專利名稱：一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料及其制備方法
技術領域：
本發明屬于無機非金屬建筑材料類，具體涉及到一種盾構隧道同步注漿材料及其制備方法。
背景技術：
地鐵、隧道等地下工程正隨著國家經濟的飛速發展日益增多，盾構隧道施工技術的發展也異常迅猛，同步注漿材料作為盾構隧道施工中的一項關鍵技術，已經越來越受到重視。現行的同步注漿材料主要有以下缺點一、注漿材料容易受水侵蝕，漿液受到水流的沖刷容易分層離析，抗水分散性能不好；漿液因孔洞、空隙導致Ca2+被水溶出，抗水溶蝕性能不好。二、注漿材料的施工性能難以控制，含水量大、流動度好的漿液容易分層離析，在泵送施工中的問題體現為堵管，需要消耗大量的人力財力，嚴重的還可能導致管片上浮，嚴
重影響施工質量。三、可用時間短，一般的注漿材料的凝結時間在5h左右，遇隧道管線過長或其他特殊情況導致漿液不能馬上灌注時，傳統漿液在放置一段時間后就凝結、失去可用性，導致棄漿，造成材料浪費和工期延誤。磷石膏為磷肥廠固體廢棄物，我國是磷肥生產大國，年生產量達到世界第一，由生產磷肥產生的固體廢棄物——磷石膏的數量是驚人的。普遍采取拋棄法，購地堆放、填埋，既增加企業負擔，又造成第二次對水源、大氣、土地的污染。粉煤灰和粒化高爐礦渣(簡稱礦渣)是兩種大量排放的工業廢渣。粉煤灰是一種具有火山灰活性的工業廢渣，即在Ca(OH)2等化學物質的作用下也具有水硬性。礦渣是一種具有“潛在水硬性”的材料，即單獨存在時，基本無水硬性，但在某些激發劑的作用下，呈現出水硬性。鋼渣粉為煉鋼廠產生的工業廢渣，我國是煉鋼生產大國，年生產量一直處于世界第一，煉鋼廠產生的固體廢棄物一鋼渣的數量也位于世界第一。這些工業廢渣的處理問題一直是廣大學著著力解決的重點問題。

發明內容
本發明的目的在于提供一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料及其制備方法，該方法制備的同步注漿材料具有抗水分散、抗水溶蝕性能，流動度好的特點。為實現上述目的，本發明所采取的技術方案是一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料，它主要由下述組分組成磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、脂肪族高效減水劑、河砂和水，各組分的重量配比(kg/m3)為磷石膏250-350，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉250-400，凹凸棒粘土 25-40，聚丙烯酰胺1-1. 4，脂肪族高效減水劑2-2. 8，河砂800-1000，水200-400 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的重量百分百數為粉煤灰0. 5-99%，礦渣微粉0. 5-99%，鋼渣粉0. 5-99% ;將磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、脂肪族高效減水劑、河砂和水混合攪拌，得到所需的同步注漿材料。所述的磷石膏 為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏。所述的粉煤灰為1級粉煤灰或II級粉煤灰，比表面積彡3500cm2/g,需水量比不大于95%。所述的礦渣微粉S95級高爐礦粉(S95級礦粉)，比表面積彡4000cm2/g。所述的鋼渣粉堿度系數Ka(Ca0/(Si02+P205))彡3. 0，比表面積彡4500cm2/g。所述的凹凸棒粘土江蘇淮源礦業有限公司生產生產，凹凸棒石含量80wt% -85wt%。所述的聚丙烯酰胺白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，易溶，分子量800-1600萬。所述的脂肪族高效減水劑棕褐色液體，減水率20% -25%。所述的河砂細度模數L 5-2. 6。上述一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，其特征要于它包括如下步驟I)原材料選取按各組分的重量配比(kg/m3)為磷石膏250-350，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉250-400，凹凸棒粘土 25-40，聚丙烯酰胺1_1. 4，脂肪族高效減水劑2-2. 8，河砂800-1000，水200-400 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的重量百分百數為粉煤灰0. 5-99%，礦渣微粉0. 5-99%，鋼渣粉0. 5-99%;選取磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、脂肪族高效減水劑、河砂和水；2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。通過調節減水劑摻量、水灰比和磷石膏與粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉的比可以控制漿液成型后的早期強度和后期強度，以適應不同地層對漿液的要求；通過調節聚丙烯酰胺的分子量與聚丙烯酰胺和凹凸棒粘土的摻量可以有效控制漿液的工作性能，以適應不同施工條件對漿液工作性能的要求。