一种抗干缩丙烯酸盐灌浆材料、制备方法及其应用与流程

本发明属于化学灌浆，具体涉及一种抗干缩丙烯酸盐灌浆材料、制备方法及其应用。

背景技术：

1、丙烯酸盐灌浆材料具有浆液初始黏度低、凝胶时间可调、凝胶体防渗性能好、可吸水膨胀等优点，被广泛应用于帷幕灌浆中。丙烯酸盐灌浆材料的凝胶体为水凝胶，含有大量的自由水，使得凝胶体强度低、柔性良好，在潮湿有水的环境中，凝胶体可以保持原有的性状，但在干燥环境中，凝胶体中的水分会逐渐挥发，体积收缩，强度增加，柔性变差。据文献报道丙烯酸盐凝胶体干缩后，失水率可超过50％，体积收缩率可超过60％，变成透明的硬脆固体，失去柔性。由此可以遇见，使用丙烯酸灌浆材料堵漏的工程，在经历长久的枯水期后，容易出现凝胶体的过度干缩而与粘接面脱离，失去防渗堵漏的效果，虽然干缩后的凝胶体可以吸水恢复，膨胀挤压止水，但是这个过程需要时间，无有效粘接单纯靠吸水膨胀的挤压作用也无法抵抗水压。正是由于丙烯酸盐凝胶体的抗干缩性能太差，使得丙烯酸盐灌浆材料在防渗堵漏工程中应用受限。

技术实现思路

1、为解决现有丙烯酸盐凝胶体的抗干缩性能太差，使得丙烯酸盐灌浆材料在防渗堵漏工程中应用受限的问题，本发明提供了一种抗干缩丙烯酸盐灌浆材料、制备方法及其应用。

2、为实现上述目的，本发明公开了以下技术方案：

3、一种抗干缩丙烯酸盐灌浆材料，所述抗干缩丙烯酸盐灌浆材料按质量分数包括以下组分：丙烯酸15.6～22.6份，氧化镁4.3～6.3份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯1.0～1.6份，改性剂a 10.0～20.0份，改性剂b 2.0～5.0份，引发剂0.2～0.5份，铁氰化钾0～0.05份，去离子水53.0～59.3份。

4、进一步的，所述改性剂a为聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚中的至少一种，所述的改性剂b为乙二醇、丙二醇中的至少一种。

5、进一步的，所述引发剂为过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。

6、进一步的，所述聚乙二醇为peg200、peg400、peg600中的至少一种。

7、进一步的，所述聚乙二醇单甲醚的分子质量不超过800。

8、本发明还公开一种抗干缩丙烯酸盐灌浆材料的制备方法，包括以下步骤：

9、步骤1：将丙烯酸和去离子水混合，在搅拌条件下，加入氧化镁反应，得到丙烯酸镁溶液，向丙烯酸镁溶液中添加甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，混合得到a液；

10、步骤2：将铁氰化钾和引发剂溶解于蒸馏水中，然后加入改性剂a和改性剂b混合得到b液；

11、步骤3：将a液和b液混合，得到抗干缩丙烯酸盐灌浆材料。

12、具体地，按质量分数包括以下组分：丙烯酸15.6～22.6份，氧化镁4.3～6.3份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯1.0～1.6份，改性剂a 10.0～20.0份，改性剂b 2.0～5.0份，引发剂0.2～0.5份，铁氰化钾0～0.05份，去离子水53.0～59.3份。

13、具体地，所述改性剂a为聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚中的至少一种，所述的改性剂b为乙二醇、丙二醇中的至少一种；

14、所述引发剂为过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。

15、具体地，步骤1中的反应体系温度不超过50℃，反应时间0.5～2h。

16、本发明还公开一种抗干缩丙烯酸盐灌浆材料在在变形缝的防渗堵漏工程中的应用。

17、本发明的与现有技术相比具有以下技术效果：

18、本发明创新性的使用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯在丙烯酸盐灌浆材料体系中，该材料即是交联剂又是促进剂，使丙烯酸盐凝胶体具有超高的弹性，断裂伸长率可超过1200％，同时凝胶体具有更好的吸水膨胀性，凝胶体未完全干燥前拥有更好的弹性；使用聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚、乙二醇、丙二醇等对丙烯酸盐灌浆材料进行改性，在不会明显提高浆液黏度的情况下，大幅度的提高了凝胶体的抗干缩性能，凝胶体保水性增加，失水率和体积收缩率降低，干缩后的凝胶体仍然具有优良的弹性，可以适应裂缝的动态变化。

19、下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种抗干缩丙烯酸盐灌浆材料，其特征在于，所述抗干缩丙烯酸盐灌浆材料按质量分数包括以下组分：丙烯酸15.6～22.6份，氧化镁4.3～6.3份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯1.0～1.6份，改性剂a 10.0～20.0份，改性剂b 2.0～5.0份，引发剂0.2～0.5份，铁氰化钾0～0.05份，去离子水53.0～59.3份。

2.根据权利要求1所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料，其特征在于，所述改性剂a为聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚中的至少一种，所述的改性剂b为乙二醇、丙二醇中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钠和过硫酸铵中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料，其特征在于，所述聚乙二醇为peg200、peg400、peg600中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料，其特征在于，所述聚乙二醇单甲醚的分子质量不超过800。

6.权利要求1～5任一所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料的制备方法，其特征在于，按质量分数包括以下组分：丙烯酸15.6～22.6份，氧化镁4.3～6.3份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯1.0～1.6份，改性剂a 10.0～20.0份，改性剂b 2.0～5.0份，引发剂0.2～0.5份，铁氰化钾0～0.05份，去离子水53.0～59.3份。

8.根据权利要求6所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料的制备方法，其特征在于，所述改性剂a为聚乙二醇、聚乙二醇单甲醚中的至少一种，所述的改性剂b为乙二醇、丙二醇中的至少一种；

9.根据权利要求6所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料的制备方法，其特征在于，步骤1中的反应体系温度不超过50℃，反应时间0.5～2h。

10.权利要求1～5任一所述的抗干缩丙烯酸盐灌浆材料在在变形缝的防渗堵漏工程中的应用。

技术总结
本发明公开抗干缩丙烯酸盐灌浆材料、制备方法及其应用，抗干缩丙烯酸盐灌浆材料按质量分数包括以下组分：丙烯酸15.6～22.6份，氧化镁4.3～6.3份，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯1.0～1.6份，改性剂a 10.0～20.0份，改性剂b 2.0～5.0份，引发剂0.2～0.5份，铁氰化钾0～0.05份，去离子水53.0～59.3份。本发明使用甲基丙烯酸二甲氨基乙酯，即是交联剂又是促进剂，使丙烯酸盐凝胶体具有超高的弹性，断裂伸长率可超过1200％，同时凝胶体具有更好的吸水膨胀性，凝胶体未完全干燥前拥有更好的弹性；所使用的改性剂实现在不明显提高浆液黏度的情况下，大幅度提高凝胶体的抗干缩性能，凝胶体保水性增加，失水率和体积收缩率降低，干缩后的凝胶体具有优良的弹性，可以适应裂缝的动态变化。

技术研发人员：曾娟娟,姬亚东,李惠枝,朱开鹏,韦代东,宁殿艳,李士强,张文忠
受保护的技术使用者：中煤科工西安研究院（集团）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13