一种水泥-苯丙乳液加水性环氧树脂注浆材料

技术领域

本发明涉及地下工程软弱地层加固以及防渗堵水注浆技术领域，具体涉及一种水泥- 苯丙乳液加水性环氧树脂注浆材料。

背景技术

注浆是一项工程加固辅助措施，注浆过程采取合理的注浆工艺，采用相关的配套的机械设备，将浆液注入到岩、土的空隙当中，以及空洞，裂隙当中，通过浆液经过扩散、硬化加固凝结，降低水流的渗透性，增强其工程强度以及稳定性，最终达到岩、土的加固、防渗以及堵水等多种目的。

当前中国已经成为全球发展最快的隧道与地下工程建设市场，我国公路、地铁隧道长约2万公里，各类地下隧道总长超过1万公里；同时国内地质状况较为复杂，在修建隧道的过程当中，比较常见的节理、断层等结构面，对于此类地质环境较差的地层，对土建行业提出了新的要求，更多的科技创新被提出与实施解决此类问题，同时带动了土木行业的进步，中国的隧道建设技术总体上已达到世界先进水平。同时地铁等地下隧道施工过程中如遇地质条件差，地下水丰富，渗漏水问题较为严重，针对水位较高等情况，易发生突泥涌水、初支变形开裂等突发事件，隧道施工过程中存在极大的安全风险。为确保隧道开挖面稳定无沉降，需对土体进行注浆堵水进行加固，减小地面沉降，同时提高土砂体自稳性，保证隧道开挖区间正常开挖。

针对目前堵漏材料的缺点：在灌注足量浆液后，仍然没达到预期注浆压力，说明注入浆液凝固时间较长，注浆尚未凝固，水泥浆已经沿着岩石裂隙扩散，没有办法达到预期注浆效果；亦或是注浆压力满足，尚未达到预期注浆量，注浆溶液凝固时间过快，没有达到帷幕注浆效果等。水泥-苯丙乳液加水性环氧树脂注浆材料具有凝胶时间可控，浆液不易流失，结实率高，提高可注性，降低憎水性，增强与潮湿裂缝粘结力，覆盖率广等特点，可以起到及时填充、快速堵水防漏等目的，此材料可被广泛应用于隧道帷幕灌浆、壁后注浆、软土地基加固等工程。

针对现有技术存在的问题，此发明能够使得注浆材料具有更好的材料稳定性、泌水率低、提高注浆区域稳定性、方便土壤，加固，同时增强土体的绝缘性能等优点。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种水泥-苯丙乳液加水性环氧树脂注浆材料具有粘结力强、收缩性小、稳定性好、泌水率小、结石强度高、耐久性强、使用方便等优点，降低了传统材料的注浆流失率，提高了材料的利用率，从而降低了注浆材料的工程使用成本。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种水泥-苯丙乳液加水性环氧树脂注浆材料，包括A液、B液和C液三种均匀混合的组分；所述A液为苯丙乳液，B水性环氧树脂，C液为水泥浆液；

将A液、B液按照1∶0.2～2.2的体积比均匀混合，再将A液与B液的混合溶液与C 液按照1∶1～1.5的体积比均匀混合即得到所述水泥-苯丙乳液加水性环氧树脂注浆材料。

进一步，所述C液包括水泥、缓凝剂、稳定剂和减水剂，缓凝剂的掺量为水泥质量的0.5％～3％，稳定剂的掺量为水泥质量的0.1％～0.5％，减水剂的掺量为水泥质量的0.1％～ 1％。

