CN107352851B - 一种无水泥防渗注浆材料组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无水泥防渗注浆材料组合物，涉及文物建筑外围土体窄槽防渗工程技术领域，由不包含水泥的干粉料和乳化沥青液料组成，所述干粉料和所述乳化沥青液料的质量比为30~70:100；其中干粉料包括有骨料、无机活性粉料和膨润土，乳化沥青液料包括有乳化沥青、防水乳液、减水剂、消泡剂和短纤维。该材料组合物具有机械可施工、弹韧性好、抗拉伸性好、抗渗水、耐久性高、环保等特点，可取代热沥青、抗渗混凝土、聚氨酯材料作为文物遗址地下止水帷幕构筑，也可以用于新、旧建筑地下室外围土体防渗处理。

Description

一种无水泥防渗注浆材料组合物
技术领域
本发明涉及文物建筑外围土体窄槽防渗工程技术领域，具体地指一种无水泥防渗注浆材料组合物。
背景技术
由于特殊的历史原因, 我国有大量的古代建筑遗存作为各种不同的遗址而埋藏于地下。在现代化建设中，需要将各类遗址保护起来并展示给社会各个阶层，这既是文化的传承，也是现代城乡建设的使命之一。
但是，埋藏在地下的遗址一旦被发掘，并在博物馆等环境下展示，它的存在环境就发生了变化。原本对遗址没有危害的的地下水会渗入博物馆，破坏遗址文物本体，室内遗址文物会产生霉变、泛碱等病害而遭受破坏。因此，室内遗址，特别是南方潮湿地区的室内遗址，必须应用防渗技术割断其与地下水的联系。至今一直缺乏有效的防渗技术手段，其中防渗材料更是解决技术难题的关键所在。
2002前后，在湖南省常德的城头山遗址保护中，当地文物保护部门开发出所谓的“窄槽防渗技术”，并通过了有关专家的论证。该项技术，即"大遗址窄槽注浆防渗技术”于2010作为遗址保护的关键技术予以推广。但是，“窄槽防渗技术”采用的防渗材料是热沥青，其热熔过程对环境造成污染，同时热沥青的快速冷却不利于窄槽注浆作业过程中连续止水带的形成，达不到预期的防渗效果。
现有的乳化沥青防水材料组合发明常添加水泥，应用包括沥青混凝土用于防水堤坝的隔水层、乳化沥青防水涂料，国内相关专利包括2013年公布的申请公布号 CN103242010 A 《一种聚合物水泥防水涂料》发明专利、2014年公布的申请公布号 CN103833282 A《一种乳化沥青防水砂浆及其制备方法》发明专利。类似的发明专利还包括无砟轨道用CA砂浆，它被用于高铁轨道垫层，粉料添加成分也含有一定量的水泥，相关专利包括2013年公布的申请公布号CN 103073235 A《一种用于严寒地区板式无砟轨道的水泥乳化沥青砂浆》发明专利、2014年公布的申请公布号 CN 104030644 A《一种用于高速铁路板式无砟轨道充填层的聚合物水泥砂浆》。美国1997年公布的专利公开号US5597409 A公布了双组分液态的注浆料（Bituminous reinforcing material for grouting )，其中双组分均为液态，含有水泥及固化催化剂。
本发明的一种无水泥防渗材料组合，不添加任何类型的水泥，该材料能够在土中自硬化，并起到阻断地下水、浅表水的迁移，尤其满足于文物保护中禁用水泥的要求。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有遗址类文物的周围防渗技术不足，提供一种防渗注浆材料组合物，用于文物遗址地下止水帷幕构筑，也可以用于新、旧建筑地下室外围土体防渗处理。
本发明设计的一种无水泥防渗注浆材料组合物可取代现有的热沥青、抗渗混凝土、聚氨酯材料，并具有机械可施工、弹韧性好、抗拉伸性好、抗渗水、耐久性好、环保等特点。
一种无水泥防渗注浆材料组合物，由不包含水泥的干粉料和乳化沥青液料组成，所述干粉料和所述乳化沥青液料的质量比为30~70:100。
作为上述技术方案的优选，所述干粉料各原料的重量份数比例为：
骨料：100份；
无机活性粉料：40~70份；
膨润土：10~40份。
作为上述技术方案的优选，所述乳化沥青液料各原料的重量份数比例为：
乳化沥青：100份；
防水乳液：5~15份；
减水剂：0.5~1.5份；
消泡剂：0.2~1份；
短纤维：0~0.8份。
本发明中创造性的在干粉料中不添加任何类型的水泥，而使用硅粉、消石灰等无机材料进行复合以促进材料的自我固化，实现防渗止水功能，有效避免了水溶盐对文物及建筑本体的危害。
作为上述技术方案的优选，所述骨料为石英砂、河砂、机制砂、尾砂中的一种或两种的混合物。
作为上述技术方案的优选，所述无机活性粉料为硅微粉、矿粉、消石灰中的一种或两种以上的混合物。
作为上述技术方案的优选，所述膨润土为钙基膨润土与钠基膨润土的组合物，其中二者的重量分数比例为2:3~7:3。
本发明中在干粉料中通过硅微粉、钠基膨润土、钙基膨润土一种或几种复配调整材料的稠度和硬化时间，从而实现该材料组合的极佳的可施工性。
作为上述技术方案的优选，所述乳化沥青为固含量 40～60％的阳离子乳化沥青。
本发明中在乳化沥青液料中通过较高掺量的乳化沥青量，实现材料更好的弹韧性。
作为上述技术方案的优选，所述防水乳液为氯丁胶乳、纯丙乳液或硅丙乳液中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述减水剂为聚羧酸类减水剂，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
本发明中在液料中通过引入消泡剂组分，解决了无机粉料加入导致的注浆组合材料中有害气泡存在的问题。
本发明中在液料中引入减水剂，实现更多无机粉料的添加量，促进注浆组合材料内部水分的吸收，降低由于乳化沥青中大量水分散失产生的收缩。
作为上述技术方案的优选，所述短纤维为聚酯类纤维或聚乙烯类纤维。
本发明中在通过引入短纤维组分，植入“筋”，从而提高材料的抗拉伸性能。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明提供的一种用于文物遗址或新旧建筑地下室周围防渗止水的注浆材料组合物，经过大量试验研究，该材料组合的各组分配比科学合理，且具有以下优异的性能：
①工作性好，具有较好的流动性，在无压力或低压条件下实现注浆作业；
②韧性好，即使在低温下仍具有良好的韧性；
③抗拉伸、抗裂性好、耐久性优异，能够满足5~10cm厚度、深度10m以上的窄槽止水帷幕要求；
④材料适应性好，制备方法简单，对搅拌设备要求低；
⑤成本较低，可用于工程大规模施工。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明 作进一步的详细描述，这些实施例仅限于解释说明本发明，而不限定本发明的范围：
下述实施例中的试验方法，如无特殊说明，均为常规试验方法。下述实施例中所用的原材料，如无特殊说明，均为市售产品。
本发明所述的材料组合的生产工艺为：在干料混合机中依次加入骨料、无机粉料、膨润土搅拌均匀后出料包装，制得干料组分；在液料混合机中依次加入乳化沥青液体、减水剂、消泡剂、短纤维并搅拌均匀后出料包装，制得液料组分。
上述材料组合的施工方法为：向砂浆搅拌机中依次加入经过计量的液料和干料，边加边搅拌，加料完成后持续搅拌 5~10分钟直至物料均匀，即可制得填充注浆材料。
实施例1~实施例6的组分含量比例见表1：
表1 实施例1~实施例6的组分含量比例
Figure DEST_PATH_IMAGE001
实施例1~实施例6各组分物质参数见表2：
表2 实施例1~实施例6各组分物质参数
Figure 759381DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
实施例1~实施例6组合物性能参数见表3：
表3 实施例1~实施例6组合物的性能参数
Figure 207679DEST_PATH_IMAGE004
Figure DEST_PATH_IMAGE005
由表3可见，影响材料组合的流动性的组份是粉料比例、乳化沥青液料的固含量以及粉料中的膨润土的比例，固化时间与材料组合的流动度成线性函数关系；弹韧性主要取决于材料组合中乳化沥青的固含量；减水剂、消泡剂、纤维在一定程度上对材料组合具有调节作用，但是对表3中提到的性能影响有限；表3中的材料组合均能很好的满足抗渗要求。

