CN102321465B - 高粘度抗分散注浆材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高粘度抗分散注浆材料，由聚丙烯酰胺基料、水和染色剂配制而成，聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围为1∶30～500，染色剂与水的质量比1∶100～300；所述的染色剂为聚丙烯酰胺溶液与一品红溶液按质量比1∶1混合后烘干制成。本发明具有粘度可调范围大、密度变化小、抗分散能力强、可注性好、易清理等优点；主要应用于室内注浆试验，作为一种替代浆液用以研究浆液在动水中的驱替扩散机理。
Description
技术领域：
本发明涉及一种高粘度抗分散注浆材料，主要用于室内研究浆液驱替扩散理论。
背景技术：
目前，注浆理论的发展严重落后于注浆技术。现有的注浆理论难以在条件较为复杂的突涌水注浆治理中起到有效的指导作用。动水注浆理论方面，特别是对浆液驱替扩散理论的研究不足，需要进行更加深入的研究。
注浆的过程也是浆液对地下水的驱替过程。目前，对动水注浆驱替扩散理论的研究多采用现场试验的方法。选用的注浆材料分为两种，一种易溶于水，如丙烯酸盐及水玻璃类；另一种不溶于水，如环氧树脂。现场试验可以做到模拟条件更加真实，但由于缺乏有效的监测手段，无法取得精确的流场参数，无法观测浆液的扩散状态，难以对浆液驱替扩散规律和影响参数进行定性定量分析，无法取得理想的研究效果。针对现场试验存在的各种不足之处，需要通过室内模型试验研究浆液驱替扩散理论。
室内对驱替扩散机制的研究试验多采用聚氨脂类作为注浆材料。聚氨脂遇水会发生固化，其固化轮廓就是驱替扩散界限。这种性质决定了其一次注浆试验只能得到一个驱替扩散界限。聚氨脂浆液固化的外沿会阻碍内部未固化浆液向外的扩散，因此无法得到准确的驱替扩散界限。另外，聚氨脂浆液的粘度无法在大范围内调整，试验无法得出浆液粘度对驱替扩散产生的影响。
针对上述现有材料的不足，开发一种新型的用于室内模型试验的注浆材料是非常必要的。
发明内容：
为克服上述现有注浆材料的不足，本发明提供一种配制方法简单、粘度可调范围大、易清理的高粘度抗分散注浆材料。
本发明是通过以下方案来实现的：
高粘度抗分散注浆材料，由聚丙烯酰胺基料、水和染色剂配制而成，聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围为1∶30～500，染色剂与水的质量比1∶100～300。
所述的染色剂为聚丙烯酰胺溶液与一品红溶液按质量比1∶1混合后烘干制成；所述的聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺与水质量比1∶8～10；一品红溶液中一品红与水质量比1∶2～4。
所述的聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围优选为1∶30～200。
所述的染色剂与水的质量比优选1∶200。
所述的高粘度抗分散注浆材料的制备方法，先将水和染色剂混合均匀，然后边搅拌边将聚丙烯酰胺基料均匀撒入水中，静置5-10分钟使基料充分溶解，重新搅拌均匀，即完成浆液的配制。
本发明的有益效果是：
1.染色效果好，不会褪色，且染色剂用量小，染色后可以明显的区分浆液扩散轮廓，染色剂对浆液的粘度没有影响。
2.浆液粘度可调整范围大，粘度范围在50-500mPa/s，可通过调整基料与水的配比，配制不同粘度的浆液，并通过试验研究浆液粘度对驱替扩散的影响。
3.浆液密度变化很小，可以忽略因为浆液密度变化对浆液驱替扩散产生的影响。
4.浆液不会发生固化，可以通过一次试验获得多个更加精确的浆液驱替扩散界限。而且试验完成后的残余浆液易清理，可以用水迅速冲刷干净，继续下一次试验。
5.浆液抗分散能力强，能够达到较好的驱替效果，驱替扩散交界面轮廓十分明显。
附图说明：
图1染色剂与水混合均匀后的染色效果图。
图2实施例得材料在不同注浆速率下的多个驱替扩散界限图。
具体实施方式：
实施例1
