一种非凝固-低强型注浆材料及其制备加注施工方法

1.本发明涉及囊体注浆材料技术领域，特别是一种非凝固-低强型注浆材料及其制备施工方法。


背景技术：

2.在建筑物的建设中，常常会出现由于时间的推移，许多已经建好的城市地下空间结构，例如基坑、隧道等建筑，会产生变形位移等不良变形，严重时可危害邻近建筑物的整体稳定和安全，因此为降低变形位移等不良影响，需要对城市地下建筑物进行修复，这就需要一种囊式注浆的施工方法，但有时在进行囊式注浆时，常常无法进行重复式注浆，不能满足同个囊体多次重复注浆的需求。


技术实现要素：

3.本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够满足同一个囊体多次重复注浆需求的非凝固-低强型注浆材料及其制备施工方法。
4.本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种非凝固-低强型注浆材料，该注浆材料是采用膨润土和高吸水性树脂的混合物加水制备而成的，其中水：膨润土：高吸水性树脂质量比范围为1：0.6～1.2：0.05～0.3。
5.所述膨润土为钠基膨润土，粒度为200～300目，膨润土中蒙脱石的质量百分比为45％～80％。
6.所述高吸水性树脂为醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯共聚物类树脂颗粒，粒度为20～150目。
7.本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：一种上述的非凝固-低强型注浆材料的制备加注施工方法，采用以下步骤：
8.1)将按质量百分比称量的膨润土与水在搅拌器中充分搅拌均匀；2)将高吸水性树脂按照配比均匀加入膨润土浆液中，搅拌均匀，完成非凝固-低强型注浆材料制备；3)将制备得到的非凝固-低强型注浆材料注入预先埋设的囊体中，注入时长加上步骤2)的制备时长不超过10分钟。
9.本发明具有的优点和积极效果是：通过调整水、膨润土和高吸水性树脂的配合比来实现浆液性能的可控性，其中膨润土可减小浆液的离析现象，使得高吸水性树脂在浆液中均匀分布，而高吸水性树脂可吸收浆液中多余水分，使得注浆材料在囊体中处于一种介于流态和固态之间并可以在地层中长期稳定存在，流动性高，强度低，能够满足同一个囊体多次可重复注浆要求，能够对同一个囊体实施多次可重复注浆，能够使施工便捷，精确控制地下结构物的变形；注浆材料制备方法简单快捷，可在施工现场配制并完成注浆施工，经济实用性强。
具体实施方式
10.为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例进行详细说明如下：
11.实施例1：
12.一种非凝固-低强型注浆材料，其浆液配比是水∶膨润土∶高吸水性树脂＝1∶0.6∶0.3，其中，膨润土为钠基膨润土，粒度为200～300目，膨润土中蒙脱石的质量百分比为45％～80％，高吸水性树脂为醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯共聚物类树脂颗粒，粒度为20～150目。
13.上述浆液制备及加注过程：
14.1)将按质量百分比称量的膨润土与水在搅拌器中充分搅拌均匀；
15.2)将高吸水性树脂按照配比均匀加入膨润土浆液中，并在1分钟内搅拌均匀；完成非凝固-低强型注浆材料制备，浆液的流动性为30.7cm。
16.3)将制备得到的非凝固-低强型注浆材料注入预先埋设的囊体中，注入时长加上步骤2)的制备时长不超过10分钟。若时间过长，可能会导致浆液在外面凝固，致使无法往囊袋里注浆。若注浆量较大，应分多次制备浆液与多次注浆，以满足非凝固-低强型注浆材料的注浆要求。
17.实施例2：
18.一种非凝固-低强型注浆材料，其浆液配比是水∶膨润土∶高吸水性树脂＝1∶1∶0.1，其中，膨润土为钠基膨润土，粒度为200～300目，膨润土中蒙脱石的质量百分比为45％～80％，高吸水性树脂为醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯共聚物类树脂颗粒，粒度为20～150目。
19.上述浆液制备及加注过程：
20.1)将按质量百分比称量的膨润土与水在搅拌器中充分搅拌均匀；
21.2)将高吸水性树脂按照配比均匀加入膨润土浆液中，并在1分钟内搅拌均匀；完成非凝固-低强型注浆材料制备，浆液的流动性为28.3cm。
22.3)将制备得到的非凝固-低强型注浆材料注入预先埋设的囊体中，注入时长加上步骤2)的制备时长不超过10分钟。若时间过长，可能会导致浆液在外面凝固，致使无法往囊袋里注浆。若注浆量较大，应分多次制备浆液与多次注浆，以满足非凝固-低强型注浆材料的注浆要求。
23.实施例3：