Claims (6)

1.一种无水泥防渗注浆材料组合物，其特征在于：由不包含水泥的干粉料和乳化沥青液料组成，所述干粉料和所述乳化沥青液料的质量比为30~70:100；
所述干粉料各原料的重量份数比例为：
骨料：100份；
无机活性粉料：40~70份，所述无机活性粉料为硅微粉、矿粉、消石灰中的一种或两种以上的混合物；
膨润土：10~40份，所述膨润土为钙基膨润土与钠基膨润土的组合物，其中二者的重量分数比例为2:3~7:3；
所述乳化沥青液料各原料的重量份数比例为：
乳化沥青：100份；
防水乳液：5~15份；
减水剂：0.5~1.5份；
消泡剂：0.2~1份；
短纤维：0~0.8份。
2.根据权利要求1所述的一种无水泥防渗注浆材料组合物，其特征在于，所述骨料为石英砂、河砂、机制砂、尾砂中的一种或两种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种无水泥防渗注浆材料组合物，其特征在于，所述乳化沥青为固含量 40～60％的阳离子乳化沥青。
4.根据权利要求1所述的一种无水泥防渗注浆材料组合物，其特征在于，所述防水乳液为氯丁胶乳、纯丙乳液或硅丙乳液中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种无水泥防渗注浆材料组合物，其特征在于，所述减水剂为聚羧酸类减水剂，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
6.根据权利要求1所述的一种无水泥防渗注浆材料组合物，其特征在于，所述短纤维为聚酯类纤维或聚乙烯类纤维。
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