CN106145835B - 一种快速固化止水堵漏材料及其制备方法、应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速固化止水堵漏材料及其制备方法、应用方法，属于防水堵漏工程领域。本发明的快速固化止水堵漏材料，按质量分数计算含有4～6份的吸水膨胀骨料，3～5份快硬胶凝材料，0.1～0.9份的促凝剂，0.1～0.9份的促硬剂，其中的吸水膨胀骨料中的粗骨料为膨胀珍珠岩，细骨料为膨润土，其中膨胀珍珠岩的粒度为1～5mm，膨润土的粒度小于1mm，膨胀珍珠岩与膨润土之间的质量比为1～2。本发明通过堵漏材料骨料的遇水膨胀性，起到快速堵水的效果，且在堵水过程中由于固结体为粗细骨料的致密堆积，使快硬胶凝材料、促凝集和促硬剂的成分在原位不发生变化，从而保证了固结体具有止水、堵漏和固结结构强度稳定的效果。

Description

一种快速固化止水堵漏材料及其制备方法、应用方法

技术领域

本发明涉及防水堵漏技术领域，更具体地说，涉及一种快速固化止水堵漏材料及其制备方法、应用方法。

背景技术

在基坑或隧道开挖过程中，或在大坝使用中，尤其在汛期，存在漏水漏沙等管涌情况。目前针对该种情况，一般采取钻孔灌注聚氨酯的方式来进行封堵，但是，聚氨酯发泡过程较慢体积膨胀难于控制，对于较大的涌水涌沙情况，较难处理，且注浆过程大量聚氨酯随水流出，浪费严重。同时聚氨酯发泡体的强度较低，和所堵漏处结合不牢，存在二次涌水涌沙或大坝“管涌”的风险。另外一些双组份的液体堵漏材料需要分两次注入，接触反应后将漏水处止水堵实，因该方法中无法实现双组份的充分搅拌，因此所堵漏处的强度稳定性欠佳，且堵漏材料成本高，挤注管道和管口容易被堵。

水泥基灌浆、堵漏砂浆是一类工程中常用的灌浆封堵材料，其主要功能是通过堵漏灌浆或结合其他防渗加固手段，满足工程施工及运行的需要，以达到良好的施工环境和保障工程正常运行，大量的用于大型设备锚固，地铁、隧道等地下工程等施工缝的嵌固，混凝土梁柱的加固修补等。然而，在服役过程中，由于各种因素引起的堵漏灌浆材料开裂而重新发生渗漏是一类常见的工程问题。因此，在CN102924019A公开了一种高强微膨胀灌浆材料及其制备方法，其原料为28d抗压强度高于42.5MPa的硅酸盐水泥，硫铝酸盐水泥或高铝水泥中的一种，采用硫铝酸钙类膨胀剂，填料为石英砂、刚玉或铁尾矿，有机硅类消泡剂，聚羧酸类减水剂，甲酸钙或碳酸锂，葡萄糖酸钠，甲基纤维素醚、羟丙基甲基纤维素醚或羟乙基甲基纤维素醚。与现有灌浆材料相比，具有早期强度高、流动性优良、后期强度增长和耐久性好的特点；但是在注浆过程中容易被冲散，难以在激流中施工使用。

中国专利申请号：201410430751.7，申请日：2014年8月27日，发明创造名称为：一种高膨胀性能的水泥基材料及其应用，该申请案公开了一种高膨胀性能的水泥基材料及其应用，所述高膨胀性能的水泥基材料是以硅酸盐水泥为基础材料(分为水泥砂浆及混凝土两大类)，以水泥质量为基准添加各种添加剂，，各添加剂占水泥的质量百分比分别为：具有遇水或遇油膨胀功能的聚合物掺量为0.1％～50％；稳定剂0％～10％；分散剂0％～5％；消泡剂0％～5％；水20％～100％。该高膨胀性水泥基材料可应用在各种灌浆与堵漏材料、地下防水工程、隧道坝堤建设等对耐久性要求高的工程项目中。该专利方案虽然具有高膨胀性能，但其缺点仍是难以有效在水流中应用，虽然能够遇水快速膨胀，但是其后期强度难以有效发挥，只能用于裂缝堵漏中，在汛期较大的水流情况下而无法作为可靠的应急堵漏材料使用。

