阅读说明：本技术 注浆液、制备方法及其在溶蚀破碎带加固处理中的应用 (Grouting liquid, preparation method and application of grouting liquid in corrosion crushing zone reinforcement treatment ) 是由 周云龙 吴东华 刘波 林义华 彭兴友 赵相停 邓勇 陈小兵 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种注浆液、制备方法及其在溶蚀破碎带加固处理中的应用,涉及破碎带加固技术领域,其中注浆液由包括以下重量份的原料制成：水泥60-90、砂80-100、膨润土28-36、木粉5-10、玻璃微珠80-150、复合发泡剂1.2-2、悬浮剂12-16、分散剂4-8、水460-600；其中,复合发泡剂由动物性水泥发泡剂和十二烷基硫酸钠组成,玻璃微珠与木粉的重量比为1-3；制备方法包括以下步骤：按配比重量将悬浮剂和分散剂溶于水中混合均匀,加入玻璃微珠浸泡,充分搅拌后形成悬浮液；将木粉加入悬浮液中搅拌均匀,再加入发泡剂混合均匀形成混合液；将水泥、砂、膨润土混合搅拌均匀形成混合料；将混合液与混合料混合,加入早强剂搅拌均匀得到注浆液。该申请具有对破碎带快速加固的优点。(The application relates to grouting liquid, a preparation method and application thereof in corrosion broken belt reinforcement treatment, relating to the technical field of broken belt reinforcement, wherein the grouting liquid is prepared from the following raw materials in parts by weight: 60-90 parts of cement, 80-100 parts of sand, 28-36 parts of bentonite, 5-10 parts of wood powder, 80-150 parts of glass beads, 1.2-2 parts of composite foaming agent, 12-16 parts of suspending agent, 4-8 parts of dispersing agent and 460 parts of water as 600; wherein the composite foaming agent consists of an animal cement foaming agent and lauryl sodium sulfate, and the weight ratio of the glass beads to the wood powder is 1-3; the preparation method comprises the following steps: dissolving the suspending agent and the dispersing agent in water according to the weight ratio, uniformly mixing, adding the glass beads for soaking, and fully stirring to form a suspension; adding the wood powder into the suspension, uniformly stirring, adding the foaming agent, and uniformly mixing to form a mixed solution; mixing and stirring cement, sand and bentonite uniformly to form a mixture; and mixing the mixed solution with the mixture, adding the early strength agent, and uniformly stirring to obtain the grouting liquid. This application has the advantage of consolidating fast to broken area.)

注浆液、制备方法及其在溶蚀破碎带加固处理中的应用

技术领域

本申请涉及破碎带加固技术领域，尤其是涉及一种注浆液、制备方法及其在溶蚀破碎带加固处理中的应用。

背景技术

河道两岸的山体由于地质运动的变形会导致岩石出现开裂，破碎的岩石如果坠落会对航道及水上作业人员造成危害。为了保证航道通行安全，需要对航道两岸的山体进行勘查，以提前发现风险隐患并进行防治处理。

现有技术一般在岩石表面拖挂导向防落石柔性网，利用防护网对落石进行缓冲。防护网通过锚索固定在岩体上。

发明人认为上述技术方案存在以下缺陷：在勘察过程中，局部岩体目前处于基本稳定的状态，但存在有变形速率增加的趋势，由于体积巨大，一旦危岩体形成，防落柔性网无法起作用，且此时治理难度和安全风险大。需要发现此类现象时利用锚索将危岩体与山体进行锚固，然而河道两岸的岩体有较多的溶蚀破碎带导致在锚索施工钻孔时成孔率低。

发明内容

为了改善岩体溶蚀破碎带处进行锚索施工钻孔时成孔率低的问题，本申请提供一种注浆液、制备方法及其在溶蚀破碎带加固处理中的应用。

第一方面，本申请提供一种注浆液采用如下的技术方案：

一种注浆液，由包括以下重量份的原料制成：

水泥60-90、砂80-100、膨润土28-36、木粉5-10、玻璃微珠80-150、复合发泡剂1.2-2、悬浮剂12-16、分散剂4-8、水460-600；其中，复合发泡剂由动物性水泥发泡剂和十二烷基硫酸钠组成，玻璃微珠与木粉的重量比为1-3。