一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的水化機理如下磷肥廠的固體廢棄物一磷石膏的主要成分為原狀二水磷石膏，此外還含有少量的P2O5, P2O5本身就有緩凝作用；粉煤灰中的主要成分為SiO2和Al2O3,礦渣微分和鋼渣粉中的主要成分則是CaO和SiO2，礦渣微粉中主要是以處于亞穩態的玻璃體為主，而鋼渣微粉中主要是以過燒的C3S、C2S為主，在早期基本沒有水化，只是起到了填充作用，無法對混合材的活性起到主導作用。因此在前期較長一段時間內注漿材料都保有可用性，不會因為水化凝結而導致無法使用。水化后期，礦渣微粉和鋼渣粉中的活性SiO2和活性CaO與水反應生成C_S_H凝膠，形成結構網絡，促進強度增長，該反應的反應方程式為3Ca0+3Si02+nH20 — xCaO SiO2 yH20+ (3-x) Ca (OH) 2......(I)此外粉煤灰中的活性Al2O3和礦渣微粉和鋼渣粉中的CaO在二水石膏的激發下生成鈣礬石，促進漿液的強度增長。該反應的反應方程式為
Ca0+Al203+3 (CaSO4 2H20) +2Ca (OH) 2+24H20— 3CaO Al2O3 3CaS04 32H20 ......(2)該反應不僅促進漿液強度增長，還能消耗鋼渣粉表面生成的Ca(OH)2,曝露未反應的鋼渣粉，促進反應(I)的進行，生成的鈣礬石填滿CSH結構網絡形成強度增長和良好的密實度，具有微膨脹、減少收縮的作用，使注漿材料的后期擁有較好的力學性能和抗水溶蝕能力。 一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的抗水分散原理如下聚丙烯酰胺是水溶性的高分子聚合物。因為其分子鏈中含有一定數量的極性基團，能通過吸附水中懸浮的固體粒子使粒子間架橋或通過電荷中和使粒子凝聚成大的絮凝物。凹凸棒粘土具有獨特的2 I型頁硅酸鹽結構的層鏈狀晶體結構，致使凹凸棒粘土宏觀呈纖維狀形貌，自身結構中生長很多納米級孔道，因而具有很大的比表面積和較強的吸附能力，因此能是使注漿材料中的水、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、砂等集料相互吸附，防止離析，同時改善注漿材料的流動性、成型性并使其強度增長，而又能有效地防止在水下材料尚析。脂肪族高效減水劑的加入可以降低各粉料和集料分子間的表面能，使原材料在低水量下能夠混合均勻，提高聚合度，使漿液的良好的工作性能，在聚丙烯酰胺和凹凸棒粘土的共同作用下，使漿液具有“牙膏狀”，流動度好，流動度損失小，不分層、不離析，易于泵送，此外還能降低水灰比，穩定強度，本發明利用磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉等工業廢渣制備出盾構隧道同步注漿材料，利用高效減水保塑劑、凹凸棒粘土、聚合物增稠保水劑對注漿材料進行改性。本發明的有益效果是原材料采用了磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉等工業廢渣，廢渣利用率超過90%，配合凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺和脂肪族高效減水劑，制備出的同步注漿材料具有抗水分散、抗水溶蝕性能，流動度好、施工性能好、不堵管，可用時間長、后期強度增長快。具體要求為具有良好的施工性能，不堵管，要求稠度8-12cm，流動度>190mm，流動度損失小，泌水率< 2% ;具有良好的后期強度，要求28d ^ 3. 5MPa ;可用時間長，要求凝結時間> IOh ;具有良好的抗水分散性和抗水溶蝕性能要求pH < 9，28d水陸強度比> 80%，Ca2+濃度< 60mg/L滿足盾構隧道的工程需求。本發明合理的利用了磷石膏中的主要成分二水磷石膏對粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉等工業廢渣的激發能力，配料簡單，制造成本低，生產容易，和易性能好，能滿足注漿設備的要求；且施工管理方便，能有效控制地面沉降。本發明適用于地鐵、隧道的盾構施工。
具體實施例方式為了更好的理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的內容不僅僅局限于下面的實施例。實施例中性能測試方法如下I、力學性能的測定抗壓，抗折強度參照GB177-85《水泥膠砂強度檢測方法》進行，成型模具規格為40mmX40mmX 160mm ;試件養護要求空氣中養護，室溫20°C，相對濕度不小于60%。2、施工性能的測定
