CN115819019A - 锚固注浆材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锚固注浆材料及其制备方法与应用,涉及锚固注浆技术领域。本发明包括以下重量份数比的组分:熟料水泥400‑450份、高强骨料350‑450份、珍珠岩粉末55‑60份、玻化微珠20‑25份、硅灰15‑40份、硅酸铝纤维40‑45份、膨胀剂40‑45份、减水剂3‑6份、阻锈剂2‑4份、引气剂1‑3份,高强骨料为石英粉,阻锈剂由三乙醇胺、乙醇胺和苯甲酸钠组成,引气剂由松香酸钠、硫代硫酸钠及三聚磷酸钠组成。制备方法包括:称量原料并称量原料总质量15‑17%的拌合水;减水剂、阻锈剂及引气剂溶于部分拌合水中得到溶液;玻化微珠、硅灰、硅酸铝纤维及膨胀剂混合后与溶液混合得到一次拌合物,熟料水泥、高强骨料及珍珠岩粉末混合后加入一次拌合物及拌合水混合搅拌。本发明在锚固锚索、锚杆中应用。
Description
技术领域
本发明涉及锚固注浆技术领域,具体涉及一种锚固注浆材料及其制备方法与应用。
背景技术
地下工程开挖过程中,为防止围岩坍塌和石块下落,需要采取支撑、防护等安全技术措施。安全支护是地下工程施工的一个重要环节,只有在围岩经确认是十分稳定的情况下,方可不加支护。需要支护的地段,要根据地质条件、硐室结构、断面尺寸、开挖方法、围岩暴露时间等因素,做出支护设计。支护有构架支撑及锚喷支护两种方式,除特殊地段外,一般应优先采用锚喷支护,锚喷支护为采用锚杆和喷射混凝土支护围岩。
现有技术中,在地铁、隧道等地下工程的支护施工过程中,一般采用灌注水泥砂浆的方法对锚索、锚杆进行锚固。但是,普通水泥砂浆早期强度低,张拉锁定的等待时间较长,在低温环境的抗冻性较差。
发明内容
本发明的目的是开发一种早期强度高且抗冻性好的锚固注浆材料及其制备方法与应用。
本发明通过如下的技术方案实现:
锚固注浆材料,包括以下重量份数比的组分:
熟料水泥400-450份;
高强骨料350-450份;
珍珠岩粉末55-60份;
玻化微珠20-25份;
硅灰15-40份;
硅酸铝纤维40-45份;
膨胀剂40-45份;
减水剂3-6份;
阻锈剂2-4份;
引气剂1-3份;
其中,所述高强骨料为石英粉,所述阻锈剂由三乙醇胺、乙醇胺和苯甲酸钠组成,所述引气剂由松香酸钠、硫代硫酸钠及三聚磷酸钠组成。
可选的,所述高强骨料采用不同粒径的石英粉级配使用。
可选的,所述阻锈剂由三乙醇胺、乙醇胺和苯甲酸钠以质量比1:2:1复合而成。
可选的,所述引气剂中松香酸钠、硫代硫酸钠及三聚磷酸钠各组分分别为100份、20份及2份。
可选的,所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。
可选的,所述减水剂为萘磺酸盐减水剂。
锚固注浆材料制备方法,包括如下步骤:
A.称量原料,原料各组分的重量份数比按照如权利要求1-6任意一项所述的锚固注浆材料称量,并称量原料总质量15-17%的拌合水;
B.将减水剂、阻锈剂及引气剂溶于部分拌合水中,搅拌至静置无沉淀,得到溶液;
C.将玻化微珠、硅灰、硅酸铝纤维及膨胀剂用混料机搅拌混合均匀;
D.将熟料水泥、高强骨料及珍珠岩粉末用混料机搅拌混合均匀;
E.将步骤C中混合的物料放入步骤B中的溶液中并加入部分拌合水混合搅拌2-3分钟,搅拌混合完成后得到一次拌合物;
F.将步骤D中混合的物料放入步骤E中的一次拌合物中并加入剩余拌合水进行混合搅拌。
可选的,所述步骤C中的搅拌时间为3-4分钟,所述步骤D中的搅拌时间为2-3分钟,所述步骤F中混合搅拌时间为8-10分钟。
可选的,采用该方法制备的锚固注浆材料在锚固锚索、锚杆中应用。
可选的,所述锚固注浆材料在锚固锚索、锚杆中的应用方法包括:通过压浆机将锚固注浆材料注入锚索、锚杆孔内进行锚固。
本发明的有益效果是:
本发明在零度以下的寒冷作业环境可以进行锚固注浆,本发明早期强度高,张拉锁定的等待时间短,抗冻性好且抗折强度高,具有体积微膨胀性能确保锚索和锚杆与环境紧密结合。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明创造的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子,它们仅仅为示例,目的不在于限制本发明创造。此外,本发明创造可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明创造提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明公开了一种锚固注浆材料及其制备方法与应用,锚固注浆材料包含以下重量份数比的组分:熟料水泥400-450份、高强骨料350-450份、珍珠岩粉末55-60份、玻化微珠20-25份、硅灰15-40份、硅酸铝纤维40-45份、膨胀剂40-45份、减水剂3-6份、阻锈剂2-4份、引气剂1-3份。
高强骨料可为石英粉,采用不同粒径的石英粉级配使用,用不同粒径的石英粉作为骨料使其具有优良流动性能和渗透性。珍珠岩粉末提高砂浆的抗裂及抗冻性能。玻化微珠提高砂浆的和易流动性和自抗强度,减少材性收缩率。硅灰防止锚固浆液离析、泌水,并能够增加水化产物中凝胶体的含量。硅酸铝纤维增加了抗折强度。膨胀剂为符合GB/T23439-2017《混凝土膨胀剂》规定的硫铝酸钙类膨胀剂。减水剂为符合GB 8076-2008《混凝土外加剂》规定的萘磺酸盐减水剂。阻锈剂为三乙醇胺、乙醇胺和苯甲酸钠以质量比1:2:1复合而成的混合物。引气剂由以下组分混合制成:松香酸钠100份,硫代硫酸钠20份,三聚磷酸钠2份。
锚固注浆材料的制备方法包括如下步骤:
A.按照各组分的重量份数比称量原料,并称量原料总质量15-17%的拌合水;
B.将减水剂、阻锈剂及引气剂溶于部分拌合水中,搅拌至静置无沉淀,得到溶液;
C.将玻化微珠、硅灰、硅酸铝纤维及膨胀剂用混料机搅拌混合均匀,搅拌时间为3-4分钟;
D.将熟料水泥、高强骨料及珍珠岩粉末用混料机搅拌混合均匀,搅拌时间为2-3分钟;
E.将步骤C中混合的物料放入步骤B中的溶液中并加入部分拌合水混合搅拌2-3分钟,搅拌混合完成后得到一次拌合物;
F.将步骤D中混合的物料放入步骤E中的一次拌合物中并加入剩余拌合水进行混合搅拌8-10分钟。
先将中量组分物料加入少量组分物料中混合,再将大量组分物料最后加入混合,目的是为了防止少量组分直接加入大量组分中会出现混合不均匀的现象,减少少量组分粘附在生产设备内壁而造成损失的可能性。
本发明应用于锚固锚索及锚杆,通过上述制备方法制备锚固注浆材料,通过压浆机注入锚索、锚杆孔内进行锚固。
根据上述锚固注浆材料的制备方法,进行十二组实施例,并对十二组实施例进行抗压强度测试。十二组实施例的组分如表1和表2所示。
表1
表2
对上述十二组实施例分别进行抗压强度测试,抗压强度测试参照GB/T17671进行,试块养护时分别放置在相应温度的冻融试验机或标准养护箱中养护。实施例1~4在0℃下3h测定;实施例5~8在-10℃下3h测定;实施例9~12在-20℃下3h测定,再于20℃放置3d测定,测定结果如表3所示。
表3
上述实施例在适用的使用温度下3小时均能够达到20MPa以上,均能用于低温环境锚固注浆。
本发明在零度以下的寒冷作业环境可以进行锚固注浆,本发明早期强度高,张拉锁定的等待时间短,抗冻性好且抗折强度高,具有体积微膨胀性能确保锚索和锚杆与环境紧密结合。
上述实施例只是本发明的较佳实施例,并不是对本发明技术方案的限制,只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案,均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
Claims (10)
1.锚固注浆材料,其特征在于,包括以下重量份数比的组分:
熟料水泥400-450份;
高强骨料350-450份;
珍珠岩粉末55-60份;
玻化微珠20-25份;
硅灰15-40份;
硅酸铝纤维40-45份;
膨胀剂40-45份;
减水剂3-6份;
阻锈剂2-4份;
引气剂1-3份;
其中,所述高强骨料为石英粉,所述阻锈剂由三乙醇胺、乙醇胺和苯甲酸钠组成,所述引气剂由松香酸钠、硫代硫酸钠及三聚磷酸钠组成。
2.根据权利要求1所述的锚固注浆材料,其特征在于,所述高强骨料采用不同粒径的石英粉级配使用。
3.根据权利要求1所述的锚固注浆材料,其特征在于,所述阻锈剂由三乙醇胺、乙醇胺和苯甲酸钠以质量比1:2:1复合而成。
4.根据权利要求1所述的锚固注浆材料,其特征在于,所述引气剂中松香酸钠、硫代硫酸钠及三聚磷酸钠各组分分别为100份、20份及2份。
5.根据权利要求1所述的锚固注浆材料,其特征在于,所述膨胀剂为硫铝酸钙类膨胀剂。
6.根据权利要求1所述的锚固注浆材料,其特征在于,所述减水剂为萘磺酸盐减水剂。
7.锚固注浆材料制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
A.称量原料,原料各组分的重量份数比按照如权利要求1-6任意一项所述的锚固注浆材料称量,并称量原料总质量15-17%的拌合水;
B.将减水剂、阻锈剂及引气剂溶于部分拌合水中,搅拌至静置无沉淀,得到溶液;
C.将玻化微珠、硅灰、硅酸铝纤维及膨胀剂用混料机搅拌混合均匀;
D.将熟料水泥、高强骨料及珍珠岩粉末用混料机搅拌混合均匀;
E.将步骤C中混合的物料放入步骤B中的溶液中并加入部分拌合水混合搅拌2-3分钟,搅拌混合完成后得到一次拌合物;
F.将步骤D中混合的物料放入步骤E中的一次拌合物中并加入剩余拌合水进行混合搅拌。
8.根据权利要求7所述的锚固注浆材料制备方法,其特征在于,所述步骤C中的搅拌时间为3-4分钟,所述步骤D中的搅拌时间为2-3分钟,所述步骤F中混合搅拌时间为8-10分钟。
9.根据权利要求8所述的锚固注浆材料制备方法,其特征在于,采用该方法制备的锚固注浆材料在锚固锚索、锚杆中应用。
10.根据权利要求9所述的锚固注浆材料制备方法,其特征在于,所述锚固注浆材料在锚固锚索、锚杆中的应用方法包括:通过压浆机将锚固注浆材料注入锚索、锚杆孔内进行锚固。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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