24.一种非凝固-低强型注浆材料，其浆液配比是水∶膨润土∶高吸水性树脂＝1∶1.2∶0.05，其中，膨润土为钠基膨润土，粒度为200～300目，膨润土中蒙脱石的质量百分比为45％～80％，高吸水性树脂为醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯共聚物类树脂颗粒，粒度为20～150目。
25.上述浆液制备及加注过程：
26.1)将按质量百分比称量的膨润土与水在搅拌器中充分搅拌均匀；
27.2)将高吸水性树脂按照配比均匀加入膨润土浆液中，并在1分钟内搅拌均匀；完成非凝固-低强型注浆材料制备，浆液的流动性为24.9cm。
28.3)将制备得到的非凝固-低强型注浆材料注入预先埋设的囊体中，注入时长加上步骤2)的制备时长不超过10分钟。若时间过长，可能会导致浆液在外面凝固，致使无法往囊袋里注浆。若注浆量较大，应分多次制备浆液与多次注浆，以满足非凝固-低强型注浆材料
的注浆要求。
29.上述注浆材料主要是通过钠基膨润土和高吸水性树脂(sap)颗粒制备而成的，其中水：膨润土：高吸水性树脂(sap)质量比范围为1∶0.6～1.2∶0.05～0.3；初始流动度不小于25cm，10分钟时流动度损失率不大于60％。注浆材料完成注浆施工后30天内在囊体中处于一种介于固态和流态之间的一种稳定状态，具有较强的可塑性，其抗压强度不大于100kpa，可满足同一个囊体多次重复注浆要求。
30.本发明的原理为：
31.膨润土具有膨胀性，膨润土遇水就膨胀，这种自然现象产生的主要原因是膨润土矿物晶层间距加大，水分子进入了矿物的晶层，另外引起膨润土膨胀的原因还有膨润土矿物的阳离子交换作用。
32.高吸水性树脂是一种新型的功能高分子材料，是一种含有羟基、羧基的强亲水性基团并具有一定交联度的具有三维网络结构新型功能高分子材料，它具有超强的吸水保水能力，广泛应用林、园艺、工业、医疗、环保等各个领域。它无毒无害，反复释水、吸水，因此农业上人们把它比喻为"微型水库"。
33.上述高吸水性树脂为醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯共聚物类树脂颗粒，其在吸水后具有较高的机械强度，并且高吸水性树脂颗粒粒度为20～150目，吸水速率较慢，能使得浆液在短时间内具备良好流动性而满足注浆要求。
34.综上所述：本发明公开了一种适用于囊体扩张技术的非凝固-低强型注浆材料及其制备加注施工方法，该注浆材料主要是通过钠基膨润土和高吸水性树脂(sap)颗粒制备而成的，通过合适的配比试验，使得注浆材料在囊体中处于一种介于流态和固态之间并可以在地层中长期稳定存在，以满足同个囊体多次可重复注浆要求。可适用于囊体扩张技术，可用于进行变形位移等不良变形的修复，保障城市地下空间结构的正常使用以及临近建筑物的整体稳定与安全。
35.尽管上面对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种非凝固-低强型注浆材料，其特征在于，该注浆材料是采用膨润土和高吸水性树脂的混合物加水制备而成的，其中水：膨润土：高吸水性树脂质量比范围为1：0.6～1.2：0.05～0.3。2.根据权利要求1所述的非凝固-低强型注浆材料，其特征在于，所述膨润土为钠基膨润土，粒度为200～300目，膨润土中蒙脱石的质量百分比为45％～80％。3.根据权利要求2所述的非凝固-低强型注浆材料，其特征在于，所述高吸水性树脂为醋酸乙烯酯与丙烯酸甲酯共聚物类树脂颗粒，粒度为20～150目。4.一种如权利要求1所述的非凝固-低强型注浆材料的制备加注施工方法，其特征在于，采用以下步骤：1)将按质量百分比称量的膨润土与水在搅拌器中充分搅拌均匀；2)将高吸水性树脂按照配比均匀加入膨润土浆液中，搅拌均匀，完成非凝固-低强型注浆材料制备；3)将制备得到的非凝固-低强型注浆材料注入预先埋设的囊体中，注入时长加上步骤2)的制备时长不超过10分钟。

技术总结
本发明公开了一种非凝固-低强型注浆材料，该注浆材料是采用膨润土和高吸水性树脂的混合物加水制备而成的，其中水：膨润土：高吸水性树脂质量比范围为1：0.6～1.2：0.05～0.3。本发明还公开了上述注浆材料的制备加注施工方法。本发明通过调整水、膨润土和高吸水性树脂的配合比来实现浆液性能的可控性，其中膨润土可减小浆液的离析现象，使得高吸水性树脂在浆液中均匀分布，而高吸水性树脂可吸收浆液中多余水分，使得注浆材料在囊体中处于一种介于流态和固态之间并可以在地层中长期稳定存在，流动性高，强度低，能够满足囊体多次可重复注浆要求，能够对同一个囊体实施多次可重复注浆，能够使施工便捷，精确控制地下结构物的变形。精确控制地下结构物的变形。


技术研发人员：刁钰 陈佳斌 黄建友 张天奇 郑刚
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/9/7