同步注漿材料的 稠度，流動度參考JGJ/I70-2009《建筑砂漿基本性能試驗方法標準》進行實驗。A、流動度采用上部圓口直徑70mm，底部圓口直徑100mm，高60mm的錐形模具(即跳桌試模)進行漿液流動度和坍落度試驗。先將潤濕后的錐筒置于光滑并潤濕的平面玻璃板(或跳桌)上，分兩次將漿液傾倒入錐筒內(傾倒期間進行振搗)，然后沿垂直方向迅速提起錐筒，待漿液流動、擴散穩定后進行測量。脫離錐形模具前后漿液高度差即為漿材的坍落度；測量漿液朝不同垂直方向擴散攤開的直徑即為流動度。這種方法它可以直觀、準確的評價漿液的坍落、擴展等工作性能。B、稠度采用砂漿稠度儀進行試驗。用濕布擦凈盛漿容器和試錐表面，將砂漿拌合物一次裝入容器，使砂漿表面低于容器口約IOmm左右。用搗棒地插搗，并敲擊容器，趕出氣泡保證漿材密實，將容器置于砂漿稠度測定儀的底座上，左右輕搖以保證其水平放置。擰松制動螺絲，使試錐自由下落直至指針穩定不再變化。從刻度盤上讀出試錐的下沉深度(精確至Imm),即為砂衆的稠度值；C、泌水率的測定參考GB/T3183-1997《砌筑水泥》。具體實驗方法為取一只IOOmL量筒，小心的倒入漿液至0刻度。在量筒口上覆蓋兩層塑料薄膜，期間保持室溫24 30°C，靜置漿液3小時之后，利用游標卡尺精確測量上浮至量筒口附近的水層厚度，并計算泌水層與量筒內漿液的體積比；3、注漿材料可用時間通過凝結時間測定按JGJ70-90《建筑砂漿基本性能試驗方法》進行。將制備好的砂漿裝入砂漿容量筒內，低于容器上口 10mm，輕輕敲擊容器，并予抹平，將裝有砂漿的容器放在20 土 2°C的室溫環境中保存。砂漿表面泌水不清除，測定貫入阻力值，用截面為30mm2的貫入試針與砂漿表面接觸，在IOs內緩慢而均勻的壓入砂漿內部25mm深，每次貫入時記錄儀表讀數Np，貫入桿至少離開容器邊緣或早先貫入部位I. 2mm。在20±2°C條件下，實際貫入阻力值在2h后開始測定(從攪拌加水算起)，然后每隔半小時測定一次，至貫入阻力達到0. 3MPa以后，改為每隔5min測定一次，直至貫入阻力達到0. 7MPa為止。由測得的貫入阻力值，可按下列方法確定砂漿的凝結時間根據各階段所得貫入阻力值與時間關系繪圖，由圖求出貫入阻力達0. 5MPa時所需的時間tg(min)，此tg即為砂漿的凝結時間測定值。4、注漿材料的抗水分散試驗水中成型試件的方法準備一個高度大于550mm的容器,注水至500mm處，同時在容器內放置一個邊長為70. 7_的立方體漿液試模。把新拌漿液通過導管小心注入充滿水的模具中，直至漿液裝滿試模并溢出，從容器中取出試模，振搗、敲打成型，將水中成型的試模置于標養室(濕度大于60%)中養護直至規定齡期，最后進行力學實驗。通過上述方法測試的試件抗壓強度為漿液的水中強度；同時參考JGJ70-90《建筑漿液基本性能試驗方法》中試件抗壓強度方法進行漿液的陸地強度的測試。
水陸強度比就是指同一種漿液在以上兩種不同條件下成型后，養護至某同一齡期其強度之比(用百分比表示)。水陸強度比是能定量分析漿液的抗水分散性能的數據。5、pH值注漿材料周圍水溶液的PH值，能反映單位體積結石體的連通孔隙中因溶出而帶出衆液中堿的含量。根據DL/T5177-2000《水下不分散混凝土實驗規程》進行實驗。取IOOOmL量筒注入800mL自來水，將50mL的高抗水分散同步注漿材料倒入量筒中，靜置2min，利用PHS_25CpH值測定儀測量上層清液的PH值；6、抗溶蝕性能鈣離子的溶出量分析方法成型試件后，將試樣在足夠多的流水中浸水28天，之后采用熒光分析法對測量浸泡試樣的水溶液中進行Ca2+濃度的測定。實施例I :一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，它包括如下步驟I)原材料的選取各組分重量配比(kg/m3)為磷石膏260，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉280，凹凸棒粘土 27，聚丙烯酰胺1. I，脂肪族高效減水劑2. 2，河砂895，水305 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的總量百分比為粉煤灰65%、礦渣微粉25 %、鋼渣粉10%。所述的磷石膏為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏；所述的粉煤灰為一級或二級粉煤灰，比表面積大于3500cm2/g ;所述的礦渣微粉為高爐礦渣，比表面積大于4500cm2/g ;所述的鋼渣粉為市面上能買到的生鋼渣粉，有效CaO含量彡60 %，比表面積彡4500cm2/g ;所述的凹凸棒粘土 江蘇淮源礦業有限公司生產，凹凸棒石含量80wt% -85wt% ;所述的聚丙烯酰胺為白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，速溶，分子量1600萬；所述的脂肪族高效減水劑的減水率為20% -25%，液態；所述的河砂細度模數為1. 5-2. 6。2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。配合比見表I，測試結果見表2。實施例2 一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，它包括如下步驟I)原材料的選取各組分重量配比(kg/m3)為磷石膏280，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉280，凹凸棒粘土 28，聚丙烯酰胺1. 1，脂肪族高效減水劑2. 25，河砂880，水326 ；其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的總量百分比為粉煤灰65%、礦渣微粉25%、鋼渣粉10%。所述的磷石膏為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏；所述的粉煤灰為一級或二級粉煤灰，比表面積大于3500cm2/g ;所述的礦渣微粉為高爐礦渣，比表面積大于4500cm2/g ;所述的鋼渣粉為市面上能買到的生鋼渣粉，有效CaO含量彡60%，堿度系數&化&0/(5102+ 205))彡3. 0，比表面積彡4500cm2/g ;所述的聚丙烯酰胺為白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，速溶，分子量1600萬；所述的脂肪族高效減水劑的減水率為20 %-25%,液態；所述的河砂細度模數為I. 5-2. 6。所述的凹凸棒粘土 江蘇淮源礦業有限公司生產，凹凸棒石含量80wt*% -85wt*%。2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。
配合比如表I，測試結果見表2。實施例3 一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，它包括如下步驟I)原材料的選取各組分重量配比(kg/m3)為磷石膏300，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉280，凹凸棒粘土 29，聚丙烯酰胺1. 2，脂肪族高效減水劑2. 3，河砂860，水342 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的總量百分比為粉煤灰65%、礦渣微粉25 %、鋼渣粉10%。所述的磷石膏為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏；所述的粉煤灰為一級或二級粉煤灰，比表面積大于3500cm2/g ;所述的礦渣微粉為高爐礦渣，比表面積大于4500cm2/g ;所述的鋼渣粉為市面上能買到的生鋼渣粉，有效CaO含量彡60% ;所述的聚丙烯酰胺為白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，速溶，分子量1200萬；所述的脂肪族高效減水劑的減水率為20% -25%，液態；所述的河砂細度模數為I. 5-2. 6。所述的凹凸棒粘土 江蘇淮源礦業有限公司生產，凹凸棒石含量80% -85%。2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。配合比如表I，測試結果見表2。實施例4:一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，它包括如下步驟I)原材料的選取各組分重量配比(kg/m3)為磷石膏280，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉300，凹凸棒粘土 29，聚丙烯酰胺1. 2，脂肪族高效減水劑2. 3，河砂865，水338 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的總量百分比為粉煤灰65%、礦渣微粉25%,鋼渣粉10%。所述的磷石膏為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏；所述的粉煤灰為一級或二級粉煤灰，比表面積大于3500cm2/g ;所述的礦渣微粉為高爐礦渣，比表面積大于4500cm2/g ;所述的鋼渣粉為市面上能買到的生鋼渣粉，有效CaO含量彡60% ;所述的聚丙烯酰胺為白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，速溶，分子量1200萬；所述的脂肪族高效減水劑減水率為20% -25%，液態；所述的河砂細度模數為I. 5-2. 6。所述的凹凸棒粘土 江蘇淮源礦業有限公司生產，凹凸棒石含量80% -85%。2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。配合比如表I，測試結果見表2。實施例5 一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，它包括如下步驟I)原材料的選取各組分重量配比(kg/m3)為磷石膏280，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉300，凹凸棒粘土 29，聚丙烯酰胺1. 2，脂肪族高效減水劑2. 3，河砂865，水340 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的總量百分比為粉煤灰60%、礦渣微粉25%、鋼渣粉15%。 所述的磷石膏為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏；所述的粉煤灰為一級或二級粉煤灰，比表面積大于3500cm2/g ;所述的礦渣微粉為高爐礦渣，比表面積大于4500cm2/g ;所述的鋼渣粉為市面上能買到的生鋼渣粉，有效CaO含量彡60% ;所述的聚丙烯酰胺為白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，速溶，分子量1000萬；所述的脂肪族高效減水劑減水率為20% -25%，液態；所述的河砂細度模數為I. 5-2. 6。所述的凹凸棒粘土 江蘇淮源礦業有限公司生產，凹凸棒石含量80% -85%。2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。