具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了进一步完善注浆材料的体系，本发明进行了氯氧镁水泥基双液注浆材料的研发，以期达到既满足施工要求，又能实现快速加固或堵水等目的。

本发明的氯氧镁水泥基双液注浆材料，由A料浆和B料浆等体积混合而成；其中，A料浆由A粉料和水按重量比A粉料∶水＝100∶(35～50)组成(例如100∶35、100∶40、100∶45或100∶50)，B料浆由B粉料和水按重量比B粉料∶水＝100∶(35～50)组成(例如100∶35、100∶40、100∶45或100∶50)；

A粉料由以下重量份的原料组成：轻烧氧化镁粉95～98份(例如95份、96份、97份或98份)、减水剂一1～3份(例如1份、1.5份、2份、2.5份或3份)、羟丙基甲基纤维素0.5～2份(例如0.5份、1份、1.5份或2份)；

B粉料由以下重量份的原料组成：六水氯化镁60～80份(例如60份、65份、70份、75份或80份)、磷酸二氢钾10～20份(例如10份、12份、14份、16份或20份)、磷酸二氢钠10～20份(例如10份、12份、14份、16份或20份)、减水剂二3～5份(例如3份、3.5份、4份、4.5份或5份)、羟丙基甲基纤维素0.5～2份(例如0.5份、1份、1.5份或2份)。

可以理解的是，减水剂一、减水剂二可以相同，也可以不同，本发明不做特别要求。以下实施例中，两减水剂均相同，因此不再区分，均用“减水剂”指代。

本发明的氯氧镁水泥基双液注浆材料中，轻烧氧化镁粉的主要化学成分为MgO，在氯化镁水溶液中与MgCl₂(由六水氯化镁提供)和H₂O反应生成5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O和3Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O晶相，从而形成较为致密坚硬的硬化体；磷酸二氢钾和磷酸二氢钠，一是有加速氯氧镁水泥硬化的作用，即缩短氧化镁粉和氯化镁水溶液的凝结时间，二是可以提高氯氧镁水泥的耐水性能；减水剂可以提高浆体的流动性；羟丙基甲基纤维素可以调节浆体的粘稠度，避免在流动性较大时出现离析现象。

轻烧氧化镁粉为符合黑色冶金行业标准《轻烧氧化镁》YB/T 5206-2004表1中CBM85及以上等级(即牌号为CBM85至CBM96)的轻烧氧化镁，且比表面积不小于400m²/kg。

减水剂为市售萘系粉体减水剂，其减水率不小于20％。

羟丙基甲基纤维素为市售白色粉体羟丙基甲基纤维素，粘度为10万～20万mPa·s(质量分数为2％的水溶液的粘度，例如10万mPa·s、12万mPa·s、14万mPa·s、16万mPa·s或20万mPa·s)。

六水氯化镁为光卤石(KMgCl₃·6H₂O)中提炼KCl后的副产物，且其MgCl₂·6H₂O的质量含量不小于85％。

磷酸二氢钾为符合化工行业标准《肥料级磷酸二氢钾》HG/T 2321-2016表1中合格品及以上等级的磷酸二氢钾。

磷酸二氢钠为符合德州隆盛化工有限公司企业标准《副产磷酸二氢钠》Q/371426LS 006-2016表1中要求的产品。

本发明的氯氧镁水泥基双液注浆材料的制备方法，包括如下步骤：

第一步，按A粉料、B粉料的重量份组成，分别称量对应的原料，混合均匀，分别制得A粉料、B粉料；

第二步，将A粉料组分和水按A粉料∶水＝100∶(35～50)的重量比混合均匀，制得A料浆；将B粉料组分和水按B粉料∶水＝100∶(35～50)的重量比混合均匀，制得B料浆；

第三步，将A料浆和B料浆按相同的体积混合均匀，即得氯氧镁水泥基双液注浆材料。

实施例1

本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料，由A料浆、B料浆按体积比1:1混合而成，其中：A料浆由970g轻烧氧化镁粉、20g减水剂、10g羟丙基甲基纤维素和380g水混合而成，B料浆由660g六水氯化镁、150g磷酸二氢钾、150g磷酸二氢钠、30g减水剂、10g羟丙基甲基纤维素和380g水混合而成。

本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按以上重量称取轻烧氧化镁、减水剂、羟丙基甲基纤维素，混合均匀，得A粉料；

步骤二，按以上重量称取六水氯化镁、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、减水剂、羟丙基甲基纤维素，混合均匀，得B粉料；

步骤三，将A粉料1000g、水380g，混合搅拌至均匀，得A料浆；

步骤四，将B粉料1000g、水380g，混合搅拌至均匀，得B料浆；

步骤五，将A料浆、B料浆按体积比1∶1混合均匀，得本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料，通过双液注浆泵进行注浆。

经取样检测为：A料浆和B料浆的单液存放时间分别为6小时55min和8小时30min，A料浆和B料浆的单液流动度分别为325mm和335mm；混合料浆的初凝时间为55s、终凝时间为2min19s，2h抗压强度为11.2MPa。

以上检测参照国家标准GB8076-2008《混凝土外加剂》分别进行单液存放时间、单液流动度、双液注浆材料初凝时间和终凝时间以及抗压强度的测试。其他实施例和对比例中的检测方法与本实施例中的相同，不再赘述。

