本发明属于建筑施工材料技术领域，涉及具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液、制备方法及应用。
背景技术：
随着我国经济建设的发展，以水力资源为主的能源开放建设正处在一个高速建设时期。长江流域的金沙江、乌江、大渡河、雅砻江等正在有计划地兴建大量的巨型水利工程，而根据勘测资料分析，上述干支流地质条件大多存在岩石断层、泥化夹层等不良地质条件，因此做好水利水电工程基础的防渗帷幕具有重要意义。
注浆法因具有加固周期短、操作简便、对周围土体扰动小、投资少等优点被广泛应用于防渗工程中。注浆工艺复杂多变，注浆压力、扩散半径等注浆参数是影响注浆效果的重要的因素，其中扩散半径的确定与浆液的粘稠度有很大的关系，当同一地区的土体或岩体构造不同，需要不同流动性的浆液时，传统的注浆防渗技术只能根据不同的地质条件重新调配不同粘稠度的浆液，既浪费时间又浪费金钱，因此如何在防渗加固过程中，调节注浆浆液的流动性，即粘稠程度，保证结构的安全是一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液、制备方法及应用，此种浆液性能稳定，耐热性好、粘着力强、较好的冻结稳定性、耐药性、防水性且可在低温下使用。并且，此种浆液的流动性可根据土体或岩体结构的不同，通过施加不同强度的磁场进行调节和改变，确保岩石或土体的承载力，防止发生破坏。
本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，按照重量比包括以下组份：磁性颗粒1500-3000份、主剂100-200份、交联剂10-45份、促进剂10-30份、引发剂10-30份、溶剂693-869.5份，缓凝剂0-1份；所述磁性颗粒为粒径为微米级的铁、钴、镍及其合金多磁畴材料颗粒；所述主剂为丙烯酸镁和丙烯酸钙的混合物。
在本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液中，所述磁性颗粒的粒径在1-10微米之间。
在本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液中，所述交联剂为n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯或季戊四醇二丙烯酸酯。
在本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液中，所述促进剂为四甲基乙二胺或三乙醇胺。
在本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液中，所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。
在本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液中，所述溶剂为水。
在本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液中，所述缓凝剂为铁氰化钾。
本发明还提供一种上述的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按如下组分配比称重：磁性颗粒1500-3000份、主剂100-200份、交联剂10-45份、促进剂10-30份、引发剂10-30份、溶剂693-869.5份，缓凝剂0-1份；
步骤2：将主剂、交联剂、促进剂、缓凝剂与溶剂相互混合，不断的搅拌使其混合均匀作为甲液，备用；
步骤3：将引发剂、磁性颗粒加入到甲液中，不断搅拌形成具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液。
本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液应用于巷道、大坝、涵管止水以及混凝土渗水裂缝的防渗堵漏、坝基岩石裂隙防渗帷幕灌浆及土壤加固方面。
本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液、制备方法及应用至少具有如下有益效果：
本发明的配方设计合理，成本低，制备过程简单，制得的浆液性能稳定、可在低温下形成凝胶体，固化后的凝胶体具有较好的稳定性和耐久性。同时，可根据防渗加固位置地质条件的不同，通过施加不同强度的磁场来改变浆液的粘稠度，保证浆液能够抵达土体或岩体需防渗加固的位置，从而提高岩体或土体的稳定性。
具体实施方式
本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，按照重量比包括以下组份：磁性颗粒1500-3000份、主剂100-200份、交联剂10-45份、促进剂10-30份、引发剂10-30份、溶剂693-869.5份，缓凝剂0-1份；所述磁性颗粒为粒径为微米级的铁、钴、镍及其合金多磁畴材料颗粒；所述主剂为丙烯酸镁和丙烯酸钙的混合物。
所述磁性颗粒的最优粒径在1-10微米之间。
所述交联剂为n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯或季戊四醇二丙烯酸酯。所述促进剂为四甲基乙二胺或三乙醇胺。所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。所述溶剂为水。所述缓凝剂为铁氰化钾。
本发明的一种具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按如下组分配比称重：磁性颗粒1500-3000份、主剂100-200份、交联剂10-45份、促进剂10-30份、引发剂10-30份、溶剂693-869.5份，缓凝剂0-1份；
步骤2：将主剂、交联剂、促进剂、缓凝剂与溶剂相互混合，不断的搅拌使其混合均匀作为甲液，备用；
步骤3：将引发剂、磁性颗粒加入到甲液中，不断搅拌形成具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液。
下面结合实施例对本发明做进一步的解释说明。
实施例1
