CN115286314B - 一种配合mjs工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法 - Google Patents

一种配合mjs工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115286314B
CN115286314B CN202210862649.9A CN202210862649A CN115286314B CN 115286314 B CN115286314 B CN 115286314B CN 202210862649 A CN202210862649 A CN 202210862649A CN 115286314 B CN115286314 B CN 115286314B
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
grouting material
percent
self
resistant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210862649.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115286314A (zh
Inventor
梁晓杰
曲效成
苏岳威
王艳军
高利立
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Anke Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing Anke Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Anke Technology Co ltd filed Critical Beijing Anke Technology Co ltd
Priority to CN202210862649.9A priority Critical patent/CN115286314B/zh
Publication of CN115286314A publication Critical patent/CN115286314A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115286314B publication Critical patent/CN115286314B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C04B18/142—Steelmaking slags, converter slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142—Sulfates
    • C04B22/143—Calcium-sulfate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142—Sulfates
    • C04B22/147—Alkali-metal sulfates; Ammonium sulfate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B24/2623—Polyvinylalcohols; Polyvinylacetates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/24—Macromolecular compounds
    • C04B24/38—Polysaccharides or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • C04B2103/65—Water proofers or repellants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146—Sprayable or pumpable mixtures
    • C04B2111/00155—Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/70—Grouts, e.g. injection mixtures for cables for prestressed concrete
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明涉及注浆材料技术领域，具体为一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法，包括以下质量百分比的原料：42.5等级水泥25％～35％、高炉矿渣粉30％～40％、钢渣粉5％～10％、粉煤灰8％～17％、石膏粉8％～12％、元明粉1％～2％、聚乙烯醇0.2～0.5％、羟丙基甲基纤维素0.2％～0.5％、自修复防水剂1.5％～2.0％、硫酸铝2％～5％、减水剂0％～0.2％。本发明采用聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素提高抗水分散性，采用自修复防水剂使得注浆材料具备自修复性和抗渗防水能力，采用固体废弃物之间的“协同效应”，降低水泥消耗量，使注浆材料具备低碳环保特点，可配合MJS工法应用。

