本發(fā)明屬于注漿材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直接堵漏纖維注漿材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
直接堵漏注漿技術(shù)是80年代在我國(guó)興起的一項(xiàng)新技術(shù)。其堵漏原理是根據(jù)水文地質(zhì)資料和壓水連通試驗(yàn)，針對(duì)滲漏水部位，確定與其連通性良好的注漿點(diǎn)作為注漿孔，進(jìn)入主導(dǎo)含水裂隙。漿液遇主導(dǎo)水后，將沿壓力梯度反方向，即向漏水點(diǎn)順向流動(dòng)。當(dāng)堵漏材料流至出水點(diǎn)時(shí)，按設(shè)定的時(shí)間，此時(shí)堵漏材料剛好凝膠，停泵結(jié)束注漿，完成堵漏過(guò)程，達(dá)到至里外堵的堵水機(jī)制。直接堵漏注漿具有用料省、工藝簡(jiǎn)單、成本低、見(jiàn)效快的優(yōu)點(diǎn)。但已研發(fā)的注漿材料中很少有能夠同時(shí)滿足這些要求。目前，國(guó)內(nèi)外已有的可硬性注漿材料存在著后期固結(jié)強(qiáng)度偏低、泌水率偏高以及擴(kuò)展范圍和損失難以有效控制等缺點(diǎn)，最終導(dǎo)致注漿困難、注后地表沉降難以控制，強(qiáng)度不夠等問(wèn)題，嚴(yán)重的可致使注漿失敗。故尋找一種凝膠時(shí)間可控、結(jié)石體強(qiáng)度高、抗侵蝕性較強(qiáng)、環(huán)境友好、可以滿足直接堵漏要求的注漿材料成為亟待解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種直接堵漏纖維注漿材料及其制備方法，所述纖維注漿材料具有凝膠時(shí)間可控、結(jié)石體強(qiáng)度高、抗侵蝕性較強(qiáng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種直接堵漏纖維注漿材料，按照重量百分比由以下物質(zhì)組成：硅酸鹽水泥15~20%、水玻璃40~45%、粉煤灰或礦渣5~10%、水25~30%、玄武巖纖維3~4%、緩凝劑1~2%。
上述纖維注漿材料中，如果采用礦渣，所述礦渣的質(zhì)量百分組成為：SiO2 31~42%、Al2O3 7~17%、CaO 25~47%、MgO 2~13%，余量為鐵、硫的金屬氧化物。
一種直接堵漏纖維注漿材料的制備方法，包括以下步驟：
按照上述質(zhì)量配比，先將粉煤灰或礦渣等分成兩份，一份與玄武巖纖維、硅酸鹽水泥和水混合均勻得到混合液一，另一份與水玻璃混合均勻得到混合液二；將混合液二緩慢倒入混合液一中混合均勻，得到所述纖維注漿材料。
上述方法中，所述將混合液二緩慢倒入混合液一中混合均勻的具體工藝參數(shù)控制為：攪拌速度40~60r/min，攪拌時(shí)間3~5min，混合體系溫度為20~25℃。
上述方法中，所述纖維注漿材料的性能參數(shù)為：析水率1.08~1.15%，粘度19.28~19.73S，結(jié)石率75%以上，單軸抗壓強(qiáng)度2MPa以上。
本發(fā)明的有益效果在于：
1）本發(fā)明的纖維注漿材料能夠滿足可注性、可控性、抗?jié)B性的“三性”要求，同時(shí)還具有結(jié)實(shí)率高、后期強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)；
2）本發(fā)明通過(guò)在混合料中摻加粉煤灰或礦渣代替部分水泥或細(xì)骨料，節(jié)約水泥和細(xì)骨料用量的同時(shí)也改善了混合料拌和物的和易性，增強(qiáng)混合料的可泵性，減少混合料的徐變；同時(shí)又加入玄武巖纖維可提高材料的抗侵蝕性能以及抗?jié)B性、降低水化熱、改善混合料的耐高溫性能、提高固結(jié)體的聯(lián)結(jié)性能，以及減少混合料的收縮和開(kāi)裂。
3）與現(xiàn)有注漿材料相比，本發(fā)明的纖維注漿材料具有環(huán)保、取材方便、造價(jià)低、施工工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，并具有較好的防滲固結(jié)能力，在采空區(qū)、道路、地基處理等相關(guān)領(lǐng)域中都具有廣闊的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明實(shí)施采用的緩凝劑為市售的磷酸鹽類無(wú)機(jī)緩凝劑。
本發(fā)明實(shí)施采用的硅酸鹽水泥為42.5號(hào)普通硅酸鹽水泥。
下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。
實(shí)施例1
一種直接堵漏纖維注漿材料，按照重量百分比由以下物質(zhì)組成：硅酸鹽水泥20%、水玻璃45%、粉煤灰5%、水25%、玄武巖纖維3%、磷酸鹽類無(wú)機(jī)緩凝劑2%。
所述直接堵漏纖維注漿材料的制備方法，包括以下步驟：
按照上述質(zhì)量配比，先將粉煤灰等分成兩份，一份與玄武巖纖維、硅酸鹽水泥和水混合均勻得到混合液一，另一份與水玻璃混合均勻得到混合液二；將混合液二緩慢倒入混合液一中混合均勻，其中攪拌速度50r/min，攪拌時(shí)間5min，混合體系溫度為20℃，得到所述纖維注漿材料，性能指標(biāo)為：析水率1.12%，粘度19.42S，結(jié)石率均在75%以上，單軸抗壓強(qiáng)度均在4MPa-10MPa以上。
實(shí)施例2
一種直接堵漏纖維注漿材料，按照重量百分比由以下物質(zhì)組成：硅酸鹽水泥18%、水玻璃43%、礦渣8%、水26%、玄武巖纖維4%、磷酸鹽類無(wú)機(jī)緩凝劑1%。
所述礦渣的質(zhì)量百分組成為：SiO2 42%、Al2O3 11.6%、CaO 32%、MgO 3.1%，余量為鐵、硫的金屬氧化物。
所述直接堵漏纖維注漿材料的制備方法，包括以下步驟：
按照上述質(zhì)量配比，先將粉煤灰等分成兩份，一份與玄武巖纖維、硅酸鹽水泥和水混合均勻得到混合液一，另一份與水玻璃混合均勻得到混合液二；將混合液二緩慢倒入混合液一中混合均勻，其中攪拌速度40r/min，攪拌時(shí)間5min，混合體系溫度為25℃，得到所述纖維注漿材料，性能指標(biāo)為：析水率1.08%，粘度19.28S，結(jié)石率均在75%以上，單軸抗壓強(qiáng)度均在4MPa-10MPa以上。
實(shí)施例3
一種直接堵漏纖維注漿材料，按照重量百分比由以下物質(zhì)組成：硅酸鹽水泥20%、水玻璃40%、粉煤灰10%、水26%、玄武巖纖維3%、磷酸鹽類無(wú)機(jī)緩凝劑1%。
所述直接堵漏纖維注漿材料的制備方法，包括以下步驟：
按照上述質(zhì)量配比，先將粉煤灰等分成兩份，一份與玄武巖纖維、硅酸鹽水泥和水混合均勻得到混合液一，另一份與水玻璃混合均勻得到混合液二；將混合液二緩慢倒入混合液一中混合均勻，其中攪拌速度60r/min，攪拌時(shí)間3min，混合體系溫度為25℃，得到所述纖維注漿材料，性能指標(biāo)為：析水率1.15%，粘度19.73S，結(jié)石率均在75%以上，單軸抗壓強(qiáng)度均在2MPa以上。