一种防渗粉剂、防渗水材料及其制备和应用方法

摘要

本发明提供了一种防渗粉剂、防渗水材料及其制备和应用方法，该防渗粉剂原料包括重量份的物质：二氧化硅75‑120份，黑砂0.5‑5份，在防渗粉剂中二氧化硅和黑砂混合均匀，按照防渗粉剂和水的重量比1：0.1‑1.5，向防渗粉剂中加水搅拌均匀制备的防渗水材料应用于构筑物冒水部位、构筑物漏水部位以及构筑物的防水。本发明提供的方案能够有效地延长防渗时间。

权利要求

1.一种防渗粉剂，其特征在于，应用于构筑物隧道底部、隧道顶部和河道底部，其原料由如下重量份的物质组成：自然风干方式干燥的粒径不大于0.425mm的二氧化硅75-120份和自然风干方式干燥的粒径不大于0.425mm的黑砂0.5-5份。

2.根据权利要求1所述的防渗粉剂，其特征在于，所述二氧化硅粒径范围：不大于0.3mm；

所述黑砂粒径范围：不大于0.3mm。

3.权利要求1或2所述防渗粉剂的制备方法，其特征在于，包括：自然风干方式干燥二氧化硅和黑砂；

分别粉碎干燥后的二氧化硅和黑砂；

按照重量份计，将粉碎后的粒径不大于0.425mm二氧化硅75-120份和粒径不大于

0.425mm黑砂0.5-5份混匀。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述分别粉碎干燥后的二氧化硅和黑砂之后，在所述将粉碎后的二氧化硅75-120份和黑砂0.5-5份混匀之前，进一步包括：将粉碎后的二氧化硅过40目至200目范围内的筛网；

将粉碎后的黑砂过40目至120目范围内的筛网；

所述将粉碎后的二氧化硅75-120份和黑砂0.5-5份混匀，包括：将过筛后的二氧化硅

75-120份和过筛后的黑砂0.5-5份混匀。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将粉碎后的二氧化硅过40目至200目范围内的筛网，包括：将粉碎后的二氧化硅过

50目至80目范围内的筛网；

所述将粉碎后的黑砂过40目至120目范围内的筛网，包括：将粉碎后的二氧化硅过50目至80目范围内的筛网；

所述将过筛后的二氧化硅75-120份和过筛后的黑砂0.5-5份混匀，包括：将过筛后的二氧化硅90-99份和过筛后的黑砂1-2份混匀。

6.一种防渗水材料，其特征在于，应用于构筑物隧道底部、隧道顶部和河道底部，包括：权利要求1或2所述的防渗粉剂和水，其中，所述防渗粉剂和水的重量比为：1：0.1-1.5。

7.根据权利要求6所述的防渗水材料，其特征在于，所述防渗粉剂和水的重量比为：1：0.35-1。

8.权利要求6或7所述防渗水材料的制备方法，其特征在于，包括：按照所述防渗粉剂和所述水的重量比为1：0.1-1.5，向防渗粉剂中加水搅拌均匀。

9.一种防渗水材料的应用方法，其特征在于，将自然风干方式干燥的粒径不大于0.425mm的二氧化硅75-120份和自然风干方式干燥的粒径不大于0.425mm的黑砂0.5-5份与水，按照重量比为1：0.1-1.5搅拌均匀，制得防渗水材料；

当构筑物隧道底部冒水时，利用旋喷钻机在冒水部位钻孔，其中，孔深度为距隧道底部表面1-2m，通过所述孔，将搅拌均匀的所述防渗水材料旋喷到距所述隧道底部构筑物表面

1-2m处，防水材料将沿着缝隙流动，以填补缝隙，当所述旋喷钻机压力达到10MPa时，停止旋喷；

当所述构筑物隧道顶部漏水时，在漏水位置或者缝隙位置附近打孔，并通过孔在孔与缝隙之间埋设管路，利用注浆机通过预埋管将所述防渗水材料喷注到漏水部位，防水材料将沿着缝隙流动，以填补缝隙；当所述注浆机压力达到8MPa时，持续2min，停止旋喷；

当为所述构筑物河道底部防水时，至少循环执行下述N1和N2两次：N1：将搅拌均匀的所述防渗水材料平铺，平铺厚度为20-30cm；

N2：利用振动碾压实，至压实后的防渗水材料承压力达到10Mpa。

说明书

一种防渗粉剂、防渗水材料及其制备和应用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及防渗材料技术领域，特别涉及一种防渗粉剂、防渗水材料及其制备和应用方法。