实施例2

本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料，由A料浆、B料浆按体积比1∶1混合而成，其中：A料浆由980g轻烧氧化镁粉、15g减水剂、5g羟丙基甲基纤维素和450g水混合而成，B料浆由700g六水氯化镁、150g磷酸二氢钾、120g磷酸二氢钠、20g减水剂、10g羟丙基甲基纤维素和450g水混合而成。

本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，按以上重量称取轻烧氧化镁、减水剂、羟丙基甲基纤维素，混合均匀，得A粉料；

步骤二，按以上重量称取六水氯化镁、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、减水剂、羟丙基甲基纤维素，混合均匀，得B粉料；

步骤三，将A粉料1000g、水450g，混合搅拌至均匀，得A料浆；

步骤四，将B粉料1000g、水450g，混合搅拌至均匀，得B料浆；

步骤五，将A料浆、B料浆按体积比1∶1混合均匀，得本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料，通过双液注浆泵进行注浆。

经取样检测为：A料浆和B料浆的单液存放时间分别为7小时30min和9小时50min，A料浆和B料浆的单液流动度分别为335mm和345mm；混合料浆的初凝时间为1min15s、终凝时间为2min50s，2h抗压强度为10.8MPa。

实施例3

本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料，与实施例1的区别在于：A料浆、B料浆制备时的加水量不同，其他参数均与实施例1中的相同，不再赘述。A料浆、B料浆制备时的加水量(每次实验中的两料浆的加水量都相同)以及最终制备的A料浆、B料浆、双液注浆材料的性能测试结果如下表1所示。

表1加水量对双液注浆材料性能的影响

从表1结合实施例1的数据可以看出，随着加水量的增加，A料浆和B料浆的存放时间逐渐延长；A料浆和B料浆的流动度逐渐增大；双液注浆材料的初凝时间和终凝时间逐渐延长；双液注浆材料2h的抗压强度逐渐减小。其中，在加水量较小时，浆液太稠，不能满足泵送施工要求；在加水量较大时，浆液会出现离析现象，从而也影响施工。因此，建议将加水量的范围确定为350～500g之间。

实施例4

本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料，与实施例1的区别在于：A料浆A制备时轻烧氧化镁粉的加入量不同，其他参数均与实施例1中的相同，不再赘述。A料浆制备时轻烧氧化镁粉的加入量以及最终制备的A料浆、B料浆、双液注浆材料的性能测试结果如下表2所示。

表2轻烧氧化镁粉的加入量对双液注浆材料性能的影响

从表2结合实施例1的数据可以看出，随着轻烧氧化镁粉量的增加，A料浆的存放时间逐渐缩短，A料浆的流动度逐渐减小，其中在轻烧氧化镁粉的量较少时，浆液有离析倾向，在其量较大时，浆液较粘稠，从而在较少和较多时，均影响施工。双液注浆材料的初凝时间和终凝时间均先缩短后延长，相应地，双液注浆材料2h的抗压强度也先增大后减小。综合各项性能，建议将轻烧氧化镁粉量的范围限制在950～980g之间。

实施例5

本实施例的氯氧镁水泥基双液注浆材料，与实施例1的区别在于：B料浆制备时六水氯化镁的加入量不同，其他参数均与实施例1中的相同，不再赘述。B料浆制备时六水氯化镁的加入量以及最终制备的A料浆、B料浆、双液注浆材料的性能测试结果如下表3所示。

表3六水氯化镁的加入量对双液注浆材料性能的影响

从表3的数据结合实施例1可以看出，随着六水氯氧镁量的增加，B料浆的存放时间逐渐延长，B料浆的流动度逐渐增大；双液注浆材料的初凝时间和终凝时间均是先缩短，后延长；2h的抗压强度先增大后减小。其中，氯化镁的量在600～800g之间，双液注浆材料的各项性能均较好，因此，建议将六水氯化镁的量在600～800g之间。

对比例1

本对比例的双液注浆材料，与实施例1的区别在于：将某一组分从A料浆和B料浆中去除，其他参数均与实施例1中的相同，不再赘述。某一组分对最终制备的A料浆、B料浆、双液注浆材料的性能测试结果如下表4所示。

表4某一组分对双液注浆材料性能的影响

注：由于A料浆中不含磷酸盐，所以磷酸盐两行对应无变化，表中以“—”表示。

从表4的数据结合实施例1可以看出，将某一组分去除后，对双液注浆材料的性能会产生不同程度的影响，其中去除磷酸二氢钾和磷酸二氢钠，主要对双液注浆材料的初凝时间和终凝时间产生影响；将减水剂去除后，浆液的流动性会显著的变小，从而影响施工；将羟丙基甲基纤维素去除后，浆液的粘聚性变差，易出现离析分层现象。

对比例2

本对比例的双液注浆材料，与实施例1的区别在于：B粉料中的磷酸盐全部为磷酸二氢钾或者全部为磷酸二氢钠，磷酸盐的添加总量、其他参数均与实施例1中的相同，不再赘述。磷酸盐种类的变化对最终制备的A料浆、B料浆、双液注浆材料的性能的影响如下表5所示。

表5 B料浆中磷酸盐种类的变化对双液注浆材料性能的影响

从表5的数据结合实施例1可以看出，磷酸二氢钾和磷酸二氢钠单掺与混掺相比，对B浆液的存放时间和流动度影响不大，但单掺相比混掺而言，其双液注浆材料的初凝时间和终凝时间均有所延长，2h抗压强度有所减小。也就是说，磷酸二氢钾和磷酸二氢钠混掺相比单掺，对凝结时间和2h抗压强度更有利，因此，建议二者混掺。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。