进一步，所述C液的水灰比为0.5～1.5∶1。

进一步，所述水泥为强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥或早强型普通硅酸盐水泥。

进一步，所述缓凝剂为木质磺酸钙、酒石酸、铁氰化钾。

进一步，所述稳定剂为纤维素醚、聚乙烯醇、水溶性淀粉。

进一步，所述减水剂为氨基高效减水剂、木质素系、萘系、聚羧酸系减水剂。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明采用添加剂配合发生作用，提高浆液稳定性、同时提高浆液的流动性，本发明中应用的聚乙烯醇可与水泥-苯丙乳液加水性环氧树脂形成稳定结构，使凝胶具有更好的粘结力与耐久性以及抗溶蚀性，本发明对传统的注浆材料通过添加稳定剂、减水剂、缓凝剂进行改性，通过各材料与添加剂相互配合协同作用，使浆液具有较好的流动性、稳定性、保水性，凝结时间可控，同时结石体强度高、耐久性好，生成一种稳定的高性能新型注浆材料。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述：

实施例1

本发明提出了一种水泥苯丙乳液加水性环氧树脂注浆材料，包括A液、B液和C液三种均匀混合的组分；所述A液为苯丙乳液，B水性环氧树脂，C液为水泥浆液；

将A液、B液按照1∶0.2～2.2的体积比均匀混合，再将A液与B液的混合溶液与C 液按照1∶1～1.5的体积比均匀混合即得到所述水泥-苯丙乳液加水性环氧树脂注浆材料

所述A液为苯丙乳液，固体含量40～50％，粘度80～2000mPa·s，PH值7～10；B 液为水性环氧树脂，乳白色均匀液体，PH值6-8，含固量20％～50％。

所述C液包括水泥、缓凝剂、稳定剂和减水剂，缓凝剂的掺量为水泥质量的0.5％～3％，稳定剂的掺量为水泥质量的0.1％～0.5％，减水剂的掺量为水泥质量的0.1％～1％。

所述C液的水灰比为0.5～1.5∶1。

所述水泥为强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥或早强型普通硅酸盐水泥。

所述缓凝剂为木质磺酸钙、酒石酸、铁氰化钾；所述缓凝剂木质磺酸钙不仅有缓凝作用，便于控制凝固时间，同时改善浆液的流动性，提高结石体的强度。缓凝剂酒石酸为有机酸，水泥硬化过程是在碱性条件下进行的，酒石酸抑制了水泥熟料的水化和硬化速度，同时酒石酸反应生成相应的钙盐，相应推迟了硬化过程，提高了结石体强度，增加溶液稳定性。缓凝剂铁氰化钾能够降低水化热，延长水泥硬化时间，使得新拌混凝土能在较长时间内保持塑性。。

所述稳定剂为纤维素醚、聚乙烯醇、水溶性淀粉；所述稳定剂聚乙烯醇，聚乙烯醇为水溶性聚合物，具有表面活性作用，增大了颗粒间吸引，使多相分散体凝聚在一起，有助于粒子的分散稳定，从而改善了C液的稳定性、泌水性和抗水分散性。稳定剂纤维素醚，纤维素醚化后能够溶于水、稀碱溶液，具有热塑性，引入基团越大，纤维素醚越容易溶于水。稳定剂水溶性淀粉能够改善砂浆粘聚性和保水性，提高操作性。

所述减水剂为氨基高效减水剂、木质素系、萘系、聚羧酸系减水剂；所述氨基高效减水剂，氨基磺酸盐高分子合成树脂，具有优良的减水性、流动性，更好地提高耐久性与强度，改善浆液的流变性能。木质素系减水剂，属于阴离子表面活性物质，对水泥有吸附及分散作用，能够在不改变用水量的情况下，增加混凝土的流动性，改善和易性。萘系和聚羧酸系减水剂能够全面提高和改善水泥浆液的各种性能，在保证强度的情况下，可减少水泥用量的10～25％。