背景技术

[0002] 随着隧道等建筑设施应用时间的增加，发生顶部漏水是不可避免的损坏，特别是铁路隧道顶部具有高压电网，其顶部漏水可能造成高压电网断电等，那么，对于隧道等建筑设施来说，通过防渗水材料进行防渗处理，是提高其使用寿命的重要手段之一。

[0003] 目前防渗水材料主要是油毡、SBS、防水胶、堵漏剂、沥青类的合成材料等，这些防渗水材料受温度影响，发生变性，自身收缩开裂，而失去防渗作用，即现有的防渗材料往往具有防渗时间较短的问题。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供了一种防渗粉剂、防渗水材料及其制备和应用方法，能够有效地延长防渗时间。

[0005] 根据本发明的一方面，提供了一种防渗粉剂，其原料包括如下重量份的物质：

[0006] 二氧化硅75-120份，黑砂0.5-5份。

[0007] 上述二氧化硅和黑砂各自单独存在时，颗粒间的空隙率较大，使水能够通过空隙渗透。但本发明相关实验意外地发现，由于黑砂为扁平状，其能够填补二氧化硅颗粒间空隙，上述防渗粉剂制备成的防渗水材料经过建筑机械 如注浆机、旋喷钻机、振动碾等的物理作用下能够大大提高防渗水材料的密实度，实现防渗。

[0008] 进一步地，上述防渗粉剂中，

[0009] 所述二氧化硅粒径范围：不大于0.425mm，优选不大于0.3mm；

[0010] 所述黑砂粒径范围：不大于0.425mm，优选不大于0.3mm。

[0011] 这是因为粒径的增大，使颗粒间的空隙增大，使得防渗粉剂应用于防渗水材料中的密实度减小，而本发明中已发现，上述粒径范围能够很好的实现防渗。

[0012] 作为优选，上述防渗粉剂的原料进一步包括：铝粉0.5-5份。

[0013] 该铝粉的存在能够填补黑砂不能填补的二氧化硅颗粒间的空隙，进一步提高防渗粉剂制备的防渗水材料的密实度，本发明发现，加入铝粉后，能够有效地提高防渗。

[0014] 根据本发明的另一方面，提供了上述任意一种防渗粉剂的制备方法，该方法包括：

[0015] 干燥二氧化硅和黑砂；

[0016] 分别粉碎干燥后的二氧化硅和黑砂；

[0017] 按照重量份计，将粉碎后的二氧化硅75-120份和黑砂0.5-5份混匀。

[0018] 上述干燥过程，主要是为了防止在后续粉碎过程中，二氧化硅和黑砂粘在粉碎机上，造成机器损坏和二氧化硅和黑砂的浪费，另外，本发明在实施过程中发现，干燥后的二氧化硅和黑砂更易被粉碎，那么通过干燥的过程能够有效地提高粉碎效率。

[0019] 进一步地，在所述分别粉碎干燥后的二氧化硅和黑砂之后，在所述将粉碎后的二氧化硅75-120份和黑砂0.5-5份混匀之前，进一步包括：

[0020] 将粉碎后的二氧化硅过40目至200目范围内的筛网；

[0021] 将粉碎后的黑砂过40目至120目范围内的筛网；

[0022] 所述将粉碎后的二氧化硅75-120份和黑砂0.5-5份混匀，包括：将过筛后的二氧化硅75-120份和过筛后的黑砂0.5-5份混匀，或者，将过筛后的二 氧化硅75-120份、过筛后的黑砂0.5-5份及铝粉0.5-5份混匀。

[0023] 该过筛网的过程是为了获得上述二氧化硅和黑砂的粒径范围。

[0024] 根据本发明的又一方面，提供了一种防渗水材料，包括：上述任意一种防渗粉剂和水，其中，

[0025] 所述防渗粉剂和水的重量比为：1：0.1-1.5。

[0026] 本发明发现，上述重量比能够满足不同构筑物防渗的需求如：隧道底部冒水、隧道顶部漏水、河道底部防水等等。

[0027] 进一步地，所述防渗粉剂和水的重量比优选为：1：0.35-1。

[0028] 根据本发明的另一方面，提供了上述防渗水材料的制备方法，包括：

[0029] 按照所述防渗粉剂和所述水的重量比为1：0.1-1.5，向防渗粉剂中加水搅拌均匀。

[0030] 本发明进一步发现，本发明提供的防渗水材料具有一定的黏附性即防渗粉剂与水均匀分布，而且由于水的作用防渗粉剂颗粒间具有一定的粘连，流动性，该流动性能够使防渗水材料进入到缝隙中，实现填补缝隙。

[0031] 根据本发明的又一方面，提供了上述防渗水材料的应用方法，包括：

[0032] 当构筑物冒水时，在冒水部位，利用旋喷钻机将搅拌均匀的所述防渗水材料旋喷到距构筑物表面0.5-3m处，当所述旋喷钻机压力达到3-30MPa时，停止旋喷；

[0033] 当所述构筑物漏水时，利用注浆机通过预埋管将所述防渗水材料喷注到漏水部位，当所述注浆机压力达到3-12MPa时，停止旋喷；

[0034] 当为所述构筑物防水时，至少循环执行下述N1和N2两次：

[0035] N1：将搅拌均匀的所述防渗水材料平铺，平铺厚度范围：10-50cm；

[0036] N2：利用振动碾压实，至压实后的防渗水材料承压力达到5-10Mpa。

[0037] 上述提及的密实度主要是材料体积内固体的填充程度，即黑砂或者铝粉填充二氧化硅颗粒间的缝隙的程度以及本发明的防渗水材料填充漏水/冒水缝隙的程度，本发明发现，上述提供的二氧化硅、黑砂和铝粉的重量份分配、防渗粉剂与水的比例以及应用过程中建筑机械的压实，使得上述防渗水材料 在漏水/冒水缝隙中具有比较好的密实度。

[0038] 本发明实施例提供了一种防渗粉剂、防渗水材料及其制备和应用方法，该防渗粉剂原料包括重量份的物质：二氧化硅75-120份，黑砂0.5-5份，其中，二氧化硅熔点约为1650℃，黑砂的熔点约为1900℃，另外，二氧化硅和黑砂稳定性高，使得其在自然环境中，能够较好地保持自身的性质，另外，按照防渗粉剂和水的重量比1：0.1-1.5，向防渗粉剂中加水搅拌均匀制备的防渗水材料具有一定的密实度、延展性和黏度，使得其能够被涂覆到漏水/冒水部位达到防水的目的，而这种防渗水材料由于其原料为二氧化硅和黑砂，从而使得该防渗水材料的熔点较高，稳定性高，不易受温度的影响，能够有效地延长防渗时间。

具体实施方式

[0039] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发 明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普 通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属 于本发明保护的范围。

[0040] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中，所使用的各类设备、试剂和材料若无特别说明，均为常规市售可得。

[0041] 实施例1用以阐述基于防渗粉剂制备防渗水材料，应用于填补隧道底部缝隙，以治理隧道底部缝隙冒水；

[0042] 在实施例1中，制备防渗水材料用的防渗粉剂的原料及其含量如下表I所示：

[0043] 表I

[0044]

[0045] 在该实施例1中，防渗粉剂、防渗水材料的制备及应用于填补隧道底部缝隙的方法可以包括：

[0046] 通过自然风干的方式干燥二氧化硅和黑砂，利用粉碎机分别粉碎干燥后的二氧化硅和黑砂，分别将二氧化硅过80目筛网，黑砂过50目筛网，分别取过筛后的二氧化硅98份，过筛后的黑砂2份，并将该98份二氧化硅和2份黑砂混匀制得防渗粉剂，待用；

[0047] 按照防渗粉剂和水的重量比1：0.75，向上述混匀的防渗粉剂(二氧化硅98份和黑砂2份)中加水，搅拌均匀，制得防渗水材料，待用；

[0048] 确定出隧道底部冒水部位，在隧道底部冒水部位，利用旋喷钻机通过隧道底部表面向下钻孔，孔深度为距隧道底部表面1-2m，在距隧道底部表面1-2m处，旋喷钻机通过孔将本实施例制备的搅拌均匀的防渗水材料旋喷填补隧道底部冒水部位的缝隙，在该过程中，防水材料将沿着缝隙流动，以填补缝隙；当旋喷机压力达到10MPa时，停止旋喷，即当有缝隙存在时，旋喷机压力会通过缝隙分散，使旋喷机压力较低，而且，缝隙越大，旋喷机压力越小，而随着缝隙的填补，旋喷机压力随之上升，通过对比多组旋喷机压力1MPa、3MPa、5MPa、8MPa、10MPa、11MPa、13Mpa、17MPa、20MPa、25MPa及30MPa等发现，当缝隙较小时，旋喷机需要达到较大的压力才能填补缝隙，一方面是因为缝隙小时，旋喷机本身的基础压力较大，而只有达到更大的压力时，才能将防渗水材料压入较小的缝隙中，对于宽度为2mm的缝隙来说，当旋喷机压力达到10MPa时，缝隙完全被填补，而压力继续升高至11MPa、13MPa等，缝隙被填补的差异性并不大，同时，考虑到缝隙宽度的差异性，在治理隧道底部缝隙冒水过程中，根据缝隙宽度选定旋喷机压力。

[0049] 实施例2用以阐述基于防渗粉剂制备防渗水材料，应用于填补隧道顶部缝隙，以治理隧道顶部缝隙漏水；

[0050] 在该实施例2中，制备防渗水材料用的防渗粉剂的原料及其含量如下表II所示：

[0051] 表II

[0052]

[0053] 在该实施例2中，防渗粉剂、防渗水材料的制备及应用于填补隧道顶部缝隙的方法可以包括：

[0054] 在防渗粉剂的制备过程中，二氧化硅和黑砂干燥和粉碎，使用实施例1中相同的方法，不同之处在于：分别将二氧化硅和黑砂过80目筛网，分别取过筛后的二氧化硅99份，过筛后的黑砂1份，并将该99份二氧化硅和1份黑砂混匀制得防渗粉剂，待用；

[0055] 在防渗水材料的制备过程中，按照防渗粉剂和水的重量比1：1，向上述混匀的防渗粉剂(二氧化硅99份和黑砂1份)中加水，搅拌均匀，制得防渗水材料，待用；该1：1的重量比制备出的防渗水材料具有一定的流动性，使其能够比较快速的通过下述埋设的管路，进行填补隧道顶部缝隙，而当重量比增大如1：2时，防渗水材料流动性虽然增大，但是很容易使水和防渗粉剂分离，大大降低了防渗水材料的黏附性，从而使其防水性降低。

[0056] 填补隧道顶部缝隙的方法：确定出隧道顶部漏水位置或者直接确定出隧道顶部缝隙位置，在漏水位置或者缝隙位置附近打孔，并通过孔在孔与缝隙之间埋设管路，注浆机通过埋设的管路，将本实施例制备的搅拌均匀的防渗水材料注入到隧道顶部，填补隧道顶部缝隙，在该过程中，防水材料将沿着缝隙流动，以填补缝隙；通过一系列试验测试表明，当注浆机压力达到8MPa时，持续2min，停止注浆。本发明实施例提供的防渗水材料能够完全填补隧道顶部漏水缝隙，并能够较好的治理隧道顶部缝隙漏水。

[0057] 实施例3用以阐述基于防渗粉剂制备防渗水材料，应用于河道底部铺设，以治理河道底部渗水；

[0058] 在该实施例3中，制备防渗水材料用的防渗粉剂的原料及其含量如下表 III所示：

[0059] 表III

[0060]

[0061] 在该实施例3中，防渗粉剂、防渗水材料的制备及应用于河道底部铺设的方法可以包括：

[0062] 在防渗粉剂的制备过程中，二氧化硅和黑砂干燥和粉碎，使用实施例1中相同的方法，不同之处在于：分别将二氧化硅和黑砂过50目筛网，分别取过筛后的二氧化硅99份，过筛后的黑砂1份，并将该99份二氧化硅和1份黑砂混匀制得防渗粉剂，待用；

[0063] 在防渗水材料的制备过程中，按照防渗粉剂和水的重量比1：0.35，向上述混匀的防渗粉剂(二氧化硅99份和黑砂1份)中加水，搅拌均匀，制得防渗水材料，待用，在该过程中，如果重量比1：0.35增大，如1：1时，虽然也可以进行下述的振动碾压实，但是，由于重量比增加，使得防渗水材料比较稀薄，导致压实过程困难，而且会有很多防渗水材料黏附到振动碾，造成防渗水材料的浪费；如果重量比1：0.35减小，如1：0.1时，防渗水材料的黏附性差，当对防渗水材料加压时，防渗水材料不能成块，即经过下述振动碾压实防渗水材料存在一定的裂缝，其虽然具有一定的防漏性，当防漏性较差。

[0064] 河道底部铺设的方法：在河道底部整平之后，将上述搅拌均匀的防渗水材料平铺到河道底部，防渗水材料平铺的厚度为20-30cm，并用振动碾将平铺的防渗水材料压实，当压实后的防渗水材料承压力达到10MPa时，在压实后的防渗水材料上再继续铺设厚度仍为20-30cm的本实施例提供的防渗水材料，再用振动碾压实，当压实后的防渗水材料承压力再次达到10MPa时，即完成河道底部的铺设。而压实后的防渗水材料承压力可以通过回弹仪测得。