配合比如表I，測試結果見表2。實施例6 種抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，包括如下步驟I)原材料選取按各組分的重量配比(kg/m3)為磷石膏250，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉250，凹凸棒粘土 25，聚丙烯酰胺1，脂肪族高效減水劑2，河砂800，水400 ；其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的重量百分百數為粉煤灰0.5%，礦渣微粉0.5%，鋼渣粉99%;選取磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、脂肪族聞效減水劑、河砂和水；所述的磷石膏為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏。所述的粉煤灰為1級粉煤灰或II級粉煤灰，比表面積> 3500(^2/^，需水量比不大于95<%。所述的礦渣微粉S95級高爐礦粉，比表面積> 4000cm2/g。所述的鋼渣粉堿度系數Ka(CaO/(Si02+P205))彡3. 0，比表面積彡4500cm2/go所述的凹凸棒粘土 江蘇淮源礦業有限公司生產，凹凸棒石含量80%-85%。所述的聚丙烯酰胺白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，易溶，分子量1000萬。所述的脂肪族高效減水劑棕褐色液體，減水率20% -25%。所述的河砂細度模數I. 5-2. 6。2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。配合比如表I，測試結果見表2。
實施例7 種抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，包括如下步驟I)原材料選取按各組分的重量配比(kg/m3)為磷石膏350，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉400，凹凸棒粘土 40，聚丙烯酰胺I. 4，脂肪族高效減水劑2. 8，河砂1000，水400 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的重量百分百數為粉煤灰99%，礦渣微粉
0.5%，鋼渣粉0.5% ;選取磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、月旨 肪族聞效減水劑、河砂和水；所述的磷石膏為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏。所述的粉煤灰為1級粉煤灰或II級粉煤灰，比表面積> 3500(^2/^，需水量比不大于95<%。所述的礦渣微粉S95級高爐礦粉，比表面積> 4000cm2/g。所述的鋼渣粉堿度系數Ka(CaO/(Si02+P205))彡3. 0，比表面積彡4500cm2/go所述的凹凸棒粘土 江蘇淮源礦業有限公司生產，凹凸棒石含量80%-85%。所述的聚丙烯酰胺白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，易溶，分子量800萬。所述的脂肪族高效減水劑棕褐色液體，減水率20%-25%。所述的河砂細度模數I. 5-2. 6。2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。配合比如表I，測試結果見表2。實施例8:種抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的制備方法，包括如下步驟I)原材料選取按各組分的重量配比(kg/m3)為磷石膏250，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉250，凹凸棒粘土 40，聚丙烯酰胺I. 4，脂肪族高效減水劑2. 8，河砂1000，水200 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的重量百分百數為粉煤灰0. 5%，礦渣微粉99%，鋼渣粉0.5%;選取磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、月旨肪族聞效減水劑、河砂和水；所述的磷石膏為磷肥廠的固體廢棄物，主要成分為原狀二水磷石膏。所述的粉煤灰為1級粉煤灰或II級粉煤灰，比表面積> 3500(^2/^，需水量比不大于95<%。所述的礦渣微粉S95級高爐礦粉，比表面積> 4000cm2/g。所述的鋼渣粉堿度系數Ka(CaO/(Si02+P205))彡3. 0，比表面積彡4500cm2/go所述的凹凸棒粘土 江蘇淮源礦業有限公司生產，凹凸棒石含量80%-85%。所述的聚丙烯酰胺白色或類白色顆粒狀粉末，無臭，易溶，分子量800萬。所述的脂肪族高效減水劑棕褐色液體，減水率20%-25%。所述的河砂細度模數I. 5-2. 6。2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和,攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料(即可進行灌注)。配合比如表1，測試結果見表2。表I.同步注衆材料的配合比(kg/m3)