中国专利申请号：00111031.4，申请日：2000年4月26日，该申请案公开了一种水利注浆防渗堵漏膨胀粉，该申请案中主要以粉煤灰、硫铝酸盐水泥熟料、石膏、石灰为原料，制备出用于江河湖坝大堤注浆防渗堵漏的膨胀粉，该方案已定程度上具有快速膨胀的效果，但是在水流中凝固后的强度较低，使用寿命短，后期需要不断的维护。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术对于较大的涌水涌沙情况较难处理的不足，提供了一种快速固化止水堵漏材料及其制备方法、应用方法，本发明的技术方案，采用吸水膨胀骨料与快硬胶凝材料相配合的方式进行防水堵漏，保证了固结体具有止水、堵漏和固结结构强度稳定的效果。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种快速固化止水堵漏材料，该堵漏材料按质量分数计算含有4～6份的吸水膨胀骨料，3～5份快硬胶凝材料，0.1～0.9份的促凝集，0.1～0.9份的促硬剂。

作为本发明更进一步的改进，所述的吸水膨胀骨料遇水后快速膨胀，该吸水膨胀骨料包含粗骨料和细骨料，所述粗骨料粒度为1～5mm，细骨料粒度小于1mm。

作为本发明更进一步的改进，所述细骨料与粗骨料的质量比为1：(1～2)。

作为本发明更进一步的改进，所述粗骨料为膨胀珍珠岩，细骨料为膨润土。

作为本发明更进一步的改进，所述快硬胶凝材料为强度在52.5MPa以上的硅酸盐水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或一种以上。

作为本发明更进一步的改进，所述促凝剂为碱金属的氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、卤化物的一种或一种以上。

作为本发明更进一步的改进，所述促硬剂为氟硅酸钠。

现有技术中也有采用大颗粒混凝土骨料与水泥骨料配合的方案，类似于本方案中采用的粗骨料与细骨料配合的膨胀材料，但现有技术中多是在这些材料中添加聚酰胺类高聚物来达到快速膨胀效果，但聚酰胺类高聚物在其中只是起到膨胀作用，膨胀后利用混凝土骨料与水泥骨料自身性质凝固，其膨胀效果依赖于聚合物。

而本方案中粗骨料和细骨料均为吸水膨胀材料，膨胀珍珠岩快速膨胀形成骨架，堵住水口，膨润土同时也膨胀，填充在膨胀珍珠岩的缝隙中，一方面，能够增加结构强度，防止快硬胶凝材料等物料被水流吹散而无法达到堵漏作用，另一方面，膨润土使材料中的其他组分被固定在原位，保证材料分布的均匀性，在一定时间内，快硬胶凝材料充分发挥其固化作用，使结构强度大大提高。

所添加促凝剂和促硬剂提高了快硬胶凝材料的凝结速度和硬化速度。吸水膨胀材料虽然能够快速膨胀达到堵漏效果，但其耐久性不足，强度不够，而通过促凝剂和促硬剂则能够使快硬胶凝材料发挥作用，吸水膨胀材料与快硬胶凝材料相互配合，从而保证了固结体具有止水、堵漏和固结结构强度稳定的效果。

本发明的一种快速固化止水堵漏材料的制备方法，其步骤为：

1)研磨膨润土粒度小于1mm，把快硬胶凝材料、促凝剂、促硬剂和膨润土按比例配料；2)、把配料倒入密闭型的搅拌机中，以100～125转/分钟搅拌28～40分钟；3)加入膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的粒度为1～5mm，再以35～60转/分钟搅拌3～10分钟，获得快速固化止水堵漏材料。