具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，按照重量比包括以下组份：磁性颗粒1500份、主剂100份、交联剂10份、促进剂10份、引发剂10份、溶剂869.5份，所述前述组份混合后制备的浆液的密度为1.058×103kg/m3。
其中，磁性颗粒为fe3o4粉末。主剂为丙烯酸镁和丙烯酸钙的混合物。交联剂为n,n'-亚甲基双丙烯酰胺。促进剂为四甲基乙二胺。引发剂为过硫酸铵。溶剂为水。
上述具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：按上述组分配比称重；
步骤2：将主剂、交联剂、促进剂、缓凝剂与溶剂相互混合，不断的搅拌使其混合均匀作为甲液，备用；
步骤3：将引发剂、磁性颗粒加入到甲液中，不断搅拌形成具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液。
上述具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液应用于巷道、大坝、涵管止水以及混凝土渗水裂缝的防渗堵漏、坝基岩石裂隙防渗帷幕灌浆及土壤加固方面。
实施例2
一种具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，按照重量比包括以下组份：磁性粉末1700份、主剂120份、交联剂20份、促进剂12份、引发剂15份、溶剂835.4份，所述前述组份混合后制备的浆液的密度为1.073×103kg/m3。
其中，磁性颗粒为fe3n粉末。主剂为丙烯酸镁和丙烯酸钙的混合物。交联剂为乙二醇二丙烯酸酯。促进剂为四甲基乙二胺。引发剂为过硫酸钾。溶剂为水。
上述具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液的制备用方法及应用与实施例1相同。
实施例3
具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，按照重量比包括以下组份：磁性颗粒2000份、主剂150份、交联剂30份、促进剂15份、引发剂18份、溶剂785.8份，缓凝剂0.5份，所述前述组份混合后制备的浆液的密度为1.085×103kg/m3。
其中，磁性颗粒为co粉末。主剂为丙烯酸镁和丙烯酸钙的混合物。交联剂为乙二醇二丙烯酸酯。促进剂为三乙醇胺。引发剂为过硫酸钾。缓凝剂为铁氰化钾。溶剂为水。
上述具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液的制备用方法及应用与实施例1相同。
实施例4
具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，按照重量比包括以下组份：磁性颗粒2300份、主剂180份、交联剂35份、促进剂20份、引发剂20份、溶剂743.7份，缓凝剂0.5份，所述前述组份混合后制备的浆液的密度为1.105×103kg/m3。
其中，磁性颗粒为羟基铁粉。主剂为丙烯酸镁和丙烯酸钙的混合物。交联剂为季戊四醇二丙烯酸酯。促进剂为三乙醇胺。引发剂为过硫酸铵。缓凝剂为铁氰化钾。溶剂为水。
上述具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液的制备用方法及应用与实施例1相同。
实施例5
具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，按照重量比包括以下组份：磁性颗粒2700份、主剂200份、交联剂40份、促进剂25份、引发剂25份、溶剂733.3份，缓凝剂0.8份，所述前述组份混合后制备的浆液的密度为1.116×103kg/m3。
其中，磁性颗粒为ni粉末。主剂为丙烯酸镁和丙烯酸钙的混合物。交联剂为季戊四醇二丙烯酸酯。促进剂为三乙醇胺引发剂为过硫酸钾。缓凝剂为铁氰化钾。溶剂为水。
上述具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液的制备用方法及应用与实施例1相同。
实施例6
具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，按照重量比包括以下组份：磁性颗粒3000份、主剂200份、交联剂45份、促进剂30份、引发剂30份、溶剂693份，缓凝剂1份，所述前述组份混合后制备的浆液的密度为1.125×103kg/m3。
其中，磁性颗粒为纯铁粉。主剂为丙烯酸镁和丙烯酸钙的混合物。交联剂为乙二醇二丙烯酸酯。促进剂为四甲基乙二胺。引发剂为过硫酸钾。缓凝剂为铁氰化钾。溶剂为水。
上述具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液的制备用方法及应用与实施例1相同。
按照上述实施例1～6制得的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，分别采用密度计、旋转粘度计、ph试纸测定其密度、粘度、ph值。测试结果如表1所示。
表1
本发明的具有磁敏增稠作用的丙烯酸盐加固浆液，添加有磁性颗粒，在外加磁场的作用下，改善浆液的粘稠度。在实际施工中，可根据实际的地质条件，对其施加不同强度的外加磁场，调节注浆浆液的粘稠度，无需重新制备不同配合比的泥浆，节约施工时间。
添加有主剂为丙烯酸钙与丙烯酸镁的混合物，丙烯酸钙起到拮抗剂的作用，抑制丙烯酸镁的毒性。
添加有交联剂n,n'-亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯或季戊四醇二丙烯酸酯，能与主剂交联共聚形成网状聚合物的单体。
添加有促进剂四甲基乙二胺或三乙醇胺，其与引发剂发生反应产生活性自由基引发单体聚合。
添加有引发剂过硫酸铵或过硫酸钾，能够引发单体聚合。
添加有缓凝剂铁氰化钾，可以控制起始凝聚时间，延长聚合反应的诱导期。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的思想，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。