优选的，所述注浆液由包括以下重量份的原料制成：水泥60-90、砂80-100、膨润土28-36、木粉7-9、玻璃微珠100-120、复合发泡剂1.5-2、悬浮剂12-16、分散剂4-8、水460-600；其中，复合发泡剂由动物性水泥发泡剂和十二烷基硫酸钠组成，玻璃微珠与木粉的重量比为1.1-1.7。

通过采用上述技术方案，木粉增加了砂浆硬化后的抗裂性能，减小钻孔引起的裂隙数量，从而降低后续因微小裂隙扩展导致而引发的二次岩体脱落的可能，增加一次性溶蚀破碎带加固处理的效果。

玻璃微珠能够改善浆液的注浆流动性，同时替代部门砂子，使得浆液注入相同的量时，硬化后破碎带部分增加的重量较小，降低了因加固处理导致的额外增重影响岩体应力。

复合发泡剂使得浆液注入到破碎带后，硬化过程中膨胀，避免因收缩出现孔洞，提高了破碎带的强度，有利于成孔作业。

十二烷基硫酸钠能够对木粉表面杂质进行清洗，使得木粉与其他粘接物结合更牢度，改善破碎带的抗裂性能。

优选的，所述注浆液还包括早强剂2.5-5份。

通过采用上述技术方案，早强剂能够使得浆液注入后快速硬化，有利于现场后续钻孔作业，提高施工效率。

优选的，所述注浆液还包括羟甲基纤维素10-15份。

通过采用上述技术方案，羟甲基纤维素使得木粉分散更加均匀，使得注浆后破碎带各处浆液成分更加一致，浆液硬化后成孔时不会因位置不同而产生二次裂隙，提高破碎带加固的寿命周期。

优选的，所述木粉的粒径为40-70目。

通过采用上述技术方案，木粉的纤维长度较好，增加在抗裂性能方面的改善作用。

第二方面，本申请提供一种注浆液的制备方法采用如下的技术方案：

一种注浆液的制备方法，包括以下步骤：

按配比重量将悬浮剂和分散剂溶于水中混合均匀，加入玻璃微珠浸泡，充分搅拌后形成悬浮液；

将木粉加入悬浮液中搅拌均匀形成混合液；

将水泥、砂、膨润土混合搅拌均匀形成混合料；

将混合液与混合料混合，加入早强剂搅拌均匀得到注浆液。

通过采用上述技术方案，制作的注浆液注入破碎带后，能够在增重较小的情况下提高破碎带的强度和抗裂性，有利于后续成孔作业。

优选的，所述混合液利用超声震荡30-60min，超声震荡频率为25KHz-28KHz。更有选的混合液利用超声震荡45min，超声震荡频率为27KHz。

通过采用上述技术方案，木粉与玻璃微珠在溶液中充分分散均匀，减小团聚现象。十二烷基硫酸钠能够对木粉更加充分的洗涤，使得浆液硬化发泡时木粉与粘结剂的结合更牢固，提高强度。

第三方面，本申请提供了上述的注浆在溶蚀破碎带加固处理中的应用。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、木粉增加了砂浆硬化后的抗裂性能，减小钻孔引起的裂隙数量，从而降低后续因微小裂隙扩展导致而引发的二次岩体脱落的可能，增加一次性溶蚀破碎带加固处理的效果。玻璃微珠能够改善浆液的注浆流动性，同时替代部门砂子，使得浆液注入相同的量时，硬化后破碎带部分增加的重量较小，降低了因加固处理导致的额外增重影响岩体应力。共同提升破碎带加固强度，有利于成孔。

