0035]一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液，由水泥浆液、BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12-合制备而成，
[0036]水泥衆液选择普通42.5MPa娃酸盐水泥和水制成的水泥衆液,水灰比为0.8,即水和灰的质量比为8:10。
[0037]BASF液体无碱速凝剂的质量为水泥浆液质量的8 %。
[0038]亲水基纳米S12的量为水泥浆液质量的2%。
[0039]称取BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12，用搅拌器充分搅拌混合均匀，得到改性速凝剂。
[0040]用分散器、搅拌器将水泥干粉和水充分搅拌混合均匀，得到水泥浆液。
[0041]通过改性速凝剂注入泵和水泥注入泵分别将改性速凝剂和水泥浆液注入注浆管道内，混合后得到产品。
[0042]实施例4
[0043]六种复合速凝水泥浆液，具体为:
[0044]水泥衆液选择普通42.5MPa娃酸盐水泥和水制成的水泥衆液,水灰比为0.8,即水和灰的质量比为8:10。
[0045]BASF液体无碱速凝剂的质量为水泥浆液质量的5 %。
[0046]亲水基纳米S12的量分别为水泥浆液质量的0.25%,0.5%U%>2%,3%,4%,5%和 6%。
[0047]称取BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12，用搅拌器充分搅拌混合均匀，得到改性速凝剂。
[0048]用分散器、搅拌器将水泥干粉和水充分搅拌混合均匀，得到水泥浆液。
[0049]通过改性速凝剂注入泵和水泥注入泵分别将改性速凝剂和水泥浆液注入注浆管道内，混合后得到产品。
[0050]采用间隔时间5分钟，实验30分钟，实验结果如图2所示，图2为不同水泥浆液粘性随纳米颗粒含量的变化曲线，从曲线中可以看出，当纳米颗粒含量为2% -4%时，水泥浆液粘度增加幅度有所减小，当纳米颗粒含量大于4%时，水泥浆液粘度迅速增加，当纳米颗粒含量大于6%时，由于大量水分子被纳米颗粒吸附，水泥浆液逐渐失去流动性，纳米颗粒含量小于2 %时，随着纳米颗粒含量的增加，水化进程加快，水泥浆液粘性迅速增加，纳米颗粒起到加速水泥水化过程的作用，符合纳米颗粒诱导反应规律，纳米颗粒含量处于2% -4%之间时，随着纳米颗粒含量的增加，水泥浆液粘性增加缓慢，其原因是纳米材料含量大，分散性较差，产生纳米颗粒团聚现象，导致纳米诱导水化反应失效，因而粘性增加缓慢。纳米颗粒含量大于4%后，水泥浆液粘性迅速增加，我们认为其原因是纳米颗粒含量过高，导致亲水性纳米颗粒迅速与水泥浆液中水分子结合，使得浆液暂时脱水而失去流动性。
[0051]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种改性速凝剂，其特征在于:由BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12组成，所述BASF液体无碱速凝剂与亲水基纳米S12的质量份数比为4-8:0.5_2。
2.一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液，其特征在于:包括水泥浆液、BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12，其中BASF液体无碱速凝剂的质量为水泥浆液质量的4% -8%,亲水基纳米S12的量为水泥浆液质量的0.5% -2%。
3.根据权利要求1所述粘性易控制的复合速凝水泥浆液，其特征在于:所述水泥浆液为硅酸盐水泥浆液，所述硅酸盐水泥浆液的水灰比为0.8。
4.一种粘性易控制的复合速凝水泥浆液的制备方法，其特征在于:按照如下步骤制备: (1)、按照权利要求2称取BASF液体无碱速凝剂和亲水基纳米S12,充分搅拌混合均匀，得到改性速凝剂； (2)、将水泥干粉和水搅拌混合均匀，得到水泥浆液； (3)、通过改性速凝剂注入泵和水泥注入泵分别将改性速凝剂和水泥浆液注入注浆管道内，混合后得到产品。
5.根据权利要求4所述粘性易控制的复合速凝水泥浆液的制备方法，其特征在于:所述水泥浆液为硅酸盐水泥浆液，所述硅酸盐水泥浆液的水灰比为0.8。
【文档编号】C04B28/04GK104386976SQ201410539214
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月13日 优先权日:2014年10月13日
【发明者】李正川, 程鹏达, 付钢, 吴梦喜, 曹林卫, 刘保林 申请人:中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司