一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，属于无机堵漏材料复配加工技术领域。
[0002]背景知识
[0003]在建筑等工程中，混凝土结构常因为自身的收缩、温差变形以及设计缺陷或施工等原因而产生较大裂缝，使混凝土结构产生渗漏;在隧道等地下工程机水工工程方面，由于当时落后的施工技术、设计不周、工程质量低、冻融、冻胀、腐蚀等自然因素和外界环境破坏等因素的作用，使大量的水工工程出现裂缝渗透，甚至发生坍塌等事故;在煤炭钻探和油井钻探过程方面，随勘探领域的不断拓展，地质条件的更加复杂，由于地层裂缝和溶洞的发育，出现井漏现象，会导致钻井过程中的钻井液返还不高，水泥浆大量漏失，甚至发生孔壁的坍塌、卡钻、井喷、水泥浆和滤液进入油气层等事故。因而对于地下工程、水工工程等设施及勘探钻井中的防水堵漏是必不可少的。
[0004]目前常用到的防水堵漏材料根据不同的作用机理和功能可分为惰性桥接类堵漏材料、化学类堵漏材料、无机胶凝类堵漏材料、复合型堵漏材料等。
[0005]惰性桥接堵漏材料，包括单一的惰性桥接堵漏材料和以各种惰性桥接材料、添加剂复配而生成的复合堵漏剂等。包括颗粒状材料、纤维状材料和片状材料，来源于动植物的一系列纤维，以及沥青、膨润土等。其中膨润土类防水堵漏材料被广泛地用于各类地下工程(如地下室、地铁)防水、垃圾填埋场衬垫和封盖、景观水系以及水利工程、钻井工程等方面。膨润土(Ben1nite)又叫班脱岩或膨土岩是一种分布广泛的非金属矿产，主要成分为蒙脱石，其晶体结构单元是由两层硅氧四面体中间夹一层铝氧八面体构成，膨润土的这种独特矿物组成与结构特征使使它具有很强的亲水性与膨胀性;粘结性和触变性等。自由状态下，通常在与水接触24h开始水化，膨胀4-5倍，48h水化完成，变成原来颗粒体积的10-15倍甚至30倍的胶凝体。在一定的局限力的作用下，膨润土水化形成的胶凝体像一堵墙，能阻止其他水分渗入，其渗透系数可减至I X 10-9cm/s接近滴水不漏。能够有效地填补搭接缝、钉孔及混凝土的孔隙，形成致密、连续的胶凝体防水层。惰性桥接堵漏材料虽然粘性、弹性、韧性都挺好，然而刚性不强，抗压强度较小。
[0006]无机凝胶类防水堵漏剂，无机凝胶材料以水泥为主，包括各种水泥浆、混合水泥浆等或者掺入一定比例的其他成份复合使用。水泥由于具有来源广、无毒、使用方便、固结强度高、灌注中流动性、凝结时间可调等特点，是钻探作业中主要堵漏方法之一。水泥堵漏在封堵裂缝漏层前常发生相分离其中比重较大的水泥颗粒倾向于从水中分离出来，发生脱水，此外，由于水泥浆在地层中的驻留性欠佳，往往没有封堵漏层就已漏入底层深处，且水泥收缩大，周边常常漏水，水泥类堵漏剂由于快速凝结弹性不好抗折强度较低，也不适宜一些动缝的堵漏。因此为解决水泥堵漏的问题需将吸水材料掺入其中用于堵漏施工。
[0007]化学堵漏材料主要是指以聚合物和聚合物-无机胶凝物质为基础的堵漏处理剂。化学树脂和膨胀聚合物三大类。例如聚氨酯类堵漏材料丙烯类聚合物堵漏剂等，这些堵漏材料的应用，有效地解决了渗透性及微裂缝地层的漏失问题，但工艺复杂，成本高，且不能较好地解决天然裂缝、孔洞或洞穴地层的严重漏失问题。
[0008]复合堵漏材料，是将不同类别的堵漏材料复配而成的复合材料，主要用于处理复杂漏失，尤其是水层漏失、气层漏失和长段裸眼井漏失及大裂缝、大溶洞漏失。对严重井漏，单一材料的堵漏达不到较好的堵漏效果，采用复合堵漏材料大大提高了堵漏成功率。
【发明内容】
[0009]本发明目的在于提供一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，该堵漏剂将以膨润土、粉煤灰为基料，以纤维材料、矿物油、助剂为辅料复合制备了一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂。通过将各类单一的堵漏材料复合起来，并且通过加入的促凝早强剂，增粘剂，很大程度上缩短了堵漏剂的凝结时间，增强了堵漏剂的抗压强度和抗折强度，柔韧性及抗渗水性。进一步提高了堵漏剂的防水堵漏效果，适合于建筑屋面、隧道等地下工程、水工工程的防水、防渗，大面积渗漏抢修以及钻井工程中大漏失量、溶洞性地层漏失的堵漏。
