一种高性能盾构注浆材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高性能盾构注浆材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]盾构施工注浆材料大体可分为双液型注浆材料、单液型惰性注浆材料和单液型可硬性注浆材料三类。双液型注浆材料经过十几秒便进入可塑性固结状态，须有较高的注浆压力才能使其保持一段时间的流动性，注浆工艺复杂，易造成注浆管堵管以及充填不到位现象，且价格相对昂贵;单液型惰性注浆材料凝结时间过长，早期后期强度都不高，易发生向开挖面泄漏和土体内流失的情况，且容易被地下水和开挖面后窜的泥浆稀释，难以约束管片及控制地层位移;单液型可硬性注浆材料成本一般，性能可塑性强，且易于控制建筑物沉降及施工管理，因此，在盾构工程中具有良好的应用发展前景。
[0003]目前，国内外现有的单液型可硬性注浆材料普遍存在凝结时间偏长、固结体强度偏低、泌水率偏高、扩展度及其经时损失难以有效控制等缺点，且该注浆材料往往只具备某项单一的材料性能、难以同时兼顾多项优异的材料性能，最终导致注浆施工困难、盾构线性及地表沉降难以控制、管片保护层强度不够等众多工程实际问题。因此，亟需一种固结体强度高，稳定性好，泌水率较低的盾构注浆材料，以满足盾构施工要求。公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当视为承认或以任何形式暗示该信息为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种高性能盾构注浆材料及其制备方法，以解决现有的单液型可硬性盾构注浆材料凝结时间长，固结体强度偏低、泌水率偏高、扩展度及其经时损失难以有效控制以及性能单一等问题。
[0005]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:
[0006]—种高性能盾构注浆材料，包括:粉料、黄砂、水化控制因子、减水剂和水，所述粉料包括强度因子、稳定剂和防水剂;其配合比(质量比)如下:
[0007]水:粉料为0.35?0.60:1;粉料:黄砂为0.30?0.60:1;水化控制因子:强度因子为
0.01%?0.30%:1;减水剂:强度因子为0.1%?2.0%:1。
[0008]进一步地，所述强度因子为水泥、粉煤灰以及石灰中的至少一种。
[0009]进一步地，所述水化控制因子为葡萄糖酸钠。
[0010]进一步地，所述减水剂为萘系减水剂或者聚羧酸类减水剂或者聚氨酯类减水剂。
[0011]进一步地，所述稳定剂为膨润土或羧甲基纤维素钠。
[0012]高性能盾构注浆材料，包括水泥、粉煤灰、膨润土、葡萄糖酸钠、萘系减水剂、黄砂以及水，其中粉料包括水泥、粉煤灰以及膨润土;各成分的配合比(质量比)为:
[0013]水:粉料为0.60:1；粉料:黄砂为0.42:1；葡萄糖酸钠掺比为0.04%:1；减水剂掺比为 0.70%。
[0014]高性能盾构注浆材料，包括水泥、粉煤灰、膨润土、葡萄糖酸钠、萘系减水剂、黄砂以及水，其中粉料包括水泥、粉煤灰以及膨润土;各成分的配合比(质量比)为:
[0015]水:粉料为0.50:1；粉料:黄砂为0.50:1；葡萄糖酸钠掺比为0.08%:1；减水剂掺比为 1.20%。
[0016]高性能盾构注浆材料，包括水泥、粉煤灰、膨润土、葡萄糖酸钠、萘系减水剂、黄砂以及水，其中粉料包括水泥、粉煤灰以及膨润土;各成分的配合比(质量比)为:
[0017]水:粉料为0.45:1；粉料:黄砂为0.30:1；葡萄糖酸钠掺比为0.30%:1；减水剂掺比为0.1% O
[0018]高性能盾构注浆材料，包括水泥、粉煤灰、膨润土、葡萄糖酸钠、萘系减水剂、黄砂以及水，其中粉料包括水泥、粉煤灰以及膨润土;各成分的配合比(质量比)为:
[0019]水:粉料为0.35:1；粉料:黄砂为0.60:1；葡萄糖酸钠掺比为0.01%:1；减水剂掺比为 2.0%。