權利要求
1.一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料，它主要由下述組分組成磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、脂肪族高效減水劑、河砂和水，各組分的重量配比為磷石膏250-350kg/m3，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉250-400kg/m3，凹凸棒粘土 25-40kg/m3,聚丙烯酰胺1_1. 4kg/m3,脂肪族高效減水劑2_2. 8kg/m3,河砂800-1000kg/m3，水200-400kg/m3 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的重量百分百數為粉煤灰0. 5-99%，礦渣微粉0. 5-99%，鋼渣粉0. 5-99% ;將磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、脂肪族高效減水劑、河砂和水混合攪拌，得到所需的同步注漿材料。
2.根據權利要求I所述的一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料，其特征是所述的粉煤灰為I級粉煤灰或II級粉煤灰，比表面積> 3500cm2/g,需水量比不大于95%。
3.根據權利要求I所述的一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料，其特征是所述的粉煤灰為所述的礦渣微粉S95級高爐礦粉，比表面積> 4000cm2/g。
4.根據權利要求I所述的一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料，其特征是所述的粉煤灰為:所述的鋼渣粉堿度系數1化&0/(5102+ 205))彡3.0，比表面積^ 4500cm2/g。
5.根據權利要求I所述的一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料，其特征是所述的粉煤灰為所述的聚丙烯酰胺分子量800-1600萬。
6.根據權利要求I所述的一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料，其特征是所述的粉煤灰為所述的河砂細度模數I. 5-2. 6。
7.一種制備如權利要求I所述的一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料的方法，其特征在于它包括如下步驟 1)原材料選取按各組分的重量配比為磷石膏250-350kg/m3,粉煤灰+礦洛微粉+鋼渣粉250-400kg/m3，凹凸棒粘土 25_40kg/m3，聚丙烯酰胺1-1. 4kg/m3，脂肪族高效減水劑2-2. 8kg/m3，河砂800-1000kg/m3，水200_400kg/m3 ;其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的重量百分百數為粉煤灰0. 5-99%，礦渣微粉0. 5-99%，鋼渣粉0. 5-99% ;選取磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、脂肪族高效減水劑、河砂和水； 2)先磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土混合均勻，之后加入河砂一起干拌3分鐘，得到干混料；然后將脂肪族高效減水劑和聚丙烯酰胺與水混合攪拌均勻后加入干混料中混合拌和，攪拌3分鐘，攪拌均勻，得到抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料。
全文摘要
本發明涉及到一種盾構隧道同步注漿材料及其制備方法。一種無水泥抗水分散抗水溶蝕的同步注漿材料，它主要由下述組分組成磷石膏、粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉、凹凸棒粘土、聚丙烯酰胺、脂肪族高效減水劑、河砂和水，各組分的重量配比為磷石膏250-350kg/m3，粉煤灰+礦渣微粉+鋼渣粉250-400kg/m3，凹凸棒粘土25-40kg/m3，聚丙烯酰胺1-1.4kg/m3，脂肪族高效減水劑2-2.8kg/m3，河砂800-1000kg/m3，水200-400kg/m3；其中粉煤灰、礦渣微粉、鋼渣粉占三者之和的重量百分百數為粉煤灰0.5-99％，礦渣微粉0.5-99％，鋼渣粉0.5-99％；混合攪拌，得到所需的同步注漿材料。它具有抗水分散、抗水溶蝕性能，流動度好、施工性能好、不堵管，可用時間長、后期強度增長快的特點。
文檔編號C04B28/08GK102617095SQ20111038694
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月29日 優先權日2011年11月29日
發明者丁慶軍, 周少東, 徐建平, 林建平, 林文書, 王彪, 王紅喜, 王騰飛, 田焜, 胡曙光, 黃修林 申請人:武漢地鐵集團有限公司, 武漢理工大學