專利名稱:一種提高工程抗?jié)B性能的巖體表面密封劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種巖體表面密封劑,尤其涉及一種提高工程抗?jié)B性能的巖體表 面密封劑及其制備方法。
背景技術(shù):
在隧道、礦山的巷道開挖中,應(yīng)力重新分布,巖體表面產(chǎn)生大量裂隙,再加 上巖體本身存在的裂隙,使得巖體滲透系數(shù)增高,容易產(chǎn)生涌水等事故。在煤巷 的開挖中,表面產(chǎn)生的大量裂隙則使空氣大量混入,使瓦斯的抽采率降低。目前,最常用的辦法是噴射水泥砂漿來填充裂隙。然而,水泥砂漿具有凝固 時(shí)間較長等缺點(diǎn);而且,水泥砂漿固化后,表面會(huì)形成細(xì)小的裂紋,仍然可以是 水、氣等運(yùn)移的通道。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)和不足,提供一種提高工 程抗?jié)B性能的巖體表面密封劑及其制備方法;該密封劑能填充巖體中的裂隙,并 在巖體表面形成一層致密的薄膜,而且延性和耐久性很好。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的-1、提高工程抗?jié)B性能的巖體表面密封劑(簡稱密封劑)的組分 本密封劑的組分包括水泥、粘土、石膏、水玻璃溶液,所占的重量百分比為 水泥50% 70%; 粘土 15% 35%;石膏10% 25%;水玻璃溶液0. 5% 10% 。驗(yàn)證*各組分的下限之和75. 5%小于100%,各組分的上限之和140%大于100%; *每一組分的下限加上其它組分的上限之和大于100%; *每一組分的上限加上其它組分的下限之和小于100%。2、 提高工程抗?jié)B性能的巖體表面密封劑的制備方法(簡稱制備方法)如圖l,本制備方法包括下列步驟(1) 將水泥、粘土、石膏按比例稱重配備;(2) 混合均勻成灰;(3) 加入水,配制成水灰重量比為0.4 0.5的泥漿;(4) 加入水玻璃溶液;(5) 攪拌均勻得到巖體表面密封劑。3、 本發(fā)明的工作原理將密封劑噴涂在巖體表面上,從而填充到巖體中的裂隙。密封劑固化后,再噴涂一層水玻璃溶液;水玻璃溶液固化后,會(huì)形成一層致密的薄膜。二者結(jié)合起來,會(huì)大幅度降低巖體的滲透系數(shù),阻滯水、氣的運(yùn)移,達(dá)到提高工程抗?jié)B性的 目的。具體地說密封劑匯集了各組分的優(yōu)點(diǎn)利用了粘土和石膏的填充作用,可以填充巖體 中的大的裂隙;水泥起到增強(qiáng)粘接力的作用,同時(shí)水泥固化后也填充了巖體中大 的裂隙;通過添加水玻璃溶液,可以調(diào)節(jié)密封劑的固化時(shí)間。將密封劑噴涂在巖體表面24小時(shí)后,密封劑初步固化;然后,在固化后的 密封劑表面,噴涂一層水玻璃溶液;水玻璃跟空氣中的C02反應(yīng)后,固化形成一 層致密的薄膜。巖體裂隙的填充,使得水和空氣無法從大的裂隙混入;水玻璃固化后形成的 薄膜,可以進(jìn)一步阻滯水和空氣從巖體表面細(xì)小的裂隙混入,從而達(dá)到了巖體表 面密封的目的。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果① 在密封劑配制過程中,可以通過調(diào)整水玻璃的加入量,調(diào)整密封劑的固化 時(shí)間;② 通過密封劑固化后再噴涂水玻璃溶液,可以形成致密的薄膜,堵塞密封劑固化后可能產(chǎn)生的微小裂紋;③ 原理直觀、操作簡單、效率高,效果好;④ 噴涂的部分場(chǎng)地,如果出現(xiàn)涂層被破壞等情況,可以在表面加涂一層水玻 璃溶液,可補(bǔ)救性好??傊?,本發(fā)明可降低巖體滲透系數(shù)一個(gè)數(shù)量級(jí)以上,可以大幅度提高工程的 抗?jié)B性。如果用于隧道等工程,可以達(dá)到降低成本、縮短工期等目的;如果用于 煤巷表面噴涂,可以大幅度提高瓦斯抽取率,具有防治瓦斯突出和瓦斯爆炸、改 善能源結(jié)構(gòu)等功效。