[0020]高性能盾构注浆材料的制备方法，包括如下步骤:
[0021 ]步骤一、按照配合比准确称量各组分备用；
[0022]步骤二、将强度因子和稳定剂搅拌均匀备用；
[0023]步骤三、在减水剂中加入水化控制因子，并搅拌均匀备用；
[0024]步骤四、向搅拌机内加入90%的水，并启动搅拌机;加入步骤二中搅拌均匀的强度因子和稳定剂，并搅拌3min ；
[0025]步骤五、向搅拌机内加入黄砂和剩余的10%的水，并搅拌2min ；加入步骤三中搅拌均匀的水化控制因子和减水剂，并搅拌5min，完成所述高性能盾构注浆材料的配制。
[0026]与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果:
[0027]本发明提供了一种高性能盾构注浆材料，包括粉料(所述粉料包括强度因子、稳定剂和防水剂)、黄砂、水化控制因子、减水剂和水按照一定的比例在常温条件下反应得到。与现有的单液型盾构注浆材料相比，高性能盾构注浆材料具有以下优点:该高性能盾构注浆材料固体强度高，稳定性好，泌水率低;而且可以同时对I天抗压强度、28天抗压强度，泌水率，凝结时间和扩展度指标进行区间控制，能够满足实际工程需要。具体来说，I天抗压强度可在0.0I?3.0MPa区间内自由控制，28天抗压强度可在0.3?15.0MPa区间内自由控制；稳定性好、泌水率低于1% ;凝结时间可在8?48h区间内自由控制;栗送性能优异、扩展度可在180?280mm区间内自由控制且经时损失小。该高性能盾构注浆材料解决了现有的单液型可硬性盾构注浆材料凝结时间长，固结体强度偏低、泌水率偏高、扩展度及其经时损失难以有效控制以及性能单一等问题。而且，本发明的高性能盾构注浆材料的制作方法简便，可在常温下进行，节省成本，节能降耗，具有较好的推广价值。
【具体实施方式】
[0028]以下结合具体实施例对本发明的高性能盾构注浆材料及其制备方法作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。
[0029]本发明的高性能盾构注浆材料，包括粉料、黄砂、水化控制因子、减水剂和水，所述粉料包括强度因子、稳定剂和防水剂;强度因子包括水泥、粉煤灰以及石灰中的至少一种；稳定剂选择膨润土或者羧甲基纤维素钠
[0030](CMC);防水剂也可以选择膨润土;水化控制因子选择葡萄糖酸钠溶液;减水剂选择萘系减水剂、聚羧酸类减水剂或者聚氨酯类减水剂。
[0031]本发明实施例中水泥为P.0 42.5;粉煤灰为I级粉煤灰，膨润土优选钠基膨润土；黄砂为细度模数大于2.6的天然中砂，优选细度模数为2.8的河砂;水为普通自来水。在制备过程中，水是分两次添加的，第一次是预拌膨润土时添加的，第二次是正常拌合本高性能盾构注浆材料时添加的。
[0032]测试时，本发明实施例制备的高性能盾构注浆材料参照《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T50081-2002)中的方法测试高性能盾构注浆材料的抗压强度，参照《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2002)中的方法测试高性能盾构注浆材料的泌水率，凝结时间和扩展度。
[0033]实施例1
[0034]高性能盾构注浆材料，包括水泥、粉煤灰、膨润土、葡萄糖酸钠、萘系减水剂、黄砂以及水，其中，粉料包括水泥、粉煤灰以及膨润土，各成分的配合比(质量比)为:
[0035]水:粉料为0.60:1；粉料:黄砂为0.42:1；葡萄糖酸钠掺比为0.04%:1；减水剂掺比为 0.70%。
[0036]制备方法:
[0037]按照上述配合比制备高性能盾构注浆材料，包括如下步骤:
[0038]步骤一、按照配合比准确称量各组分备用；
[0039]步骤二、将强度因子和稳定剂搅拌均匀备用；
[0040]步骤三、在减水剂中加入水化控制因子，并搅拌均匀备用；
[0041]步骤四、向搅拌机内加入90%的水，并启动搅拌机;加入步骤二中搅拌