[0010]本发明各成分其重量配比为:
[0011]钠基膨润土30-60%，粉煤灰10-30%，纤维材料3-10%，促凝剂5-15%，表面活性剂1-5%，增粘剂2-5%，矿物油5-15% ；
[0012]制备方法为:
[0013]按照所述重量比取钠基膨润土、粉煤灰、表面活性剂、促凝剂、增粘剂并磨碎至250-350目，然后加入长度为3-8mm纤维材料搅拌混合均匀，在常温常压、封闭条件下，加入矿物油搅拌、混合均匀，即得堵漏剂；
[0014]所述的纤维材料为石棉纤维、锯末、蔗渣；
[0015]所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、三甲基十六烷基溴化铵、四丁基溴化铵中的一种；
[0016]所述的促凝剂为硫酸铝、生石灰、偏铝酸钠、水玻璃中的一种；
[0017]所述的增粘剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种；
[0018]本发明堵漏剂的使用方法为，把要处理的漏水点或漏水缝处杂物清理干净;置本堵漏剂于容器中并加入一定量水，其中堵漏剂和水的重量比为1:0.3-1:0.6，然后迅速拌和，当气温低于5°C时用30°C水搅拌;把拌好的堵漏胶泥置于涂抹工具上，迅速迎漏水方向压抹，持续1-2分钟即可放手，一般在4-5分钟即可取得良好堵漏效果；
[0019]本发明的一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂具有如下优点和效果:
[0020]封堵速度快、封堵效率高，本堵漏剂中含有硫酸铝等早强促凝剂可迅速堵漏，凝结时间短，封堵速度快;抗渗强度及抗折强度强，由于基料膨润土的高吸水膨胀性和自封闭性使得抗渗强度加大，样品的柔度、韧性得到进一步改进，通过加入疏水性的矿物油有效地避免了在漏层产生的侧渗漏问题;粘结性强，通过加入纤维材料加入及增粘剂，其挂阻“架桥”作用，增加了堵漏剂的抗压性和粘结性;制作操作简便，本发明堵漏剂制作使用简便，只需在常温下用清水搅拌即可使用。
【具体实施方式】
[0021]以下通过具体实施实例用于进一步说明本发明描述的方法，但是并不限制本发明。
[0022]实施例1
[0023]将以下各材料按如下重量百分比混合:钠基膨润土:30%;粉煤灰:30% ;硫酸铝:15%;十二烷基苯磺酸钠:5%;聚丙烯酰胺:5%，然后粉碎至250目，然后加入长度为3mm的重量比为5%石棉纤维，及重量比为10%的矿物油，搅拌混合均匀，即得该堵漏剂，封堵率达到97% (封堵率=(堵前渗透率一堵后渗透率)/堵前渗透率)。
[0024]实施例2
[0025]将以下各材料按如下重量百分比混合:钠基膨润土:40% ;粉煤灰:25% ;偏铝酸钠:5 % ;三甲基十六烷基溴化铵:I % ;羧甲基纤维素:4 %，然后粉碎至250目，然后加入长度为5_、重量比为10%的蔗渣纤维及重量比为15%的矿物油，搅拌混合均匀，即得该堵漏剂，封堵率达到98%;
[0026]实施例3
[0027]将以下各材料按如下重量百分比混合:各材料按以下重量组份组成:钠基膨润土:60 % ；粉煤灰:10 % ;水玻璃:10 % ;十二烷基苯磺酸钠:2 % ;聚丙烯酰胺:3 %，粉碎至300目，然后加入长度为3_、重量比为5%的锯末及重量比为10%的矿物油，搅拌混合均匀，即得该堵漏剂，封堵率达到98.5%;
[0028]实施例4