Description

一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法
技术领域
本发明涉及注浆材料技术领域，特别是涉及一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料。
背景技术
随着我国经济建设的推进，城市建设也随之高速发展，地上楼层高度和地下深度不断被刷新，各大城市开始兴建地铁、隧道等地下工程。因此，地基的注浆加固成为了保证工程安全和迅速施工必不可少的措施之一。
全方位高压旋喷注浆(MJS)工法可以在密集的建筑丛中进行地基加固，该工艺是一种微扰动注浆施工技术，对周边建、构筑物影响小，可控性强，能有效的确保周边建筑物及市政设施的安全，目前MJS的施工控制参数为地内压力系数、泥浆比重、注浆泵流量、提升速度、每米喷射时间、泥浆泵压力等。目前选用的注浆材料大多为纯42.5等级水泥，水泥添加比例为40％～60％，水灰比为1：1。
目前已公开的专利和已发表的期刊论文中，配合全方位高压旋喷注浆MJS工法的工艺参数控制已经很全面，但配合所用的注浆材料多为纯42.5等级水泥。纯水泥配合MJS工法施工和使用过程中存在以下问题：
(1)地下土层分布复杂，存在承压水层、富水层、动水富砂层的情况下，纯水泥的注浆材料注入后，会导致注浆材料会被地下水层稀释，导致水灰比被扩大和失真，进而使成桩质量差，加固、止水效果差。
(2)纯水泥注浆材料在地下水层中极易被分散，注浆材料在实际地层应用中的效果要比实验室检测的效果差别较大。
(3)在地下水层的扰动下，水灰比增大，以及因为土中的有机质含量的影响，导致纯水泥注浆材料凝结时间缓慢，强度发展缓慢，导致纯水泥注浆材料在复杂的地层中无法形成有效的强度结构。
(4)纯水泥注浆材料在水化硬化过程中，存在干燥收缩和化学收缩产生的裂缝，该裂缝的存在会引起硬化后的注浆材料抗渗性降低。
(5)为解决纯水泥注浆材料带来的涌水、涌砂等突涌的隐患问题，目前多采用MJS工法和人工冻结联合加固方法，这带来了工序繁杂和成本上升的问题。
根据安全生产为主要原则以及国家施行的“双碳”和“绿色环保”发展要求，因此亟需开发一种可配合MJS工法、抗水分散性、绿色环保的注浆材料。
发明内容
为解决全方位高压旋喷注浆MJS工法中遇到的特殊地层，包括承压水层、富水层、动水富砂层的情况下，纯水泥注浆材料存在易分散、凝结时间慢、强度低、收缩开裂、成桩质量差和工序繁杂等问题，本发明公开了一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法，具备抗水分散性、凝结快、强度高、自修复，且大量利用固废原料，达到产品性能优良且低碳绿色环保等特点，确保注浆材料在特殊地层加固、止水的使用效果。
为了实现上述目的，本申请提供了如下技术方案：
一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，包括以下质量百分比的原料：42.5等级水泥25％～35％、高炉矿渣粉30％～40％、钢渣粉5％～10％、粉煤灰8％～17％、石膏粉8％～12％、元明粉1％～2％、聚乙烯醇0.2～0.5％、羟丙基甲基纤维素0.2％～0.5％、自修复防水剂1.5％～2.0％、硫酸铝2％～5％、减水剂0％～0.2％。
其中，所述自修复防水剂由以下质量百分比的组分配制而成，甲基硅酸钠6％、速溶硅酸钠24％、碳酸镁钙24％、氟硅酸钠18％、甲酸钙28％。所配置的自修复防水剂可以在注浆材料裂缝中生成不溶于水的枝蔓状纤维结晶物，结晶物在结构孔缝中吸水膨胀，由疏至密，逐渐形成一个致密的抗渗区域，从而使注浆材料结构整体具备了良好的防水抗渗能力。由于注浆材料的水化反应是一个长期的反应过程，自修复防水剂长期能继续催化活性化合物而生成结晶，在结晶的作用下进行自修复，使注浆材料具有自修复及防水抗渗的能力。
其中，所述42.5等级水泥包括普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等通用水泥品种。
其中，所述高炉矿渣粉为印巴法冲制而成，经过粉磨后，要求其比表面积≥400m2/kg，7d活性指数≥80％，28d活性指数≥105％。
其中，所述钢渣粉为经热闷或风淬转炉渣处理，粉磨至比表面积≥400m2/kg，7d活性指数≥65％，28d活性指数≥75％。
其中，所述粉煤灰为二级粉煤灰。
其中，所述石膏粉为CaSO4·2H2O，可以是副产物脱硫石膏或天然矿石膏经烘干和粉磨制得的粉体，所要求的比表面积≥400m2/kg。
其中，所述元明粉为Na2SO4，含量达到90％以上。
其中，所述聚乙烯醇要求水解度达到90％以上，用于增强注浆材料的黏度、抗渗性和抗水分散性。
其中，所述羟丙基甲基纤维素要求分子量为20万的冷水速溶型，用于增强注浆材料的保水性、稠度和粘结强度，同时可降低注浆材料硬化后的收缩开裂，提高浆体的结石率。
其中，所述硫酸铝为促凝剂，可缩短注浆材料的凝结时间，提高强度。
其中，所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
本发明的注浆材料的初凝时间为50～230min，终凝时间为100min～500min。7d抗压强度≥5MPa，28d抗压强度≥8MPa。
本发明的注浆材料在使用时，当注浆材料中添加减水剂时，则水灰比为0.45：1；当注浆材料中未添加减水剂，则水灰比为1：1。使用时，注浆材料的掺量为30％～50％，添加水搅拌后，制得注浆料，可满足全方位高压旋喷注浆MJS工法进行应用。
