一种低温固化型复合岩土防渗增强材料及制备方法与流程

本发明涉及岩土加固材料，具体而言，涉及一种低温固化型复合岩土防渗增强材料及制备方法。

背景技术：

1、岩土工程防渗加固常用于寒区软弱地层、深基坑、堤坝及矿山尾矿库等工程场景中，以降低地层渗透性并提高岩土体稳定性。现有防渗加固材料主要包括无机类、有机类及复合类材料；

2、无机类材料多以水泥、水玻璃为主，具有成本较低的优点，但在低温环境下水化或凝胶反应活性下降，固化周期长，固化体易产生收缩开裂；

3、有机类材料如丙烯酸盐、聚氨酯等虽然防渗性能较好，但通常成本较高，耐久性不足，且部分组分存在环境风险；

4、复合材料多采用简单复配方式，组分兼容性和低温凝胶可控性较差，容易出现分层、团聚或固化不完全等问题；

5、为此提出一种低温固化型复合岩土防渗增强材料及制备方法，以解决上述提出的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种低温固化型复合岩土防渗增强材料及制备方法，以解决或改善上述技术问题中现有岩土防渗加固材料在低温环境下固化活性不足、浆液稳定性差、固化体易收缩开裂且防渗增强耐久性不足的问题。

2、有鉴于此，本发明的第一方面在于提供一种低温固化型复合岩土防渗增强材料。

3、本发明的第二方面在于提供一种低温固化型复合岩土防渗增强材料。

4、本发明的第一方面提供了一种低温固化型复合岩土防渗增强材料，包括分别预混合的低温活性组分液和固化增强组分液；以所述低温活性组分液的总重量为100份计，所述低温活性组分液包括如下重量份的组分：低温活性主剂22至36份、复合缓凝稳定剂3.5至7.2份、柔性增韧剂2.1至4.8份以及去离子水52至68份；以所述固化增强组分液的总重量为100份计，所述固化增强组分液包括如下重量份的组分：复合固化引发剂8至16份、活性增强填料12至24份、ph调节剂1.2至3.5份以及去离子水58至78份；其中，低温活性主剂包括甲基丙烯酸羟乙酯与衣康酸的二元共聚物，复合固化引发剂包括过硫酸钾、亚硫酸氢钠和过氧化苯甲酸叔丁酯，活性增强填料包括超细偏高岭土和纳米二氧化硅，低温活性组分液与固化增强组分液的体积混合比为1:0.8至1:1.3。

5、本发明的第一方面提供了一种制备方法，包括如下步骤：在0℃至5℃条件下向配料釜中加入去离子水并搅拌，分别加入低温活性主剂并进行搅拌、超声辅助溶解以及复合缓凝稳定剂搅拌；加入柔性增韧剂以均质分散，过滤后得到低温活性组分液；在5℃至10℃条件下向配料釜中加入去离子水并搅拌，加入复合固化引发剂搅拌至溶解；加入活性增强填料并进行超声分散，加入ph调节剂调节ph值并过滤后得到固化增强组分液；将低温活性组分液和固化增强组分液分别独立储存，并在施工前按照体积比1:0.8至1:1.3混合。

6、本发明与现有技术相比所具有的有益效果：

7、通过将低温固化型复合岩土防渗增强材料设置为分别预混合的低温活性组分液和固化增强组分液，使低温活性主剂与复合固化引发剂在施工前分开储存，避免材料在储存和运输过程中提前聚合或失效，提高了材料的储存稳定和现场施工可控。

8、通过采用甲基丙烯酸羟乙酯与衣康酸的二元共聚物作为低温活性主剂，使材料在低温环境下仍能够保持较高的聚合反应活性，并通过衣康酸引入的羧基提高有机组分与无机填料之间的结合能力，从而改善现有材料低温固化缓慢、固化不充分的问题。

9、通过采用过硫酸钾、亚硫酸氢钠和过氧化苯甲酸叔丁酯构成复合固化引发剂，能够在低温条件下形成较稳定的自由基引发体系，提高低温固化效率，缩短低温环境下的成型时间。

10、通过采用超细偏高岭土和纳米二氧化硅作为活性增强填料，能够在固化体中形成无机增强骨架并填充微孔隙，降低固化体内部孔隙连通性，提高固化体的抗压强度、防渗性能和抗水侵蚀能力。

11、通过设置复合缓凝稳定剂、柔性增韧剂和ph调节剂，并限定低温活性组分液与固化增强组分液的体积混合比，能够兼顾浆液的流动性、凝胶时间、渗透扩散能力和固化后体积稳定性，减少低温固化体收缩开裂、分层团聚及防渗耐久性不足的问题，使材料更适用于寒区软弱地层、深基坑、堤坝及矿山尾矿库等低温复杂地质环境的防渗加固施工。

12、根据本发明的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本发明的实施例的实践了解到。

1.一种低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，包括分别预混合的低温活性组分液和固化增强组分液；

2.根据权利要求1所述的低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，所述低温活性主剂的数均分子量为8000至12000、分子量分布指数为1.2至1.5；

3.根据权利要求1所述的低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，所述复合缓凝稳定剂包括柠檬酸钠、葡萄糖酸钠和焦磷酸钠；

4.根据权利要求1所述的低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，所述柔性增韧剂为聚乙二醇二缩水甘油醚；

5.根据权利要求1所述的低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，所述过硫酸钾、所述亚硫酸氢钠和所述过氧化苯甲酸叔丁酯的重量比为5:2:1至9:4:3。

6.根据权利要求1所述的低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，所述超细偏高岭土与所述纳米二氧化硅的重量比为8:4至15:9；

7.根据权利要求1所述的低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，所述ph调节剂为磷酸二氢钾，以及所述固化增强组分液的ph值为4.0至5.0；

8.根据权利要求1所述的低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，所述低温活性组分液与所述固化增强组分液混合后的浆液初始粘度为30mpa·s至50mpa·s，所述浆液在5℃下的凝胶时间为15min至60min。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的低温固化型复合岩土防渗增强材料，其特征在于，所述低温活性组分液与所述固化增强组分液混合后在0℃至15℃环境下固化形成复合固化体；

10.一种制造权利要求1至9中任一项所述低温固化型复合岩土防渗增强材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：