[0065] 在上述实施例1至实施例3中，当防渗水材料进入缝隙之后，由于二氧化硅重量份较多，使得二氧化硅能够比较均匀的存在于缝隙中，而黑砂比重较大，使得黑砂沉积于缝隙的中部以下来填补缝隙中、下部二氧化硅的缝隙，增加了缝隙中部以下的密实度，从而防止缝隙渗水。而与其他的砂如黄砂、白砂等相比，其他砂通常为棱形，不能够与二氧化硅很好的贴合，而黑砂呈扁平状，其能够很好的填补二氧化硅的缝隙。

[0066] 上述提及黑砂沉积于缝隙的中部以下来填补缝隙中部以下二氧化硅的缝隙，而缝隙的中、上部主要是二氧化硅来填补，使得缝隙的中部以下密实度较高，而中部以上密实度较低，造成中部以上不足以阻挡水的渗入，那么，为了进一步增加填补本发明实施例提供的防渗水材料后缝隙中部以上的防渗性，本发明进一步在上述防渗粉剂(二氧化硅和黑砂)添加铝粉，由于铝粉的比重较小，当包含有铝粉的防渗水材料填补缝隙时，铝粉存在于缝隙的中部以上，填补了中部以上二氧化硅的缝隙，进一步提高防渗水材料的防渗性。

[0067] 实施例4用以阐述基于包含铝粉的防渗粉剂制备防渗水材料，应用于填补隧道顶部缝隙，以治理隧道顶部缝隙漏水；

[0068] 在该实施例4中，制备防渗水材料用的防渗粉剂的原料及其含量如下表IV所示：

[0069] 表IV

[0070]

[0071] 在该实施例4中，防渗粉剂、防渗水材料的制备及应用于填补隧道顶部缝隙的方法可以包括：

[0072] 在防渗粉剂的制备过程中，二氧化硅和黑砂干燥和粉碎，使用实施例1中相同的方法，不同之处在于：分别将二氧化硅和黑砂过80目筛网，分别取 过筛后的二氧化硅99份，过筛后的黑砂1份及铝粉1份，并将该99份二氧化硅、1份黑砂和铝粉1份混匀制得防渗粉剂，待用；

[0073] 防渗水材料的制备和填补隧道顶部缝隙的方法与实施例2的过程一致，不同之处在于：在制备防渗水材料的防渗粉剂中添加了铝粉1份，使得防渗水材料的密实度比较均匀。

[0074] 上述各实施例中黑砂的重量分较低，这是因为二氧化硅颗粒间的空隙能够通过黑砂填补，而黑砂颗粒之间的空隙不能通过二氧化硅来填补，在进行测试过程中，当黑砂的重量份达到6份以上时，制备的防渗水材料不具有防渗水性，这可能是因为黑砂含量过高，导致黑砂颗粒间形成了较大的空隙不足以阻挡水的渗透。

[0075] 值得说明的是，本发明实施例所使用的防渗粉剂中的二氧化硅和黑砂本身能够吸水，当其作为防渗水材料在缝隙中干燥后，当有水渗入时，由于二氧化硅和黑砂本身的吸水性，又形成防渗水材料，不仅进一步实现防止漏水或冒水，而且防渗水材料不会老化和失效，从而进一步提高了防渗水材料的寿命。

[0076] 根据上述方案，本发明的各实施例，至少具有如下有益效果：

[0077] 1.该防渗粉剂原料包括重量份的物质：二氧化硅75-120份，黑砂0.5-5份，其中，二氧化硅熔点约为1650℃，黑砂的熔点约为1900℃，另外，二氧化硅和黑砂稳定性高，使得其在自然环境中，能够较好地保持自身的性质，另外，按照防渗粉剂和水的重量比1：0.1-1.5，向防渗粉剂中加水搅拌均匀制备的防渗水材料具有一定的密实度、延展性和黏度，使得其能够被涂覆到漏水/冒水部位达到防水的目的，而这种防渗水材料由于其原料为二氧化硅和黑砂，从而使得该防渗水材料的熔点较高，稳定性高，不易受温度的影响，能够有效地延长防渗时间。

[0078] 2.由于本发明实施例提供的防渗粉剂中的二氧化硅、黑砂及铝粉的稳定性较高，在自然条件下不易与其他物质反应，而且，这些物质在自然界中大量存在，使得本发明提供的防渗粉剂、防渗水材料无污染、绿色环保。

[0079] 3.本发明实施例所使用的防渗粉剂中的二氧化硅和黑砂本身能够吸水，当其作为防渗水材料在缝隙中干燥后，当有水渗入时，由于二氧化硅和黑砂本身的吸水性，又形成防渗水材料，使得本发明实施例提供的防渗水材料不老化、不失效，进一步提高了防渗水材料的寿命。

[0080] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个······”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

[0081] 最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。