具体实施方式

本申请实施例公开一种注浆液、制备方法及其在溶蚀破碎带加固处理中的应用。

实施例

一种注浆液的制备方法，包括以下步骤：

按配比重量将悬浮剂和分散剂溶于水中混合均匀，加入玻璃微珠浸泡，充分搅拌后形成悬浮液。此处悬浮剂为市售纳米硅溶胶，分散剂为市售柠檬酸钠，玻璃微珠粒径为40-70目。

将木粉加入悬浮液中搅拌15-30min，再加入发泡剂搅拌15-30min形成混合液，混合液利用超声震荡30min，超声震荡频率为25KHz。此处木粉的细度为40-70目，含水率为6％-8％。发泡剂为由动物性水泥发泡剂和十二烷基硫酸钠混合均匀的复合发泡剂。

将水泥、砂、膨润土混合搅拌均匀形成混合料；

将超声震荡后的混合液与混合料混合搅拌45min，然后加入早强剂继续搅拌20s得到注浆液，此处早强剂为市售甲酸钙。各原料物质的配比如下表1。

表1各实施例中原料配比表

实施例9

一种注浆液的制备方法，与实施例7的不同之处在于，木粉加入悬浮液前先加入10g的羟甲基纤维素。

实施例10

一种注浆液的制备方法，与实施例7的不同之处在于，木粉加入悬浮液前先加入12g的羟甲基纤维素。

实施例11

一种注浆液的制备方法，与实施例7的不同之处在于，木粉加入悬浮液前先加入15g的羟甲基纤维素。

性能检测：对实施例1-11中制备的注浆液检查密度、流动性、初凝时间、终凝时间、硬化强度。性能检测结果见表2。

对比例1

一种注浆液的制备方法，与实施例2的不同之处在于，原料中不含玻璃微珠，砂的加入量为180g。

对比例2

一种注浆液的制备方法，与实施例2的不同之处在于，原料中玻璃微珠的加入量为60g。

对比例3

一种注浆液的制备方法，与实施例2的不同之处在于，原料中不含木粉。

对比例4

一种注浆液的制备方法，与实施例7的不同之处在于，原料中不含十二烷基磺酸钠。

对比例5

一种注浆液的制备方法，与实施例7的不同之处在于，原料中不含木粉和十二烷基磺酸钠。

表2各实施例中性能检测数据表

注浆性能检测：用3D打印机批量打印出规格统一的长方体的砂型试样，此处砂型试样规格为1000mm*1000mm*1000mm，砂型试样中带有一致的溶蚀破碎带结构的微孔和裂隙以及预留有注浆的锚孔。测量砂型试样的基重M₀，钻孔取样测量抗压强度F₀，记录钻孔周围的裂隙数量Q₀。

分别取实施例1-11中的注浆液注入到砂型试样中，注浆压力为0.3MPa，注浆速度为60L/min。待注浆液从锚孔溢出时停止注浆，记录此时的注浆时间t。待注浆液硬化后测量砂型试样的重量M₁，钻孔取样测量抗压强度F₁，记录钻孔周围的裂隙数量Q₁。检测结果见表3。

表3注浆性能检测数据表

根据实施例1-3的数据可知，玻璃微珠与木粉的重量比值减小时，砂浆的流动性逐渐减小，结合对比例1和2，玻璃微珠与木粉的重量比值小于10时，浆液的注浆性能明显下降，导致注浆填充不均，钻孔时容易开裂。

根据实施例2、4和5以及对比例4的数据可知，添加十二烷基硫酸钠在一定程度上可以改变木粉的发泡效果，使得木粉在体系中的粘接性能更好，提高抗裂性能。

根据实施例6-8的数据可知，玻璃微珠能够较好的改善浆液的流动性，有利于注浆的填充。结合对比例4和对比例5可知，十二烷基硫酸钠和木粉共同增加体系的抗裂性。

根据实施例9-11的数据可知，羟甲基纤维素能够使得木粉更加均匀的在体系中分散，改善整体的抗裂性能和强度，并提高浆液后期的发泡稳定性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。