与现有技术相比，本发明的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料至少具有以下有益效果：
(1)本发明的注浆材料中添加有聚乙烯醇和羟丙基甲基纤维素，与传统的纯水泥材料相比，本发明的注浆材料具有一定的黏度、稠度和保水作用，应用到富水地层，该注浆材料具有较高的抗水分散的作用，适合应用于MJS工法。
(2)本发明的注浆材料添加有自修复防水剂，相比传统的纯水泥材料，本发明的注浆材料具有良好的自修复性能，易在裂缝中生成不溶于水的枝蔓状纤维结晶物，增加注浆材料的抗渗和防水能力。
(3)本发明通过调整减水剂掺量、水灰比和促凝剂硫酸铝掺量，调整注浆材料的凝结时间，可适合不同地质和工程需要。
(4)本发明中通过矿渣粉、钢渣粉、石膏粉、元明粉之间发生“协同反应”，可减弱土层中有机质对硅酸盐盐矿物水化的阻碍作用，生成针棒状钙矾石，增强了注浆材料的强度。
(5)本发明的注浆材料大部分采用各类固体废弃物，使固体废弃物之间水化反应产生“协同效应”，降低了纯水泥的掺量；降低了该注浆材料的碳排放，同时具备绿色环保的特点。
下面结合附图对本发明的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料作进一步说明。
附图说明
图1为CGZJ-1在水中的分散情况；
图2为实施例1的注浆材料在水中的分散情况。
具体实施方式
一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，由以下质量百分比的原料组成：42.5等级水泥25％～35％、高炉矿渣粉30％～40％、钢渣粉5％～10％、粉煤灰8％～17％、石膏粉8％～12％、元明粉1％～2％、聚乙烯醇0.2～0.5％、羟丙基甲基纤维素0.2％～0.5％、自修复防水剂1.5％～2.0％、硫酸铝2％～5％、减水剂0％～0.2％。
其中，自修复防水剂由以下质量百分比的组分配制而成，甲基硅酸钠6％、速溶硅酸钠24％、碳酸镁钙24％、氟硅酸钠18％、甲酸钙28％。
42.5等级水泥为普通硅酸盐水泥，在其他有益实施例中，也可以选用矿渣硅酸盐水泥等通用水泥品种。
高炉矿渣粉为印巴法冲制而成，经过粉磨后，要求其比表面积≥400m2/kg，7d活性指数≥80％，28d活性指数≥105％。
钢渣粉为经热闷或风淬转炉渣处理，粉磨至比表面积≥400m2/kg，7d活性指数≥65％，28d活性指数≥75％。粉煤灰为二级粉煤灰。
石膏粉为CaSO4·2H2O，为副产物脱硫石膏或天然矿石膏经烘干和粉磨制得的粉体，要求比表面积≥400m2/kg。
元明粉为Na2SO4，含量达到90％以上；聚乙烯醇要求水解度达到90％以上。
羟丙基甲基纤维素要求分子量为20万的冷水速溶型。硫酸铝为促凝剂；减水剂为聚羧酸高效减水剂。
当注浆材料中添加减水剂，则水灰比为0.45：1；当注浆材料中未添加减水剂，则水灰比为1：1。使用时，掺量为30％～50％，添加水搅拌后，制得注浆料，应用于全方位高压旋喷注浆MJS工法。
实施例1
一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，由以下质量百分比原料组成：42.5等级水泥25％、高炉矿渣粉35.5％、钢渣粉5％、粉煤灰9％、石膏粉12％、元明粉2％、聚乙烯醇0.5％、羟丙基甲基纤维素0.5％、自修复防水剂1.5％、硫酸铝5％、减水剂0％。
实施例1中的注浆材料应用的水灰比为1，按照掺量40％使用，该材料标记为HBJZ-1。
实施例2
一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，由以下质量百分比原料组成：42.5等级水泥30％、高炉矿渣粉34.5％、钢渣粉5％、粉煤灰12.7％、石膏粉10％、元明粉1.5％、聚乙烯醇0.4％、羟丙基甲基纤维素0.4％、自修复防水剂1.5％、硫酸铝4％、减水剂0％。
实施例2中的注浆材料应用的水灰比为1，按照掺量40％使用，该材料标记为HBJZ-2。
实施例3
一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，由以下质量百分比原料组成：42.5等级水泥35％、高炉矿渣粉29.5％、钢渣粉5％、粉煤灰16.2％、石膏粉8％、元明粉1％、聚乙烯醇0.4％、羟丙基甲基纤维素0.4％、自修复防水剂1.5％、硫酸铝3％、减水剂0％。
实施例3中的注浆材料应用的水灰比为1，按照掺量40％使用，该材料标记为HBJZ-3。
实施例4
一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，由以下质量百分比原料组成：42.5等级水泥25％、高炉矿渣粉39.1％、钢渣粉7％、粉煤灰8.2％、石膏粉12％、元明粉2％、聚乙烯醇0.4％、羟丙基甲基纤维素0.4％、自修复防水剂1.7％、硫酸铝4％、减水剂0.2％。
实施例4中的注浆材料应用的水灰比为0.45，按照掺量40％使用，该材料标记为HBJZ-4。
实施例5
一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，由以下质量百分比原料组成：42.5等级水泥30％、高炉矿渣粉34.1％、钢渣粉8％、粉煤灰10.9％、石膏粉10％、元明粉1.5％、聚乙烯醇0.3％、羟丙基甲基纤维素0.3％、自修复防水剂1.7％、硫酸铝3％、减水剂0.2％。
实施例5中的注浆材料应用的水灰比为0.45，按照掺量40％使用，该材料标记为HBJZ-5。
实施例6
一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，由以下质量百分比原料组成：42.5等级水泥35％、高炉矿渣粉29.1％、钢渣粉10％、粉煤灰12.6％、石膏粉8％、元明粉1％、聚乙烯醇0.2％、羟丙基甲基纤维素0.2％、自修复防水剂1.7％、硫酸铝2％、减水剂0.2％。
实施例6中的注浆材料应用的水灰比为0.45，按照掺量40％使用，该材料标记为HBJZ-6。
为明确本发明产品和应用产品的性能特点，以常用的PO42.5水泥为对比例，未掺入减水剂，水灰比1:1，按照掺量40％使用，该材料标记为CGZJ-1。
以常用的PO42.5水泥为对比例，掺入0.2％减水剂，水灰比0.45，按照掺量40％使用，该材料标记为CGZJ-2。
按照上述八种实施例产品HBJZ-1、HBJZ-2、HBJZ-3、HBJZ-4、HBJZ-5、HBJZ-6和常规对比例的CGZJ-1、CGZJ-2，将八种产品按照对应的水灰比，混合成净浆液，使用吸管滴于水内观察浆液在水中的状态，评判浆液的抗水分散性；其中，图1为CGZJ-1在水中的分散情况，图2为实施例1的注浆材料在水中的分散情况。
使用维卡仪测试净浆的凝结时间变化。
使用粉砂土与上述八种实例产品分别成型70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方试模中，试件拆模后分别置于标准气养护制度下和标准水养护制度下，并于7d和28d进行抗压强度测试，并得到水陆强度比，评判注浆材料在水中的抗渗性，结果见表1所示。
表1八种实例产品性能检测指标
Figure BDA0003757294500000061
由表1、图1和图2的数据对比可知：
纯水泥注浆材料遇到水会被水分散和稀释，应用到MJS工法中，遇到富水地层，出现凝结时间延长，强度低，成桩质量差，无法有效的止水、止砂，同时水陆强度比低，无法抵御水的侵蚀。
而本发明的抗水及自修复环保注浆材料，加入水中，具有明显的抗水分散性，凝结时间快，强度高，同时水陆强度比高，表明其具有较高的抗渗防水能力，加入的自修复防水剂也可以在硬化后的注浆材料中，修复裂缝，长期的增强抗渗防水能力。水灰比的降低明显增加了注浆材料的抗水分散的能力，缩短凝结时间，增加抗压强度和水陆强度比。
综上可知，本发明的抗水及自修复环保注浆材料配合MJS工法应用，在遇到承压水层、富水层、动水富砂层等地层中，具有抗水分散性高、凝结时间短、强度高、抗渗防水能力强以及具备自修复的特点，同时配料中使用大量的固体废弃物，利用固体废弃物之间的“协同效应”产生增强作用，具有低碳、绿色、工作性能优良的优点，应用前景广阔。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，其特征在于：包括以下质量百分比的原料：42.5等级水泥25％～35％、高炉矿渣粉30％～40％、钢渣粉5％～10％、粉煤灰8％～17％、石膏粉8％～12％、元明粉1％～2％、聚乙烯醇0.2～0.5％、羟丙基甲基纤维素0.2％～0.5％、自修复防水剂1.5％～2.0％、硫酸铝2％～5％、减水剂0％～0.2％；所述自修复防水剂由以下质量百分比的组分配制而成，甲基硅酸钠6％、速溶硅酸钠24％、碳酸镁钙24％、氟硅酸钠18％、甲酸钙28％；
所述抗水及自修复环保注浆材料的初凝时间为50～230min，终凝时间为100min～500min；7d抗压强度≥5MPa，28d抗压强度≥8MPa。
2.根据权利要求1所述的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，其特征在于：所述42.5等级水泥包括普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥；
所述高炉矿渣粉为印巴法冲制而成，经过粉磨后，要求其比表面积≥400m2/kg，7d活性指数≥80％，28d活性指数≥105％。
3.根据权利要求1所述的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，其特征在于：所述钢渣粉为经热闷或风淬转炉渣处理，粉磨至比表面积≥400m2/kg，7d活性指数≥65％，28d活性指数≥75％。
4.根据权利要求1所述的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，其特征在于：所述粉煤灰为二级粉煤灰；
所述石膏粉为CaSO4·2H2O，为副产物脱硫石膏或天然矿石膏经烘干和粉磨制得的粉体，要求比表面积≥400m2/kg。
5.根据权利要求1所述的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，其特征在于：所述元明粉为Na2SO4，含量达到90％以上；所述聚乙烯醇要求水解度达到90％以上。
6.根据权利要求1所述的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，其特征在于：所述羟丙基甲基纤维素要求分子量为20万的冷水速溶型。
7.根据权利要求1所述的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料，其特征在于：所述硫酸铝为促凝剂；所述减水剂为聚羧酸高效减水剂。
8.权利要求1-7任一所述的配合MJS工法的抗水及自修复环保注浆材料的使用方法，其特征在于：当注浆材料中添加有减水剂时，水灰比为0.45：1；当注浆材料中未添加减水剂时，水灰比为1：1；
使用时，注浆材料的掺量为30％～50％，添加水搅拌后，制得注浆料。
CN202210862649.9A 2022-07-21 2022-07-21 一种配合mjs工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法 Active CN115286314B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210862649.9A CN115286314B (zh) 2022-07-21 2022-07-21 一种配合mjs工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210862649.9A CN115286314B (zh) 2022-07-21 2022-07-21 一种配合mjs工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115286314A CN115286314A (zh) 2022-11-04
CN115286314B true CN115286314B (zh) 2023-04-28

Family

ID=83824697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210862649.9A Active CN115286314B (zh) 2022-07-21 2022-07-21 一种配合mjs工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115286314B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116639893A (zh) * 2023-06-28 2023-08-25 北京安科兴业科技股份有限公司 一种同步注浆用胶凝材料及同步注浆材料和制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107021703B (zh) * 2017-05-08 2020-02-18 甘肃智通科技工程检测咨询有限公司 复合高效超微细粉灌浆材料
CN107572994B (zh) * 2017-09-30 2019-07-16 山东大学 用于富水砂层注浆治理的高效超细水泥基复合注浆材料、制备工艺及应用
CN110002815A (zh) * 2019-03-12 2019-07-12 中交上海三航科学研究院有限公司 一种速凝抗水分散水泥基注浆材料及制备方法
CN111848089B (zh) * 2020-07-31 2022-05-06 山东安实绿色开采技术发展有限公司 一种超高强复合注浆材料及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN115286314A (zh) 2022-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111689752B (zh) 一种多源固废基注浆胶凝材料及其制备方法和应用
CN102584101B (zh) 公路桥涵后张预应力混凝土梁专用压浆剂及其制备方法
CN113307591B (zh) 一种多源固废复合高流态回填材料及其制备方法和应用
CN101560084B (zh) 一种环保型聚合物防水砂浆
CN101602589B (zh) 后张法预应力管道真空灌浆或压浆预制材料及其制备方法
CN103979901B (zh) 一种掺有磷渣粉的水泥基无收缩灌浆材料及使用方法
CN101560083A (zh) 一种尾矿干粉砂浆
CN102603235B (zh) 一种碳纳米管水泥基防水材料及其制备方法
CN112592143B (zh) 一种粘土-矿渣基港口抗震加固矿物注浆材料及制备方法
CN115286314B (zh) 一种配合mjs工法的抗水及自修复环保注浆材料及使用方法
CN103342522A (zh) 抗裂混凝土
CN115745519A (zh) 一种基于膨胀土和工业固废的泡沫轻质土及其制备方法
CN101168483B (zh) 一种高性能面板混凝土及其制备方法
CN107512862B (zh) 一种盾构同步注浆材料专用增粘剂
CN109704684B (zh) 一种用于植入型嵌岩单桩的缓凝型抗水分散灌浆材料
CN101348346B (zh) 混凝土管桩塑化剂及其制备方法和利用其生产管桩的方法
CN113003983B (zh) 一种高抗渗微晶自愈掺合剂及其制备方法
Duan et al. Research on Grouting Materials for Underground Construction Projects
CN114394796A (zh) 一种水利工程用抗冲耐磨混凝土及其制备方法
CN103641387A (zh) 一种防水干粉砂浆
CN107151122A (zh) 用于盾构注浆的干粉砂浆拌制方法
CN113185156A (zh) 一种用建筑垃圾生产抗海水腐蚀水泥的方法
CN112174635A (zh) 一种建设工程泥浆砖及其制作方法
CN105481317A (zh) 一种用于型钢混凝土组合结构c50强度等级的混凝土
CN114656212B (zh) 一种高利废微膨胀流态回填材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant