[0001] 本发明涉及一种发泡轻质注浆材料的制备方法，属于材料制备技术领域。

[0002] 注浆技术已经广泛用于渗漏水治理、坝基的加固及防渗、地下构筑物的止水及加固、井巷工程中的加固及止水、裂隙岩体的止水和破碎岩体的补强以及已有建筑混凝土裂缝缺陷的修补中，而用于充填和防渗为主的工程对注浆材料的要求不同于岩体加固，变形控制、房屋下沉控制以及各种地基加固工程，以充填和防渗为目的的浆液材料对强度的要求不高，只要起到充填止水的作用就能够满足工程的需要。

[0003] 目前该类工程多用水泥黏土类浆液、水泥水玻璃类浆液以及膏状浆液，这类浆材来源广泛，价格低廉，施工方便，使用范围非常广泛，但是这类注浆材料在生产过程中不仅能源与资源消耗大，而且在燃烧过程中，因为石灰石分解和燃料燃烧释放大量的二氧化碳等气体，导致严重的环境污染，同时该类注浆浆料重度比较大，流动性差，达不到预期的效果，不能有效解决沉降问题。

[0004] 本发明所要解决的技术问题：针对水泥黏土类注浆材料在生产过程中消耗大量资源，产生大量有毒气体，同时这类注浆浆料重度大，流动性差，不能有效解决沉降的问题，提供了一种利用自行培养筛选出的耐碱酵母菌发酵淀粉生成乳酸，与碳酸氢钠和部分硅酸盐水泥反应生成二氧化碳，使硅酸盐水泥和淀粉混合物发泡生成多孔结构，再混入磺化淀粉，利用其增加材料的流动性，从而制得发泡轻质注浆材料的方法。本发明制备的发泡轻质注浆材料密度小，流动性好，且在生产过程中不会产生有毒气体，保护了环境。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：（1）依次称取20～30g马铃薯淀粉，2～4g葡萄糖和2～4g琼脂，溶于180～200mL去离子水中，再将其转入压力蒸汽灭菌器中，在0.09～0.11MPa条件下杀菌消毒20～30min，得培养基，将其等分为三份，再用质量浓度为2～4%尿素溶液分别调节第一份培养基pH至7.2～
7.6，标记为1号培养基，调节第二份培养基pH至7.8～8.0，标记为2号培养基，调节第三份培养基pH至8.2～8.6，标记为3号培养基；
（2）称取20～40g葡萄皮，用组织粉碎机粉碎3～5min，筛分出0.3～0.6cm的碎片，将其均匀涂覆于上述所得1号培养基，再将其移至28～32℃恒温培养箱，培养6～8h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述2号培养基，再将其移至28～32℃恒温培养箱，培养6～8h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述3号培养基，再将其移至28～32℃恒温培养箱，培养6～8h后，用80～100mL去离子水淋洗培养基表面，得耐碱酵母菌丝悬浮液；
（3）依次称取40～60g小麦淀粉，10～15g碳酸氢钠和200～400g硅酸盐水泥粉末，加入盛有400～600mL去离子水的密闭容器中，启动搅拌器，以300～500r/min转速搅拌30～
50min后，加入20～30mL上述所得耐碱酵母菌丝悬浮液，继续搅拌10～20min，静置发酵2～
4h，得混合发酵浆料，备用；
（4）称取40～60g玉米淀粉，加入盛有100～120mL二氯甲烷的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于超声振荡仪中，以200～300W功率振荡处理10～20min，随后将三口烧瓶置于磁力搅拌器上，调节转速至200～400r/min，在搅拌状态下，通过滴液漏斗，将40～60mL质量浓度为
15～20%氯磺酸的二氯甲烷溶液缓慢滴加至三口烧瓶中，控制在3～5h内滴完；
（5）待滴加完毕后，将上述三口烧瓶置于60～70℃恒温水浴锅中，继续搅拌反应2～4h，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3～5次，再用丙酮洗涤2～4次，并将滤饼转入90～105℃烘箱中，干燥处理2～4h后，用研钵将其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；
（6）将上述所得磺化淀粉粉末与步骤（3）备用混合发酵浆料转入混料机中，启动搅拌器，以300～500r/min转速搅拌混合30～40min，即得发泡轻质注浆材料。

[0006] 本发明的应用方法：首先清除混凝土裂缝表面松散物以及缝内异物，保持裂缝干燥，并用环氧丙烯酸树脂胶泥进行封缝，再埋设灌浆嘴，将其连上灌浆泵后，将上述制备的发泡轻质注浆材料通过灌浆嘴进行灌浆，保持压力为0.2～0.4MPa，待浆液从灌浆嘴中漏出，则说明已灌满，经检测，在注浆时，浆液流动性能好，在注浆结束后，浆液凝胶时间为1～3min，结石率达到97％以上。

[0007] 本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明制备的发泡轻质注浆材料比重较轻，密度达到1.25～1.42g/cm3，且流动性能好；
（2）本发明制备的发泡轻质注浆材料结实率高，可达到97％以上，有益于提高注浆效果；
（3）本发明制备步骤简单，在生产过程中不会产生有毒气体，保护了环境，且所需原材料成本低。

[0008] 首先依次称取20～30g马铃薯淀粉，2～4g葡萄糖和2～4g琼脂，溶于180～200mL去离子水中，再将其转入压力蒸汽灭菌器中，在0.09～0.11MPa条件下杀菌消毒20～30min，得培养基，将其等分为三份，再用质量浓度为2～4%尿素溶液分别调节第一份培养基pH至7.2～7.6，标记为1号培养基，调节第二份培养基pH至7.8～8.0，标记为2号培养基，调节第三份培养基pH至8.2～8.6，标记为3号培养基；再称取20～40g葡萄皮，用组织粉碎机粉碎3～5min，筛分出0.3～0.6cm的碎片，将其均匀涂覆于上述所得1号培养基，再将其移至28～32℃恒温培养箱，培养6～8h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述2号培养基，再将其移至28～
32℃恒温培养箱，培养6～8h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述3号培养基，再将其移至28～32℃恒温培养箱，培养6～8h后，用80～100mL去离子水淋洗培养基表面，得耐碱酵母菌丝悬浮液；依次称取40～60g小麦淀粉，10～15g碳酸氢钠和200～400g硅酸盐水泥粉末，加入盛有400～600mL去离子水的密闭容器中，启动搅拌器，以300～500r/min转速搅拌30～
50min后，加入20～30mL上述所得耐碱酵母菌丝悬浮液，继续搅拌10～20min，静置发酵2～
4h，得混合发酵浆料，备用；接着称取40～60g玉米淀粉，加入盛有100～120mL二氯甲烷的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于超声振荡仪中，以200～300W功率振荡处理10～20min，随后将三口烧瓶置于磁力搅拌器上，调节转速至200～400r/min，在搅拌状态下，通过滴液漏斗，将
40～60mL质量浓度为15～20%氯磺酸的二氯甲烷溶液缓慢滴加至三口烧瓶中，控制在3～5h内滴完；待滴加完毕后，将上述三口烧瓶置于60～70℃恒温水浴锅中，继续搅拌反应2～4h，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3～5次，再用丙酮洗涤2～4次，并将滤饼转入90～105℃烘箱中，干燥处理2～4h后，用研钵将其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；最后将上述所得磺化淀粉粉末与备用混合发酵浆料转入混料机中，启动搅拌器，以300～500r/min转速搅拌混合30～40min，即得发泡轻质注浆材料。

[0009] 实例1首先依次称取30g马铃薯淀粉，4g葡萄糖和4g琼脂，溶于200mL去离子水中，再将其转入压力蒸汽灭菌器中，在0.11MPa条件下杀菌消毒30min，得培养基，将其等分为三份，再用质量浓度为4%尿素溶液分别调节第一份培养基pH至7.6，标记为1号培养基，调节第二份培养基pH至8.0，标记为2号培养基，调节第三份培养基pH至8.6，标记为3号培养基；再称取40g葡萄皮，用组织粉碎机粉碎5min，筛分出0.6cm的碎片，将其均匀涂覆于上述所得1号培养基，再将其移至32℃恒温培养箱，培养8h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述2号培养基，再将其移至32℃恒温培养箱，培养8h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述3号培养基，再将其移至32℃恒温培养箱，培养8h后，用100mL去离子水淋洗培养基表面，得耐碱酵母菌丝悬浮液；依次称取60g小麦淀粉，15g碳酸氢钠和400g硅酸盐水泥粉末，加入盛有600mL去离子水的密闭容器中，启动搅拌器，以500r/min转速搅拌50min后，加入30mL上述所得耐碱酵母菌丝悬浮液，继续搅拌20min，静置发酵4h，得混合发酵浆料，备用；接着称取60g玉米淀粉，加入盛有
120mL二氯甲烷的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于超声振荡仪中，以300W功率振荡处理
20min，随后将三口烧瓶置于磁力搅拌器上，调节转速至400r/min，在搅拌状态下，通过滴液漏斗，将60mL质量浓度为20%氯磺酸的二氯甲烷溶液缓慢滴加至三口烧瓶中，控制在5h内滴完；待滴加完毕后，将上述三口烧瓶置于70℃恒温水浴锅中，继续搅拌反应4h，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼5次，再用丙酮洗涤4次，并将滤饼转入105℃烘箱中，干燥处理4h后，用研钵将其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；最后将上述所得磺化淀粉粉末与备用混合发酵浆料转入混料机中，启动搅拌器，以500r/min转速搅拌混合40min，即得发泡轻质注浆材料。

[0010] 首先清除混凝土裂缝表面松散物以及缝内异物，保持裂缝干燥，并用环氧丙烯酸树脂胶泥进行封缝，再埋设灌浆嘴，将其连上灌浆泵后，将上述制备的发泡轻质注浆材料通过灌浆嘴进行灌浆，保持压力为0.4MPa，待浆液从灌浆嘴中漏出，则说明已灌满，经检测，在注浆时，浆液流动性能好，在注浆结束后，浆液凝胶时间为3min，结石率达到97.5％。

[0011]实例2
首先依次称取20g马铃薯淀粉，2g葡萄糖和2g琼脂，溶于180mL去离子水中，再将其转入压力蒸汽灭菌器中，在0.09MPa条件下杀菌消毒20min，得培养基，将其等分为三份，再用质量浓度为2%尿素溶液分别调节第一份培养基pH至7.2，标记为1号培养基，调节第二份培养基pH至7.8，标记为2号培养基，调节第三份培养基pH至8.2，标记为3号培养基；再称取20g葡萄皮，用组织粉碎机粉碎3min，筛分出0.3cm的碎片，将其均匀涂覆于上述所得1号培养基，再将其移至28℃恒温培养箱，培养6h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述2号培养基，再将其移至28℃恒温培养箱，培养6h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述3号培养基，再将其移至28℃恒温培养箱，培养6h后，用80mL去离子水淋洗培养基表面，得耐碱酵母菌丝悬浮液；依次称取40g小麦淀粉，10g碳酸氢钠和200g硅酸盐水泥粉末，加入盛有400mL去离子水的密闭容器中，启动搅拌器，以300r/min转速搅拌30min后，加入20mL上述所得耐碱酵母菌丝悬浮液，继续搅拌10min，静置发酵2h，得混合发酵浆料，备用；接着称取40g玉米淀粉，加入盛有
100mL二氯甲烷的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于超声振荡仪中，以200W功率振荡处理
10min，随后将三口烧瓶置于磁力搅拌器上，调节转速至200r/min，在搅拌状态下，通过滴液漏斗，将40mL质量浓度为15%氯磺酸的二氯甲烷溶液缓慢滴加至三口烧瓶中，控制在3h内滴完；待滴加完毕后，将上述三口烧瓶置于60℃恒温水浴锅中，继续搅拌反应2h，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼3次，再用丙酮洗涤2次，并将滤饼转入90℃烘箱中，干燥处理2h后，用研钵将其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；最后将上述所得磺化淀粉粉末与备用混合发酵浆料转入混料机中，启动搅拌器，以300r/min转速搅拌混合30min，即得发泡轻质注浆材料。

