一种聚氨酯水泥复合灌浆材料 |
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申请号 | CN200910101210.9 | 申请日 | 2009-07-22 | 公开(公告)号 | CN101607807A | 公开(公告)日 | 2009-12-23 |
申请人 | 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院; 杭州国电大坝安全工程有限公司; | 发明人 | 包银鸿; 林中华; 杜志龙; | ||||
摘要 | 本 发明 涉及一种聚 氨 酯 水 泥复合 灌浆材料 。发明目的是提供一种聚氨酯 水泥 复合灌浆材料,旨在将聚氨酯 浆液 与水泥浆复配成复合灌浆材料,发挥两者所长,既可节约成本,又有利于施工环保,并可以达到快速、有效堵水之目的。解决该问题的技术方案是:聚氨酯水泥复合灌浆材料,其特征在于是由A、B双组份组成,原料配方分别如下:A组份:油溶性聚氨酯灌浆材料100重量份、催化剂1~10重量份、 硅 烷类 偶联剂 0.5~2重量份;B组份:水泥100~200重量份、水30~100重量份、 减水剂 0~10重量份、 表面活性剂 1~5重量份。本发明适用于大流量涌水的封堵。 | ||||||
权利要求 | 1、一种聚氨酯水泥复合灌浆材料,其特征在于是由A、B双组份组成,原料配方分别 如下: |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及一种聚氨酯水泥复合灌浆材料。适用于大流量涌水的封堵,岩石和混凝土裂 隙的充填和加固,大坝、桥梁、楼房等建筑物基础加固以及土壤稳定处理。 背景技术灌浆技术按组成浆液材料的不同划分为:水泥灌浆、水泥砂浆灌浆、粘土灌浆、水 泥粘土灌浆、水泥-水玻璃灌浆和高分子溶液化学灌浆。迄今为止,水泥仍是灌浆工作 中应用最广泛的基本材料。灌浆处理时,应首先考虑选用水泥浆材,经研究论证认为采用 水泥浆材不能解决工程问题时,才考虑选用化学灌材。这是因为:(1)水泥浆材可以满足一 般工程的固结灌浆、接缝灌浆和帷幕灌浆的要求。(2)水泥是无机物,其主要成分是硅、钙、 铝、铁、镁、钠、钾、锰等的氧化物,水泥浆材组分中无造成环境污染的有毒化学物质。(3) 普通硅酸盐水泥制成的水泥浆材价格比化学浆材要低很多。可是,因为水泥浆材属颗粒型材 料,对某些细微裂缝的处理不能得到满意的效果。另外,对有一定流速的漏水部位,灌入的 水泥浆,在凝固前很容易被水稀释或冲走。这些都使水泥灌浆的应用,受到了一定的限制。 化学浆材是真溶液,粘度低,可灌性好,渗透力强,充填密实,防水性好,浆材固结后强度 高,且凝胶时间可调幅度大,粘接强度也高。因此,对水泥浆材不能解决问题的灌浆工程, 多选用化学浆材。目前化学灌浆材料的品种很多,如环氧、甲凝、丙凝、丙烯酸盐、酸性和 碱性水玻璃、水溶性和油溶性聚氨酯、脲醛树脂、铬木素等,而且还在不断增加。其中聚氨 酯灌浆材料是广泛应用于水利、水电、隧道、地铁、矿山、人防、工业及民用建筑等工程中 起防渗、堵漏、加固作用的重要灌浆材料。 聚氨酯化灌材料有油溶性(也称憎水性)和水溶性(也称亲水性)两大类,油溶性聚氨 酯中的游离-NC0基团含量高,在选择合适的催化剂的条件下,遇水后迅速反应,几秒~几十 秒内就会发泡固化,在密闭条件下,数小时就可生成抗压强度达20MPa以上的固结体,封堵 高压大流量涌水特别奏效。因此对高压特大漏水,它应该是首选材料,但它是高分子材料, 与无机类水泥材料相比,其价格要高。 发明内容本发明要解决的技术问题是:提供一种聚氨酯水泥复合灌浆材料,旨在将聚氨酯浆液与 水泥浆复配成复合灌浆材料,发挥两者所长,既可节约成本,又有利于施工环保,并可以达 到快速、有效堵水之目的。 