本申请涉及锚固,尤其涉及一种防水锚固剂及其制备方法和应用及性能评价方法。
背景技术:
1、树脂锚固技术因常温固化快、锚固效果好、施工便捷,广泛应用于水利水电、矿山井巷、隧道以及边坡工程。其锚固原理即通过树脂与无机填料混合,经固化剂交联聚合,将锚杆与被加固岩体黏结成共同承载的整体,从而约束岩体变形。但在浅埋富水地层,普通树脂锚固剂通常难以发挥作用,如采用过氧化甲苯作为固化剂遇水会加速其分解结块,影响固化效果;又如细小颗粒填料被水冲刷,影响锚固强度,或者持续淋水下,树脂胶泥将被冲刷出孔,进而造成锚固失效。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请的目的在于提供一种防水锚固剂及其制备方法,使得所述防水锚固剂的防水能力得到明显提升,避免常规锚固剂在浅埋富水地层使用中因淋水或渗水影响下的锚固失效和降低锚固效果的问题;
2、本申请的另外一个目的在于提供上述防水锚固剂在锚固施工的应用,特别是在浅埋富水地层中的锚固施工;
3、本申请的另外一个目的在于提供一种防水锚固剂防水性能的评价方法。
4、为了解决上述技术问题/达到上述目的或者至少部分地解决上述技术问题/达到上述目的,作为本申请的第一个方面,提供了一种防水锚固剂,包括不饱和聚酯树脂、硅酸盐、硅烷偶联剂、活性稀释剂、固化剂、促进剂和速溶胶粉。
5、可选地,以重量份计,包括:
6、80-120份不饱和聚酯树脂、300-500份硅酸盐、1-5份硅烷偶联剂、1-5份活性稀释剂、5-10份固化剂、1-5份促进剂和1-5份速溶胶粉。
7、进一步可选地,所述不饱和聚酯树脂包括醚型不饱和聚酯树脂,所述硅酸盐包括滑石粉、云母粉、长石粉和高岭石粉中的一种或两种以上,所述硅烷偶联剂包括kh系列硅烷偶联剂,所述活性稀释剂包括苯乙烯、α-苯甲烯、甲基丙基酸单体中的一种或两种以上,所述固化剂包括异氰酸酯,所述促进剂包括n,n二甲基对甲苯胺、n,n-二甲基苯胺、e4、异辛酸钙、异辛酸钒中的一种或两种以上,所述速溶胶粉包括sap高分子速溶胶粉、ns-1速溶胶粉和xs-1速溶胶粉中的一种或两种以上。
8、作为本申请的第二个方面,提供了所述的防水锚固剂的制备方法,其包括:
9、称取不饱和聚酯树脂和硅酸盐搅拌均匀,在搅拌过程中均匀添加硅烷偶联剂和活性稀释剂,获得第一组分;
10、称取硅酸盐、促进剂、固化剂和速溶胶粉搅拌均匀,获得第二组分;
11、所述第一组分和第二组分构成所述防水锚固剂。
12、作为本申请的第三个方面,提供了本申请所述的防水锚固剂在锚固施工中的应用。
13、可选地,所述锚固施工包括浅埋富水地层的锚固施工。
14、作为本申请的第四个方面,提供了一种锚固施工方法,包括:
15、在预施工区域钻孔,将本申请所述的防水锚固剂放置于钻孔内,由锚杆钻机进行锚固。
16、作为本申请的第五个方面,提供了一种防水锚固剂的评价方法,包括:
17、制作设置有锚固孔的混凝土试块;
18、将水袋和锚固剂放入所述混凝土试块中的锚固孔内,由锚固钻进行锚固,并通过接触表层锚固剂确定凝胶时间,当锚固时间达到两小时,进行拉拔试验;所述锚固剂包括作为参照的普通非防水锚固剂和待测的防水锚固剂;
19、根据锚固剂拉拔峰值强度以及锚固剂拉拔峰值强度跌落之后的残余强度,定义锚固强度增效系数k和残余强度增效系数f,其值越大,代表防水锚固剂的相较于普通非防水锚固剂在浅埋富水地层的锚固效果越好;
20、k=(f1-f2)×v
21、f=[(f2-f2’)/(f1-f1’)]×v
22、其中,v表示占锚固孔体积的含水量百分比,f1表示待测的防水锚固剂拉拔峰值强度,f1’表示待测的防水锚固剂拉拔峰值强度跌落之后的残余强度,f2表示普通非防水锚固剂拉拔峰值强度,f2’表示普通非防水锚固剂拉拔峰值强度跌落之后的残余强度。
23、本申请通过调整原料制作防水树脂锚固剂,以异氰酸酯作为固化剂,以高能粒子(硅酸盐)作为填料,制备出高强度、高活性和耐水性好的防水型树脂锚固剂,具有超快吸水、快速凝固、强度高的优异性能;同时在mt146.1-2011相关要求的基础上提供了一种新的评价方法,用以检测防水锚固剂的力学性能,通过特殊设计的锚固拉拔试验验证锚固剂的防水能力,并与普通树脂锚固剂对比,确定了防水锚固剂能在浅埋富水地层工况下的适用性。
1.一种防水锚固剂,其特征在于,包括不饱和聚酯树脂、硅酸盐、硅烷偶联剂、活性稀释剂、固化剂、促进剂和速溶胶粉。
2.根据权利要求1所述的防水锚固剂,其特征在于,以重量份计,包括:
3.根据权利要求1或2所述的防水锚固剂,其特征在于,所述不饱和聚酯树脂包括醚型不饱和聚酯树脂,所述硅酸盐包括滑石粉、云母粉、长石粉和高岭石粉中的一种或两种以上,所述硅烷偶联剂包括kh系列硅烷偶联剂,所述活性稀释剂包括苯乙烯、α-苯甲烯、甲基丙基酸单体中的一种或两种以上,所述固化剂包括异氰酸酯,所述促进剂包括n,n二甲基对甲苯胺、n,n-二甲基苯胺、e4、异辛酸钙、异辛酸钒中的一种或两种以上,所述速溶胶粉包括sap高分子速溶胶粉、ns-1速溶胶粉和xs-1速溶胶粉中的一种或两种以上。
4.权利要求1所述的防水锚固剂的制备方法,其特征在于,包括:
5.权利要求1-3任意一项所述的防水锚固剂在锚固施工中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,所述锚固施工包括浅埋富水地层的锚固施工。
7.一种锚固施工方法,其特征在于,包括:
8.一种防水锚固剂的评价方法,其特征在于,包括: