CN1250074A - 酚醛木素化学灌浆材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种酚醛木素化学灌浆材料,其组成和一个基本份的含量为:28波美度的木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液50—70ml、36%的甲醛溶液30—40ml、间苯二酚25—30克、40%氢氧化钠水溶液3—8ml。它具有抗压强度高、粘度低、胶凝时间短,而且成本低,毒性低,使用方便,是一种不可多得的防渗堵水、补强固结的化学灌浆材料,推广应用可获得很高的经济效益和社会效益。

Description

酚醛木素化学灌浆材料
本发明公开了一种酚醛木素化学灌浆材料，属于木质素类化学灌浆材料。它应用于水利、水电、矿山、铁道、石油钻井工程的含水地层及建筑物有水裂缝的防渗堵水和补强固结。
目前在工程中常用的木质素类化学灌浆材料有铬木素和铬渣木素，这两种材料虽经不断研究改进，仍存在着以下缺陷：
1、抗压强度低，仅有0.3～0.9Mpa；
2、使用重铬酸钠固化剂(红矾)，灌入地层后有六价铬离子溶出，其毒性很大，污染地下水；
3、浆液灌入地层被地下水稀释后不能凝结，使用受到一定限制。
现在使用的聚氨酯和环氧化学灌浆材料，由于价格昂贵(单价都在10000元/m3以上)，而且粘度大(粘度都在6～200cp之间)，可灌性差，不能广泛应用。
本发明的目的是提供一种抗压强度高、粘度低、胶凝时间短、成本低、毒性低、使用方便的酚醛木素化学灌浆材料。
本发明的目的是这样实现的：一种酚醛木素化学灌浆材料，其组成和一个基本份的含量为：28波美度的木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液50～70ml，36％的甲醛溶液30～40ml，间苯二酚25～30克，40％氢氧化钠或氢氧化钾水溶液3～8ml；并采用以下方法制得：
先把木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与间苯二酚混合并搅拌均匀，再加甲醛溶液并搅拌均匀，临用前加氢氧化钠或氢氧化钾水溶液搅拌均匀即可使用；或者先把木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与氢氧化钠或氢氧化钾水溶液混合，作为甲液，再把间苯二酚和甲醛溶液混合，作为乙液，使用时把甲、乙两液混合。
本酚醛木素化学灌浆材料一个基本份的最佳含量为：28波美度的木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液50ml，36％的甲醛溶液30ml，间苯二酚25克，40％氢氧化钠水溶液7ml。
以上灌液的用量是一个基本份的用量，使用时可根据实际用量的多少按此比例分批配制或加倍配制即可。原料可全部使用工业品，其中28波美度的木质素磺酸钙水溶液可用28波美度木浆造纸废液替代，这样可大大降低成本，氢氧化钠可用氢氧化钾替代。
木质素磺酸钙水溶液和甲醛溶液是木质素灌浆材料常用的基本原料。本配方中使用间苯二酚是本发明的发明点，因为间苯二酚的活性更大，把加入间苯二酚的这种材料灌入地层的裂隙中，可在常温常压下凝固，用使用传统的苯酚则没有这种效果。氢氧化钠或氢氧化钾在本配方中作为一种固化剂(或叫催化剂)，它能调节浆液凝胶时间的长短。
本酚醛木素化学灌浆材料的使用方法是：少量用量可用单液法，大量用量应采用双液法，但推荐使用双液法。
单液法灌浆是事先将配方中所有材料按顺序混合溶解(先把木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与间苯二酚混合并搅拌均匀，再加甲醛溶液并搅拌均匀，最后加氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液搅拌均匀)后，用一台灌浆机灌入被灌体的裂隙中，它适用于小量的灌浆工程，施工也较简单。应注意的是当固化剂氢氧化钠掺入混合液后聚合反应便开始了，所以应立即开灌，不然过早胶凝则产生堵管堵孔和灌不进去的事故。
双液法灌浆是将配方中的原料分为甲、乙两组，木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液混合作为甲液，把间苯二酚和甲醛溶液混合作为乙液，用两台灌浆机把等体积的甲、乙两液在孔口管路的混合器中混合后，灌入被灌体中的施工方法，这种方法浆液不受凝结时间的影响，因为灌后甲、乙两液才混合产生聚合反应，不易堵管、堵孔，灌浆半径也能增大。大量灌注时推荐使用此法。
本发明一种酚醛木素化学灌浆材料是以木质素磺酸钙为基本成份的新型化学灌浆材料，它具有抗压强度高，粘度低，胶凝时间短，在被50倍地下水稀释后仍能胶凝，这种优良性能是现有化学灌浆材料所无法比拟的。而且成本低(如使用木浆造纸废液则成本更低)，毒性低，使用方便，是一种不可多得的防渗堵水、补强固结的化学灌浆材料，推广应用可获得很高的经济效益和社会效益。
下面通过实验数据进一步说明本灌浆材料的性能指标和经济指标
  胶凝时间(分) 相对粘度   抗压强度(Mpa)     经济指标(元/m3)
 空气中   水中     空气中    水中
  本发明配方   4.33～9.65    3893～5440
本发明最佳配方     6    130   2.0      9.22    6.81      4033.5
注：①测抗压强度是将配制好的浆液注入塑料模内成型(试件规格为Φ24.4×h24.4mm)，24小时后脱模，一件置于水中养护4天，另一件在空气中自然条件下养护4天，分别测其测抗压强度。
②相对粘度为相对于水的粘度。
③经济指标是指使用28波美度的木质素磺酸钙溶液和40％氧氧化钠溶液时计算出的成本，如使用28波美度木浆造纸废液，则成本还可大幅度降低。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明：
实施例1
先把28波美度的木质素磺酸钙水溶液50ml与间苯二酚25g混合并搅拌均匀，再加入36％的甲醛溶液30ml并搅拌均匀，最后加入40％氢氧化钠水溶液3ml搅拌均匀，立即用一台灌浆机灌入被灌体的裂隙中。
它适用于小量的灌浆工程，施工也较简单。应注意的是当固化剂氢氧化钠掺入混合液后聚合反应便开始了，所以应尽快将浆液灌入，不然过早胶凝则产生堵管堵孔和灌不进去的事故。以上灌液的用量是一个基本份的用量，使用时可根据实际用量的多少按此比例分批配制或加倍配制即可。原料可全部使用工业品。
实施例2
先把28波美度的木质素磺酸钙水溶液70ml与40％氢氧化钠水溶液8ml混合并搅拌均匀，作为甲液；再把间苯二酚30克和36％的甲醛溶液40ml混合并搅拌均匀，作为乙液。使用时分别把甲、乙两液装入两台灌浆机中，用两台灌浆机把等体积的甲、乙两液在孔口管路的混合器中混合后，灌入被灌体的裂隙中。这种方法浆液不受凝结时间的影响，因为灌后甲、乙两液才混合产生聚合反应，不易堵管、堵孔，灌浆半径也能增大。大量灌注时推荐使用此法，各组份用量加倍即可。
实施例3
先把28波美度的木质素磺酸钙水溶液50ml与40％氢氧化钠水溶液7ml混合并搅拌均匀，作为甲液；再把间苯二酚25克和36％的甲醛溶液30ml混合并搅拌均匀，作为乙液。使用双液法灌浆。使用时为减轻或消除甲醛的刺激气味，可加入占甲醛体积2％的乙醇溶液。大量灌注时各组份用量加倍即可。
实施例4
先把28波美度的木浆造纸废液50ml与间苯二酚25g混合并搅拌均匀，再加入36％的甲醛溶液30ml并搅拌均匀，最后加入40％氢氧化钠水溶液3ml搅拌均匀，即可用一台灌浆机灌入被灌体的裂隙中。就地取材使用木浆造纸废液，还可利用“三废”减轻环境污染，并大幅度降低了成本。大量灌注时各组份用量加倍即可。
实施例5
先把28波美度的木浆造纸废液70ml与40％氢氧化钾水溶液8ml混合并搅拌均匀，作为甲液；再把间苯二酚30克和36％的甲醛溶液40ml混合并搅拌均匀，作为乙液。使用双液法灌浆。大量灌注时各组份用量加倍即可。
实施例6
先把28波美度的木浆造纸废液50ml与40％氢氧化钠水溶液7ml混合并搅拌均匀，作为甲液；再把间苯二酚25克和36％的甲醛溶液30ml混合并搅拌均匀，作为乙液。使用双液法灌浆。大量灌注时各组份用量加倍即可。

Claims (2)

1、一种酚醛木素化学灌浆材料，其组成和一个基本份的含量为：28波美度的木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液50～70ml，36％的甲醛溶液30～40ml，间苯二酚25～30克，40％氢氧化钠或氢氧化钾水溶液3～8ml；并采用以下方法制得：
先把木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与间苯二酚混合并搅拌均匀，再加甲醛溶液并搅拌均匀，临用前加氢氧化钠或氢氧化钾水溶液搅拌均匀即可使用；或者，先把木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液与氢氧化钠或氢氧化钾水溶液混合，作为甲液，再把间苯二酚和甲醛溶液混合，作为乙液，使用时把甲、乙两液混合。
2、根据权利要求1所述的一种酚醛木素化学灌浆材料，其各组份的用量为：28波美度的木质素磺酸钙水溶液或木浆造纸废液50ml，36％的甲醛溶液30ml，间苯二酚25克，40％氢氧化钠或氢氧化钾水溶液7ml。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101928536A (zh) * 2010-05-06 2010-12-29 安吉仕强制胶有限公司 一种阻燃型改性木质素胶及其制备方法
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CN110982500A (zh) * 2019-11-20 2020-04-10 中国石油天然气股份有限公司 交联剂、其制备、深部调剖剂及深部调剖剂的制备与应用
CN114561199A (zh) * 2022-02-17 2022-05-31 中国石油化工股份有限公司 一种堵水剂及其制备方法

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