本发明所采用的技术方案是:聚氨酯水泥复合灌浆材料,其特征在于是由A、B双组份 组成,原料配方分别如下: A组份: 油溶性聚氨酯灌浆材料 100重量份 催化剂 1~10重量份 硅烷类偶联剂 0.5~2重量份 B组份: 水泥 100~200重量份 水 30~100重量份 减水剂 0~10重量份 表面活性剂 1~5重量份; 将A组份原料按比例搅拌均匀配成A液,装入储浆桶,再将B组份原料按比例放入水 泥浆拌和设备中搅拌均匀配成B液,装入另一个储浆桶; 将自动变量注浆设备的两个进浆管分别手入两个储浆桶中,按A液∶B液=1∶0.5~3的 配合比例调节进浆量,注浆过程中两种浆液的混合过程可以在孔口或孔底实现,通过静态混 合装置,使两组份混合均匀,并通过压力泵送到指点定部位。 所述油溶性聚氨酯灌浆材料为普通溶剂型或环保溶剂型聚氨酯灌浆材料,浆液中异氰酸 根基团的含量在15~22%,粘度150~450mPa·s。 所述催化剂为单独的叔胺类催化剂或叔胺类催化剂和有机锡催化剂相复合的催化剂。 所述硅烷类偶联剂为3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。 所述水泥为普通硅酸盐水泥。 减水剂为萘系高效减水剂。 所述表面活性剂为阴离子型表面活性剂。 本发明的有益效果是:本灌浆材料与普通水泥类灌浆材料相比遇水能迅速反应,固化快, 固结体强度高,对封堵高压大流量涌水效果好,并且克服了水泥浆在动水状态下易流失的缺 点;而与传统的聚氨酯灌浆材料相比,它既可以节约成本,又有利于施工环保,同时又使得 固结体的强度得到提高,因此当用于基础加固处理时效果更加明显。本发明的水泥复合灌浆 材料非常适用于水利、水电、隧道、地铁、矿山、人防、工业及民用建筑工程中的大流量涌 水的封堵,岩层、地基的快速加固及土壤稳定处理。 具体实施方式实施例1: 本例聚氨酯水泥复合灌浆材料原料的配比为: A组份: 油溶性聚氨酯灌浆材料(牌号:HK-9105,粘度:150~300) 100重量份 N-甲基吗啉+二丁基锡二月桂酸酯 2重量份 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 1重量份 B组份: 42.5号普通硅酸盐水泥 100重量份 水 30重量份 十二烷基苯磺酸钠 1重量份。 将A组份原料按比例搅拌均匀配成A液,装入储浆桶,再将B组份原料按比例放入水 泥浆拌和设备中搅拌均匀配成B液,装入另一个储浆桶; 将自动变量注浆设备(双液泵,此设备为本领域中常用的设备)的两个进浆管分别手入 两个储浆桶中,按A液∶B液=1∶1的配合比例调节进浆量,注浆过程中两种浆液的混合过 程可以在孔口或孔底实现,通过SK型静态混合装置(该装置也是常用的设备,如专利号为 200620106928.9所公开的混合灌浆装置),使两组份混合均匀,并通过压力泵送到指点定部 位。 本例中A组份中的油溶性聚氨酯灌浆材料目前在市场上已有市售的商品,如杭州国电大 坝安全工程有限公司生产的HK-9105及HK-9106油溶性聚氨酯灌浆材料,A组份中的催化 剂N-甲基吗啉和二丁基锡二月桂酸酯为各1个重量份。B组份中未用到减水剂。 本实施例获得的产品的技术指标如下: 性能 指标 起泡时间(s) 30 止泡时间(s) 85 自由发泡倍数(倍) 25 4hr抗压强度(MPa)(密闭条件下成型) 25.5 实施例2: 本例聚氨酯水泥复合灌浆材料原料的配比为: A组份: 油溶性聚氨酯灌浆材料(牌号:HK-9105,粘度:150~300) 100重量份 N-甲基吗啉+辛酸亚锡 4重量份 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 1重量份 B组份: 42.5号普通硅酸盐水泥 100重量份 水 50重量份 十二烷基苯磺酸钠 1重量份。 