本发明的一种快速固化止水堵漏材料的应用方法，包括采用散装使用或包装使用，其中，散装使用过程为：将堵漏材料加入中空挤注管中，将挤注管口插入待止水堵漏处，采用活塞推力或螺旋力，在缓慢拔出挤注管的过程中，将固化材料挤压注入挤注管被拔出后所留下的空间。

包装使用过程为：将堵漏材料用弹力纤维编织的圆柱形或球形包装袋包装，然后加入中空挤注管中，将挤注管插入待止水堵漏处，采用活塞推力，在缓慢拔出挤注管的过程中，将袋装固化剂挤压入挤注管拔出后留下的待堵漏空间。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的技术方案，与现有技术(聚氨酯发泡堵漏)相比，通过堵漏材料骨料的遇水膨胀性，能快速将需堵漏处填满、挤实，起到快速堵水的效果，且在堵水过程中由于固结体为粗细骨料的致密堆积，使快硬胶凝材料、促凝集和促硬剂的成分在原位不发生变化，从而保证了固结体具有止水、堵漏和固结结构强度稳定的效果；

(2)本发明的堵漏材料为无机材料，堵漏固结体的强度不随时间延长而老化，且固结体中析出大量的碱与碱土金属离子还可使固结体周围土体中的活性氧化硅和氧化铝发生地聚物反应，使堵漏的周边土体松散结构被地聚物胶结强化，使堵漏处周边的可能漏水隐患被永久消除；

(3)本发明的堵漏材料制备过程简单，生产周期短，在抢险过程中可快速配制；应用时采用弹性纤维编制袋装堵漏材料直接挤压塞填，因为是整体填注，所以可一次性解决漏水量大和漏水压力大处堵漏难问题，尤其适合使用在抗洪抢险等须立即止水堵漏等的难题解决。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种快速固化止水堵漏材料，其配置方法为：1)先把快硬胶凝材料、促凝剂、促硬剂和膨润土按比例配料；其中，强度在52.5MPa以上的硅酸盐水泥490g，氢氧化物和碳酸盐混合物60g，氟硅酸钠50g，粒度为0.5mm的膨润土135g；2)、把配料倒入密闭型的搅拌机中，以150转/分钟的速度快速搅拌35分钟；3)加入粒度为2mm的膨胀珍珠岩265g，再以30转/分钟的速度慢速搅拌5分钟，获得快速固化止水堵漏材料。

实施例2

本实施例的一种快速固化止水堵漏材料，其配置方法为：1)先把快硬胶凝材料、促凝剂、促硬剂和膨润土按比例配料；其中，强度在52.5MPa以上的硅酸盐水泥与高铝水泥混合物420g，硅酸盐50g，氟硅酸钠50g，粒度为0.5mm的膨润土200g；2)、把配料倒入密闭型的搅拌机中，以120转/分钟的速度快速搅拌30分钟；3)加入粒度为2mm的膨胀珍珠岩280g，再以30转/分钟的速度慢速搅拌5分钟，获得快速固化止水堵漏材料。

实施例3

本实施例的一种快速固化止水堵漏材料，其配置方法为：1)先把快硬胶凝材料、促凝剂、促硬剂和膨润土按比例配料；其中，强度在52.5MPa以上的硅酸盐水泥与高铝水泥混合物420g，硫酸盐和碳酸盐混合物50g，氟硅酸钠50g，粒度为0.8mm的膨润土220g；2)、把配料倒入密闭型的搅拌机中，以125转/分钟的速度快速搅拌30分钟；3)加入粒度为4.2mm的膨胀珍珠岩260g，再以45转/分钟的速度慢速搅拌7分钟，获得快速固化止水堵漏材料。

实施例4

本实施例的一种快速固化止水堵漏材料，其配置方法为：1)先把快硬胶凝材料、促凝剂、促硬剂和膨润土按比例配料；其中，强度在52.5MPa以上的硫铝酸盐水泥与高铝水泥混合物420g，氢氧化物和硅酸盐混合物50g，氟硅酸钠50g，粒度为0.8mm的膨润土220g；2)、把配料倒入密闭型的搅拌机中，以125转/分钟的速度快速搅拌28分钟；3)加入粒度为4.2mm的膨胀珍珠岩260g，再以50转/分钟的速度慢速搅拌5分钟，获得快速固化止水堵漏材料。

本发明的止水堵漏材料，充分利用率物理和化学堵漏原理的结合，通过膨胀材料的物理膨胀特性，形成堵漏骨架；物料中掺杂的物料均匀分布在骨架中，进一步开始化学凝固反应，快速堵漏，堵漏处具有长期的稳定性

实施例5

使用所提供的快速固化止水堵漏材料进行应用，该应用采用散装使用方法，其过程为：

将堵漏材料加入中空挤注管中，将挤注管口插入待止水堵漏处，采用活塞推力和螺旋力，在缓慢拔出挤注管的过程中，将固化材料挤压注入挤注管被拔出后所留下的空间，被压缩固化材料中的膨胀骨料遇水后快速膨胀形成密堆和增大10％以上的堵漏骨架，将堵漏空间堵实止水，随后密堆骨料间的快硬胶凝材料在促凝剂、促硬剂的作用下，发生快速水化反应，在30min内形成0.5MPa以上抗压强度，10h后形成5MPa以上的抗压强度，使堵漏处和周围土体被永久强化。

实施例6

使用所提供的快速固化止水堵漏材料进行应用，该应用采用包装使用方法，其过程为：

将堵漏材料用弹力纤维编织的圆柱形或球形包装袋包装，然后加入中空挤注管中，将挤注管插入待止水堵漏处，采用活塞推力，在缓慢拔出挤注管的过程中，将袋装固化剂挤压入挤注管拔出后留下的待堵漏空间，被压缩的袋装固化材料中的膨胀骨料遇水后快速膨胀形成密堆和增大10％以上的骨架，将堵漏空间快速堵实止水，随后密堆骨料间的快硬胶凝材料在促凝剂、促硬剂的作用下，发生快速水化反应，30min内形成1MPa以上抗压强度，10h后形成5MPa以上抗压强度，使堵漏处和周围土体被永久堵实和强化。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种快速固化止水堵漏材料，其特征在于：该堵漏材料按质量分数计算含有4～6份的吸水膨胀骨料，3～5份快硬胶凝材料，0.1～0.9份的促凝剂，0.1～0.9份的促硬剂；所述吸水膨胀骨料包含粗骨料和细骨料，所述粗骨料粒度为1～5mm，细骨料粒度小于1mm；所述粗骨料为膨胀珍珠岩，细骨料为膨润土。

2.根据权利要求1所述的一种快速固化止水堵漏材料，其特征在于：所述细骨料与粗骨料的质量比为1：(1～2)。

3.根据权利要求1或2所述的一种快速固化止水堵漏材料，其特征在于：所述快硬胶凝材料为强度在52.5MPa以上的硅酸盐水泥、高铝水泥、硫铝酸盐水泥中的一种或一种以上。

4.根据权利要求1或2所述的一种快速固化止水堵漏材料，其特征在于：所述促凝剂为碱金属的氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、卤化物的一种或一种以上。

5.根据权利要求1或2所述的一种快速固化止水堵漏材料，其特征在于：所述促硬剂为氟硅酸钠。

6.一种快速固化止水堵漏材料的制备方法，其特征在于：1)先把快硬胶凝材料、促凝剂、促硬剂和膨润土按比例配料；2)、把配料倒入密闭型的搅拌机中，快速搅拌28～40分钟；3)加入膨胀珍珠岩，再慢速搅拌3～10分钟，获得快速固化止水堵漏材料。

7.根据权利要求6所述的一种快速固化止水堵漏材料的制备方法，其特征在于：快速搅拌时的搅拌速度为110～155转/分钟，加入膨胀珍珠岩后的慢速搅拌速度为30～60转/分钟。