圖l是本制備方法流程圖; 圖2是本施工方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附和實(shí)施例詳細(xì)說明1、 各組分*水泥為標(biāo)號(hào)325或者425的普通硅酸鹽水泥。*石膏為建筑石膏。具體地說,石膏是將天然H水石膏等原料在107 170 'C的溫度下煅燒成熟石膏,再經(jīng)磨細(xì)而成的白色粉狀物,其主要成分為b型半水 石膏。*粘土為蒙脫石含量為60 88%, PH值8.9 10,粒度》200目的鈉基膨潤土。*水玻璃溶液為模數(shù)在3. 0以上,波美度為37 41的鈉水玻璃或者鉀水玻璃。2、 施工方法如圖2,本施工方法包括下列步驟① 噴水清洗巖體表面的灰塵將巖體表面用噴漿泵噴水的方法沖洗干凈,以清除表面的灰塵;② 巖體表面水分蒸干③ 噴涂密封劑先將密封劑放入大桶內(nèi),再將噴漿泵放置到密封劑中,噴漿泵的噴嘴采用壓 扁的鐵管。開啟噴漿泵,將密封劑均勻的噴涂在巖體表面上。對(duì)于巷道中的鋼拱 架后面等難以噴涂到的部位,可將噴頭伸至拱架后面進(jìn)行噴涂;對(duì)于嚴(yán)重破碎的 區(qū)域,可加大噴涂量。④ 等24小時(shí),使得密封劑固化⑤ 在固化后的密封劑表層,噴涂水玻璃溶液用量占普通硅酸鹽水泥重量的20% 100%。噴涂水玻璃時(shí)應(yīng)該注意,采用能噴成霧狀的噴頭,噴涂要均勻,巖體的各表 面,包括頂板,都要噴涂。
權(quán)利要求
1、一種提高工程抗?jié)B性能的巖體表面密封劑,其特征在于本密封劑的組分包括水泥、粘土、石膏、水玻璃溶液,所占的重量百分比為水泥50%~70%;粘土15%~35%;石膏10%~25%;水玻璃溶液0.5%~10%。
2、 按權(quán)利要求1所述的巖體表面密封劑,其特征在于-水泥為標(biāo)號(hào)325或者425的普通硅酸鹽水泥。
3、 按權(quán)利要求1所述的巖體表面密封劑,其特征在于 石膏為建筑石膏。
4、 按權(quán)利要求1所述的巖體表面密封劑,其特征在于-粘土為蒙脫石含量為60 88%, PH值8.9 10,粒度>200目的鈉基膨潤土。
5、 按權(quán)利要求1所述的巖體表面密封劑,其特征在于-水玻璃溶液為模數(shù)在3. 0以上,波美度為37 41的鈉水玻璃或者鉀水玻璃。
6、 按權(quán)利要求1所述的巖體表面密封劑的制備方法,其特征在于包括下列 步驟(1) 將普通硅酸鹽水泥、粘土、石膏按比例稱重配備;(2) 混合均勻成灰;(3) 加入水,配制成水灰重量比為0.4 0.5的泥漿;(4) 加入水玻璃溶液,并攪拌均勻;(5) 得到巖體表面密封劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高工程抗?jié)B性能的巖體表面密封劑及其制備方法,涉及一種巖體表面密封劑。本密封劑的組分包括水泥、粘土、石膏、水玻璃,所占的重量百分比為水泥50%~70%;粘土15%~35%;石膏10%~25%;水玻璃0.5%~10%。本發(fā)明可降低巖體滲透系數(shù)一個(gè)數(shù)量級(jí)以上,可以大幅度提高工程的抗?jié)B性;如果用于隧道等工程,可以達(dá)到降低成本、縮短工期等目的;用于煤巷表面噴涂,可以大幅度提高瓦斯抽取率,具有防治瓦斯突出和瓦斯爆炸、改善能源結(jié)構(gòu)等功效。
文檔編號(hào)C04B14/10GK101234880SQ20071016908
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者張法智, 李小春, 偉 王, 燕 王 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所