[0029]将以下各材料按如下重量百分比混合:钠基膨润土:60% ;粉煤灰:20% ;硫酸铝:5 % ;四丁基溴化铵:2 % ;聚乙烯醇:2 %，粉碎至350目，然后加入长度为6mm重量比为3 %的石棉纤维及重量比为8%的矿物油，搅拌混合均匀，即得该堵漏剂，封堵率达到98% ;
[0030]实施例5
[0031]将以下各材料按如下重量百分比混合:钠基膨润土:50%;粉煤灰:10%;;水玻璃:15 % ;四丁基溴化铵:5% ;聚乙烯醇:5%，粉碎至350目，然后加入长度为8mm、重量比为10%的蔗渣纤维及重量比为5%的矿物油，搅拌混合均匀，即得该堵漏剂，封堵率达到97.5%；
【主权项】
1.一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，其特征在于以钠基膨润土、粉煤灰为基料，以纤维材料、矿物油、表面活性剂、促凝剂和增粘剂为辅料混合制成，各组分的重量配比为: 钠基膨润土30-60%，粉煤灰10-30%，纤维材料3-10%，促凝剂5-15%，表面活性剂1-5%，增粘剂2-5%，矿物油5-15%。2.根据权利要求1所述的一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，其特征在于:该堵漏剂制备方法为:按照所述重量百分比取钠基膨润土、粉煤灰、表面活性剂、促凝剂、增粘剂并磨碎至250-350目，然后加入长度为3-8mm纤维材料搅拌混合均匀，在常温常压、封闭条件下，加入矿物油搅拌、混合均匀，即得堵漏剂。3.根据权利要求1所述的一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，其特征在于:所述的纤维材料为石棉纤维、锯末、蔗渣。4.根据权利要求1所述的一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，其特征在于:所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、三甲基十六烷基溴化铵、四丁基溴化铵中的一种。5.根据权利要求1所述的一种一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，其特征在于:所述的促凝剂为硫酸铝、生石灰、偏铝酸钠、水玻璃中的一种。6.根据权利要求1所述的一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，其特征在于:所述的增粘剂为聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素、聚乙烯醇中的一种。
【专利摘要】本发明涉及一种适用于建筑屋面、隧道等地下建筑工程、钻井工程、水工工程的高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，其以膨润土、粉煤灰为基料，以纤维及矿物油、乳化剂、促凝剂和增强增粘剂等为辅料，复合制备一种高效速凝型膨润土复合防水堵漏剂，本发明施工简便，所形成的涂层具有网架结构降低高渗出水层的渗透率，能较好解决出水层的层间渗透率差异，使得整个出水层封堵半径一致，克服了常规堵水剂在不同渗透率出水层封堵半径相差较大造成的有效期短的弊端，具有良好的柔韧性、强度、不透水性、耐腐蚀性，抗裂性能好，抗渗强度及抗折强度都得到进一步的加强，实现了出漏层的高效封堵。
【IPC分类】C09K8/467, C04B111/72, C04B111/27, C04B26/26
【公开号】CN105523729
【申请号】CN201610040125
【发明人】黄科林, 谢清若, 吴睿, 贾艳桦, 罗想平, 甘激文, 陶靖, 李克贤, 潘凯, 关山, 郭佳文
【申请人】广西科开成林科技有限公司, 崇左市进港矿业有限公司, 广西科技经济开发中心
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年1月22日