实施例2

A液制备：选用波美度为25Be’的苯丙乳液。

B液制备：选用波美度为30Be’的水性环氧树脂。

C液制备：以质量份计，向600份水中加入12份木质磺酸钙、2份纤维素醚、3份氨基高效减水剂，搅拌均匀后再加入560份水泥，继续搅拌均匀即可。

混合：将A液、B液按照1∶1的体积比均匀混合，再将A液与B液的混合溶液与C 液按照1∶1的体积比均匀混合即得到注浆材料的成品。

材料测试指标如下：

C液2h析水率约4％，凝结时间80s，7d抗压强度4.5MPa，14d抗压强度可达10.2MPa。

其他情况与实施例1相同。

实施例3

A液制备：选用波美度为30Be’的苯丙乳液。

B液制备：选用波美度为35Be’的水性环氧树脂。

C液制备：以质量份计，向550份水中加入13份铁氰化钾、2.5份纤维素醚、3份木质素系减水剂，搅拌均匀后再加入500份水泥，继续搅拌均匀即可。

混合：将A液、B液按照1∶1的体积比均匀混合，再将A液与B液的混合溶液与C 液按照1：1.2的体积比均匀混合即得到注浆材料的成品。

材料测试指标如下：

C液2h析水率约3.5％，凝结时间60s，7d抗压强度6.2MPa，14d抗压强度可达12.3MPa。

其他情况与实施例1相同。

实施例4

A液制备：选用波美度为35Be’的苯丙乳液。

B液制备：选用波美度为40Be’的水性环氧树脂。

C液制备：以质量份计，向520份水中加入12份酒石酸、2份聚乙烯醇、2份氨基高效减水剂，搅拌均匀后再加入490份水泥，继续搅拌均匀即可。

混合：将A液、B液按照1∶1.1的体积比均匀混合，再将A液与B液的混合溶液与 C液按照1∶1.2的体积比均匀混合即得到注浆材料的成品。

材料测试指标如下：

C液2h析水率约3％，凝结时间40s，7d抗压强度7.5MPa，14d抗压强度可达14.5MPa。

其他情况与实施例1相同。

实施例5

A液制备：选用波美度为40Be’的苯丙乳液。

B液制备：选用波美度为35Be’的水性环氧树脂。

C液制备：以质量份计，向520份水中加入12份木质磺酸钙、2.5份水溶性淀粉、2 份萘系高效减水剂，搅拌均匀后再加入490份水泥，继续搅拌均匀即可。

混合：将A液、B液按照1∶1.1的体积比均匀混合，再将A液与B液的混合溶液与 C液按照1∶1.3的体积比均匀混合即得到注浆材料的成品。

材料测试指标如下：

C液2h析水率约2.5％，凝结时间30s，7d抗压强度8.3MPa，14d抗压强度可达18.4MPa。

实施例6

A液制备：选用波美度为30Be’的苯丙乳液。

B液制备：选用波美度为30Be’的水性环氧树脂。

C液制备：以质量份计，向560份水中加入13份铁氰化钾、2份纤维素醚、2份氨基高效减水剂，搅拌均匀后再加入500份水泥，继续搅拌均匀即可。

混合：将A液、B液按照1∶1.2的体积比均匀混合，再将A液与B液的混合溶液与 C液按照1∶1.2的体积比均匀混合即得到注浆材料的成品。

材料测试指标如下：

C液2h析水率约3.4％，凝结时间35s，7d抗压强度7.6MPa，14d抗压强度可达16.8MPa。

其他情况与实施例1相同。

实施例7

A液制备：选用波美度为35Be’的苯丙乳液。

B液制备：选用波美度为30Be’的水性环氧树脂。

C液制备：以质量份计，向530份水中加入11份木质磺酸钙、2份纤维素醚、1.5份聚羧酸高效减水剂，搅拌均匀后再加入480份水泥，继续搅拌均匀即可。

混合：将A液、B液按照1∶1.2的体积比均匀混合，再将A液与B液的混合溶液与 C液按照1∶1.5的体积比均匀混合即得到注浆材料的成品。

材料测试指标如下：

C液2h析水率约3.8％，凝结时间32s，7d抗压强度7.0MPa，14d抗压强度可达14.1MPa。其他情况与实施例1相同。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围。