[0012] 首先清除混凝土裂缝表面松散物以及缝内异物，保持裂缝干燥，并用环氧丙烯酸树脂胶泥进行封缝，再埋设灌浆嘴，将其连上灌浆泵后，将上述制备的发泡轻质注浆材料通过灌浆嘴进行灌浆，保持压力为0.2MPa，浆液从灌浆嘴中漏出，则已灌满，经检测，在注浆时，浆液流动性能好，在注浆结束后，浆液凝胶时间为2min，结石率达到98％。

[0013]实例3
首先依次称取25g马铃薯淀粉，3g葡萄糖和3g琼脂，溶于190mL去离子水中，再将其转入压力蒸汽灭菌器中，在0.10MPa条件下杀菌消毒25min，得培养基，将其等分为三份，再用质量浓度为3%尿素溶液分别调节第一份培养基pH至7.4，标记为1号培养基，调节第二份培养基pH至7.9，标记为2号培养基，调节第三份培养基pH至8.5，标记为3号培养基；再称取30g葡萄皮，用组织粉碎机粉碎4min，筛分出0.5cm的碎片，将其均匀涂覆于上述所得1号培养基，再将其移至30℃恒温培养箱，培养7h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述2号培养基，再将其移至30℃恒温培养箱，培养7h后，挑取表面菌丝，将其涂覆于上述3号培养基，再将其移至30℃恒温培养箱，培养7h后，用90mL去离子水淋洗培养基表面，得耐碱酵母菌丝悬浮液；依次称取50g小麦淀粉，12g碳酸氢钠和300g硅酸盐水泥粉末，加入盛有500mL去离子水的密闭容器中，启动搅拌器，以400r/min转速搅拌40min后，加入25mL上述所得耐碱酵母菌丝悬浮液，继续搅拌15min，静置发酵3h，得混合发酵浆料，备用；接着称取50g玉米淀粉，加入盛有
110mL二氯甲烷的三口烧瓶中，再将三口烧瓶置于超声振荡仪中，以250W功率振荡处理
15min，随后将三口烧瓶置于磁力搅拌器上，调节转速至300r/min，在搅拌状态下，通过滴液漏斗，将50mL质量浓度为17%氯磺酸的二氯甲烷溶液缓慢滴加至三口烧瓶中，控制在4h内滴完；待滴加完毕后，将上述三口烧瓶置于65℃恒温水浴锅中，继续搅拌反应3h，抽滤，除去滤液，用去离子水洗涤滤饼4次，再用丙酮洗涤3次，并将滤饼转入100℃烘箱中，干燥处理3h后，用研钵将其研碎成粉末，得磺化淀粉粉末；最后将上述所得磺化淀粉粉末与备用混合发酵浆料转入混料机中，启动搅拌器，以400r/min转速搅拌混合35min，即得发泡轻质注浆材料。

[0014] 首先清除混凝土裂缝表面松散物以及缝内异物，保持裂缝干燥，并用环氧丙烯酸树脂胶泥进行封缝，再埋设灌浆嘴，将其连上灌浆泵后，将上述制备的发泡轻质注浆材料通过灌浆嘴进行灌浆，保持压力为0.3MPa，待浆液从灌浆嘴中漏出，则说明已灌满，经检测，在