高粘度抗分散注浆材料，由聚丙烯酰胺基料、水和染色剂配制而成，聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围为1∶30，染色剂与水的质量比1∶100。染色剂为聚丙烯酰胺溶液与一品红溶液按质量比1∶1混合后烘干制成；所述的聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺与水质量比1∶8；一品红溶液中一品红与水质量比1∶2。(一品红其实就是酸性品红，分子量为：566.48)
配制方法：先将聚丙烯酰胺和染色剂混合均匀，然后边搅拌边将混合后的材料均匀撒入水中，静置5-10分钟使基料充分溶解，重新搅拌均匀，即完成浆液的配制。
浆液配制过程中，必须边搅拌边均匀撒入材料，避免材料形成块状不溶物；浆液静置5min后，浆液表面出现一层气泡，此时基料已完全溶解；静置过程中基料进一步溶解，再次搅拌使浆液混合均匀；浆液配制完成，呈现均质的类胶体状态。
实施例2
高粘度抗分散注浆材料，由聚丙烯酰胺基料、水和染色剂配制而成，聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围为1∶100，染色剂与水的质量比1∶300。染色剂为聚丙烯酰胺溶液与一品红溶液按质量比1∶1混合后烘干制成；所述的聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺与水质量比1∶10；一品红溶液中一品红与水质量比1∶4。
配制方法：同时实施例1。
实施例3
高粘度抗分散注浆材料，由聚丙烯酰胺基料、水和染色剂配制而成，聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围为1∶200，染色剂与水的质量比1∶200。染色剂为聚丙烯酰胺溶液与一品红溶液按质量比1∶1混合后烘干制成；所述的聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺与水质量比1∶10；一品红溶液中一品红与水质量比1∶3。
配制方法：同时实施例1。
实施例4
高粘度抗分散注浆材料，由聚丙烯酰胺基料、水和染色剂配制而成，聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围为1∶500，染色剂与水的质量比1∶200。染色剂为聚丙烯酰胺溶液与一品红溶液按质量比1∶1混合后烘干制成；所述的聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺与水质量比1∶10；一品红溶液中一品红与水质量比1∶3。
配制方法：同时实施例1。
性能测试
在实验室18℃条件下，采用染色剂和和水质量比1∶200，基料与水质量比如下表的配比配制出9种不同浆液，用途-4粘度计测出浆液的运动粘度v，用密度计测出浆液密度ρ，由公式μ＝v×ρ，计算出浆液动力粘度μ，结果见表1。
表1浆液性能表
注意事项：
一、高粘度抗分散注浆材料，其浆液粘度受温度影响会发生变化，试验时应保持浆液温度变化在5℃以内，并且在相同温度下完成对浆液粘度等性能的测量。
二、需采用专用染色剂染色，避免因为染色剂对浆液粘度造成影响，而使浆液粘度发生变化。也可以适当调节染色剂用量，获得适合的染色效果。
Claims (3)
1.高粘度抗分散注浆材料，其特征是，它由聚丙烯酰胺基料、水和染色剂配制而成，聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围为1：30～500，染色剂与水的质量比1：100～300；所述的染色剂为聚丙烯酰胺溶液与一品红溶液按质量比1:1混合后烘干制成；所述的聚丙烯酰胺溶液中聚丙烯酰胺与水质量比1：8～10；一品红溶液中一品红与水质量比1:2～4；制备方法为先将聚丙烯酰胺基料和染色剂混合均匀，然后边搅拌边将混合后的材料均匀撒入水中，静置5-10分钟使基料充分溶解，重新搅拌均匀，即完成浆液的配制。
2.根据权利要求1所述的高粘度抗分散注浆材料，其特征是，所述的聚丙烯酰胺基料与水的质量比范围为1：30～200。
3.根据权利要求1所述的高粘度抗分散注浆材料，其特征是，所述的染色剂与水的质量比1：200。
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