一种直接堵漏纤维注浆材料及其制备方法与流程

本发明属于注浆材料技术领域，具体涉及一种直接堵漏纤维注浆材料及其制备方法。

背景技术：

直接堵漏注浆技术是80年代在我国兴起的一项新技术。其堵漏原理是根据水文地质资料和压水连通试验，针对渗漏水部位，确定与其连通性良好的注浆点作为注浆孔，进入主导含水裂隙。浆液遇主导水后，将沿压力梯度反方向，即向漏水点顺向流动。当堵漏材料流至出水点时，按设定的时间，此时堵漏材料刚好凝胶，停泵结束注浆，完成堵漏过程，达到至里外堵的堵水机制。直接堵漏注浆具有用料省、工艺简单、成本低、见效快的优点。但已研发的注浆材料中很少有能够同时满足这些要求。目前，国内外已有的可硬性注浆材料存在着后期固结强度偏低、泌水率偏高以及扩展范围和损失难以有效控制等缺点，最终导致注浆困难、注后地表沉降难以控制，强度不够等问题，严重的可致使注浆失败。故寻找一种凝胶时间可控、结石体强度高、抗侵蚀性较强、环境友好、可以满足直接堵漏要求的注浆材料成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种直接堵漏纤维注浆材料及其制备方法，所述纤维注浆材料具有凝胶时间可控、结石体强度高、抗侵蚀性较强、环境友好等优点。本发明的技术方案为：

一种直接堵漏纤维注浆材料，按照重量百分比由以下物质组成：硅酸盐水泥15~20%、水玻璃40~45%、粉煤灰或矿渣5~10%、水25~30%、玄武岩纤维3~4%、缓凝剂1~2%。

上述纤维注浆材料中，如果采用矿渣，所述矿渣的质量百分组成为：SiO₂ 31~42%、Al₂O₃ 7~17%、CaO 25~47%、MgO 2~13%，余量为铁、硫的金属氧化物。

一种直接堵漏纤维注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述质量配比，先将粉煤灰或矿渣等分成两份，一份与玄武岩纤维、硅酸盐水泥和水混合均匀得到混合液一，另一份与水玻璃混合均匀得到混合液二；将混合液二缓慢倒入混合液一中混合均匀，得到所述纤维注浆材料。

上述方法中，所述将混合液二缓慢倒入混合液一中混合均匀的具体工艺参数控制为：搅拌速度40~60r/min，搅拌时间3~5min，混合体系温度为20~25℃。

上述方法中，所述纤维注浆材料的性能参数为：析水率1.08~1.15%，粘度19.28~19.73S，结石率75%以上，单轴抗压强度2MPa以上。

本发明的有益效果在于：

1）本发明的纤维注浆材料能够满足可注性、可控性、抗渗性的“三性”要求，同时还具有结实率高、后期强度高等优点；

2）本发明通过在混合料中掺加粉煤灰或矿渣代替部分水泥或细骨料，节约水泥和细骨料用量的同时也改善了混合料拌和物的和易性，增强混合料的可泵性，减少混合料的徐变；同时又加入玄武岩纤维可提高材料的抗侵蚀性能以及抗渗性、降低水化热、改善混合料的耐高温性能、提高固结体的联结性能，以及减少混合料的收缩和开裂。

3）与现有注浆材料相比，本发明的纤维注浆材料具有环保、取材方便、造价低、施工工艺简单等优点，并具有较好的防渗固结能力，在采空区、道路、地基处理等相关领域中都具有广阔的应用前景。

具体实施方式

本发明实施采用的缓凝剂为市售的磷酸盐类无机缓凝剂。

本发明实施采用的硅酸盐水泥为42.5号普通硅酸盐水泥。

下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

实施例1

一种直接堵漏纤维注浆材料，按照重量百分比由以下物质组成：硅酸盐水泥20%、水玻璃45%、粉煤灰5%、水25%、玄武岩纤维3%、磷酸盐类无机缓凝剂2%。

所述直接堵漏纤维注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述质量配比，先将粉煤灰等分成两份，一份与玄武岩纤维、硅酸盐水泥和水混合均匀得到混合液一，另一份与水玻璃混合均匀得到混合液二；将混合液二缓慢倒入混合液一中混合均匀，其中搅拌速度50r/min，搅拌时间5min，混合体系温度为20℃，得到所述纤维注浆材料，性能指标为：析水率1.12%，粘度19.42S，结石率均在75%以上，单轴抗压强度均在4MPa-10MPa以上。

实施例2

一种直接堵漏纤维注浆材料，按照重量百分比由以下物质组成：硅酸盐水泥18%、水玻璃43%、矿渣8%、水26%、玄武岩纤维4%、磷酸盐类无机缓凝剂1%。

所述矿渣的质量百分组成为：SiO₂ 42%、Al₂O₃ 11.6%、CaO 32%、MgO 3.1%，余量为铁、硫的金属氧化物。

所述直接堵漏纤维注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述质量配比，先将粉煤灰等分成两份，一份与玄武岩纤维、硅酸盐水泥和水混合均匀得到混合液一，另一份与水玻璃混合均匀得到混合液二；将混合液二缓慢倒入混合液一中混合均匀，其中搅拌速度40r/min，搅拌时间5min，混合体系温度为25℃，得到所述纤维注浆材料，性能指标为：析水率1.08%，粘度19.28S，结石率均在75%以上，单轴抗压强度均在4MPa-10MPa以上。

实施例3

一种直接堵漏纤维注浆材料，按照重量百分比由以下物质组成：硅酸盐水泥20%、水玻璃40%、粉煤灰10%、水26%、玄武岩纤维3%、磷酸盐类无机缓凝剂1%。

所述直接堵漏纤维注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

按照上述质量配比，先将粉煤灰等分成两份，一份与玄武岩纤维、硅酸盐水泥和水混合均匀得到混合液一，另一份与水玻璃混合均匀得到混合液二；将混合液二缓慢倒入混合液一中混合均匀，其中搅拌速度60r/min，搅拌时间3min，混合体系温度为25℃，得到所述纤维注浆材料，性能指标为：析水率1.15%，粘度19.73S，结石率均在75%以上，单轴抗压强度均在2MPa以上。