本例的配制工艺和涉及的设备与实施例1相同,配合比例按A液∶B液=1∶2调节进浆 量。A组份中的催化剂N-甲基吗啉+辛酸亚锡为各2个重量份。B组份中未用到减水剂。 本实施例获得的产品的技术指标如下: 性能 指标 起泡时间(s) 18 止泡时间(s) 40 自由发泡倍数(倍) 23 4hr抗压强度(MPa) 15.3 实施例3: 本例聚氨酯水泥复合灌浆材料原料的配比为: A组份: 油溶性聚氨酯灌浆材料(牌号:HK-9106,粘度:150~300) 100重量份 N-甲基吗啉+二丁基锡二月桂酸酯 2重量份 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 1重量份 B组份: 42.5号普通硅酸盐水泥 100重量份 水 30重量份 减水剂(牌号:FDN-C,β-萘磺酸盐甲醛缩合物) 0.5重量份 十二烷基苯磺酸钠 1重量份。 本例的配制工艺和涉及的设备与实施例1相同,配合比例按A液∶B液=1∶1调节进浆 量。A组份中的催化剂N-甲基吗啉+二丁基锡二月桂酸酯为各1个重量份。 本实施例获得的产品的技术指标如下: 性能 指标 起泡时间(s) 33 止泡时间(s) 98 自由发泡倍数(倍) 26 4hr抗压强度(MPa) 28.5 实施例4: 本例聚氨酯水泥复合灌浆材料原料的配比为: A组份: 油溶性聚氨酯灌浆材料(牌号:HK-9105,粘度:150~300) 100重量份 三亚乙基二胺 1重量份 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 1重量份 B组份: 42.5号普通硅酸盐水泥 100重量份 水 30重量份 减水剂(牌号:FDN-C,β-萘磺酸盐甲醛缩合物) 1重量份 十二烷基苯磺酸钠 1重量份。 本例的配制工艺和涉及的设备与实施例1相同,配合比例按A液∶B液=1∶0.5调节进 浆量。 实施例5: 本例聚氨酯水泥复合灌浆材料原料的配比为: A组份: 油溶性聚氨酯灌浆材料(牌号:HK-9106,粘度:150~300) 100重量份 N,N-二甲基环己胺 10重量份 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 2重量份 B组份: 42.5号普通硅酸盐水泥 200重量份 水 100重量份 减水剂(牌号:FDN-C,β-萘磺酸盐甲醛缩合物) 10重量份 十二烷基苯磺酸钠 5重量份。 本例的配制工艺和涉及的设备与实施例1相同,配合比例按A液∶B液=1∶3调节进浆 量。 实施例6: 本例聚氨酯水泥复合灌浆材料原料的配比为: A组份: 油溶性聚氨酯灌浆材料(牌号:HK-9105,粘度:150~450) 100重量份 N,N′-二乙基-2-甲基哌嗪 5重量份 3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 1重量份 B组份: 42.5号普通硅酸盐水泥 150重量份 水 65重量份 减水剂(牌号:FDN-C,β-萘磺酸盐甲醛缩合物) 5重量份 十二烷基苯磺酸钠 3重量份。 本例的配制工艺和涉及的设备与实施例1相同,配合比例按A液∶B液=1∶1.5调节进 浆量。 本发明聚氨酯水泥复合灌浆材料有以下特点: 1)反应速度快:遇水后迅速反应、发泡、固化。反应时间可通过催化剂的用量进行调 节,一般可控制在数十秒至数分钟内固化,达到快速止水的目的。 2)固结强度高:在密闭条件下成型时,固结体强度最高可达25MPa以上。 3)成本低:与聚氨酯灌浆材料相比,成本节约30~50%,可大大降低工程造价。 4)产品环保:产品无毒,对人体及环境友好。 |