技术摘要：
本发明涉及注浆材料技术领域，公开了一种酸性水玻璃注浆材料，按重量份计，包括水玻璃11～67份、酸溶液17～79份和水溶性多元醇4～17份；本发明还公开了该酸性水玻璃注浆材料的制备方法，包括以下步骤：S1.按配比称取所述水玻璃、酸溶液和水溶性多元醇；S2.取所述酸溶液 全部
背景技术：
注浆是一项工程活动，是指利用配套的机械设备，采取合理的注浆工艺，将浆液注 入到岩、土的空隙、裂隙、巷道或空洞中，使得浆液经过扩散、凝结和硬化以减少岩、土的渗 透性，增强其强度和稳定性，达到岩、土的加固、防渗和堵水等目的。常用的注浆材料有水泥 基注浆材料、环氧树脂注浆材料、酚醛树脂注浆材料、聚氨酯注浆材料以及水玻璃注浆材 料。 水玻璃是一种碱金属硅酸盐的水溶液，通常指的是钠水玻璃，因其具有无毒性、价 格低廉、施工方便等特点，作为注浆材料已有较长的历史。水玻璃注浆材料一般分为在碱性 区域凝胶化的碱性水玻璃浆液和在中性—酸性区域凝胶化的酸性水玻璃浆液。其中，碱性 区水玻璃有强烈的碱溶出，从而具有一定的碱污染，并且其耐久性较差；中性区水玻璃因胶 凝速度最快，渗透能力极差，从而只能采取双液注浆才能实施；而酸性区水玻璃则具有环境 友好、凝胶时间可控等优势。因此，大量的研究工作偏向于酸性水玻璃注浆材料的开发。但 是，酸性水玻璃材料仍然存在固砂体强度较低和易风化溃散等缺点，导致其应用受到了限 制。 近年来，酸性水玻璃浆液在城市地铁建设过程中地下粉细砂加固工程中的应用逐 渐增多，同时在矿山深部堵水防渗工程中也逐步展开应用，凸显出一定的发展前景。 因此，我们亟需一种能够提高抗压强度、后期稳定性和粘度以及降低脆度，并且还 具备液体均匀、渗透性强、凝胶时间可控、成本低和制备方法简单等优点的酸性水玻璃注浆 材料。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种酸性水玻璃注浆材料及其制备 方法，以至少达到提高抗压强度、后期稳定性和粘度以及降低脆度，并且还具备液体均匀、 渗透性强、凝胶时间可控、成本低和制备方法简单等优点的效果。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种酸性水玻璃注浆材料，包括水 玻璃、酸溶液和水溶性多元醇。 通过上述技术方案，添加所述酸溶液，利用其中的氢离子促进硅酸的生成以形成 凝胶，同时因溶液整体呈酸性，生成的凝胶具有较好的耐酸耐水性；添加所述水溶性多元 醇，利用其中的羟基与硅酸凝胶结合，从而对凝胶结构进行改性；最终通过所述酸溶液和水 溶性多元醇的协同作用，达到了更好地控制所述水玻璃的凝胶过程和凝胶时间，提高所述 酸性水玻璃注浆材料的抗压强度、稳定性和粘度，降低注浆材料的脆度以及增强水玻璃凝 胶体的耐酸耐水性的效果。 3 CN 111574181 A 说 明 书 2/5 页 进一步的，按重量份计，包括水玻璃11～67份、酸溶液17～79份和水溶性多元醇4 ～17份。 进一步的，所述水玻璃的模数为2.6～3.3。 进一步的，所述水玻璃的波美度为10～25Be°。 进一步的，所述酸溶液的质量浓度为5％～15％。 通过上述技术方案，对各组分的用量比、水玻璃的模数和波美度(即浓度)以及所 述酸溶液的浓度进行限定，达到了更好地控制胶凝时间，提高抗压强度、稳定性和粘度以及 降低脆度的效果。 进一步的，所述酸溶液包括硫酸溶液和磷酸溶液中的至少一种，优选为硫酸溶液。 进一步的，所述水溶性多元醇包括乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇和季戊四醇中 的至少一种。 一种酸性水玻璃注浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.按配比称取所述水玻璃、酸溶液和水溶性多元醇； S2.取所述酸溶液与水溶性多元醇混合均匀，得到混合溶液； S3.将所述水玻璃搅拌加入所述混合溶液中，混合均匀，即得。 应当理解的是，即使现有技术中已存在向水玻璃中加入酸溶液的记载，但其与本 发明存在本质上的不同。具体地，现有技术通过在水玻璃中添加酸溶液以制备酸性水玻璃 浆液，仅仅是为了延缓其在砂中的固化时间，从而便于实现单液注浆；而本发明中则是利用 所述酸溶液和水溶性多元醇的协同作用，达到了提高抗压强度、稳定性和粘度，降低脆度， 以及更好地控制凝胶时间的效果。 对此，现有技术中虽然也公开了向水玻璃砂中添加醇的技术方案，但其与本发明 存在本质上的不同。一方面，现有技术中的醇仅仅是用于减少水玻璃的加入量以及加快水 玻璃砂的硬化速度，而本发明中是用于与酸溶液发挥协同作用，从而提高抗压强度、稳定性 和粘度，降低脆度，以及更好地控制凝胶时间，即现有技术与本发明中加入醇的效果不同； 另一方面，水玻璃用作注浆材料时为液体形式，而水玻璃用作水玻璃砂时多用于铸造行业 的模具成型，两者的使用方式和性能要求存在差异。 因此，本发明所达到的技术效果明显优于现有技术，并且对于如何达到本发明的 技术效果，现有技术也不存在借鉴作用。 本发明的有益效果是： 1 .本发明的一种酸性水玻璃注浆材料，通过添加所述酸溶液，利用其中的氢离子 促进硅酸的生成以形成凝胶，同时因溶液整体呈酸性，使得生成的凝胶具有较好的耐酸耐 水性。 2.本发明的一种酸性水玻璃注浆材料，通过添加所述水溶性多元醇，利用其中的 羟基与硅酸凝胶结合，从而对凝胶结构进行改性。 3.本发明的一种酸性水玻璃注浆材料，通过所述酸溶液和水溶性多元醇的协同作 用，达到了更好地控制所述水玻璃的凝胶过程和凝胶时间，提高所述酸性水玻璃注浆材料 的抗压强度、稳定性和粘度以及降低注浆材料的脆度的效果。 4.本发明的一种酸性水玻璃注浆材料，具备液体均匀、渗透性强、成本低和制备方 法简单等优点。 4 CN 111574181 A 说 明 书 3/5 页 5.本发明的一种酸性水玻璃注浆材料及其制备方法，生产成本低且制备过程简单 易操作。 显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离 本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
本发明涉及注浆材料技术领域，公开了一种酸性水玻璃注浆材料，按重量份计，包括水玻璃11～67份、酸溶液17～79份和水溶性多元醇4～17份；本发明还公开了该酸性水玻璃注浆材料的制备方法，包括以下步骤：S1.按配比称取所述水玻璃、酸溶液和水溶性多元醇；S2.取所述酸溶液 全部
背景技术：
注浆是一项工程活动，是指利用配套的机械设备，采取合理的注浆工艺，将浆液注 入到岩、土的空隙、裂隙、巷道或空洞中，使得浆液经过扩散、凝结和硬化以减少岩、土的渗 透性，增强其强度和稳定性，达到岩、土的加固、防渗和堵水等目的。常用的注浆材料有水泥 基注浆材料、环氧树脂注浆材料、酚醛树脂注浆材料、聚氨酯注浆材料以及水玻璃注浆材 料。 水玻璃是一种碱金属硅酸盐的水溶液，通常指的是钠水玻璃，因其具有无毒性、价 格低廉、施工方便等特点，作为注浆材料已有较长的历史。水玻璃注浆材料一般分为在碱性 区域凝胶化的碱性水玻璃浆液和在中性—酸性区域凝胶化的酸性水玻璃浆液。其中，碱性 区水玻璃有强烈的碱溶出，从而具有一定的碱污染，并且其耐久性较差；中性区水玻璃因胶 凝速度最快，渗透能力极差，从而只能采取双液注浆才能实施；而酸性区水玻璃则具有环境 友好、凝胶时间可控等优势。因此，大量的研究工作偏向于酸性水玻璃注浆材料的开发。但 是，酸性水玻璃材料仍然存在固砂体强度较低和易风化溃散等缺点，导致其应用受到了限 制。 近年来，酸性水玻璃浆液在城市地铁建设过程中地下粉细砂加固工程中的应用逐 渐增多，同时在矿山深部堵水防渗工程中也逐步展开应用，凸显出一定的发展前景。 因此，我们亟需一种能够提高抗压强度、后期稳定性和粘度以及降低脆度，并且还 具备液体均匀、渗透性强、凝胶时间可控、成本低和制备方法简单等优点的酸性水玻璃注浆 材料。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种酸性水玻璃注浆材料及其制备 方法，以至少达到提高抗压强度、后期稳定性和粘度以及降低脆度，并且还具备液体均匀、 渗透性强、凝胶时间可控、成本低和制备方法简单等优点的效果。 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种酸性水玻璃注浆材料，包括水 玻璃、酸溶液和水溶性多元醇。 通过上述技术方案，添加所述酸溶液，利用其中的氢离子促进硅酸的生成以形成 凝胶，同时因溶液整体呈酸性，生成的凝胶具有较好的耐酸耐水性；添加所述水溶性多元 醇，利用其中的羟基与硅酸凝胶结合，从而对凝胶结构进行改性；最终通过所述酸溶液和水 溶性多元醇的协同作用，达到了更好地控制所述水玻璃的凝胶过程和凝胶时间，提高所述 酸性水玻璃注浆材料的抗压强度、稳定性和粘度，降低注浆材料的脆度以及增强水玻璃凝 胶体的耐酸耐水性的效果。 3 CN 111574181 A 说 明 书 2/5 页 进一步的，按重量份计，包括水玻璃11～67份、酸溶液17～79份和水溶性多元醇4 ～17份。 进一步的，所述水玻璃的模数为2.6～3.3。 进一步的，所述水玻璃的波美度为10～25Be°。 进一步的，所述酸溶液的质量浓度为5％～15％。 通过上述技术方案，对各组分的用量比、水玻璃的模数和波美度(即浓度)以及所 述酸溶液的浓度进行限定，达到了更好地控制胶凝时间，提高抗压强度、稳定性和粘度以及 降低脆度的效果。 进一步的，所述酸溶液包括硫酸溶液和磷酸溶液中的至少一种，优选为硫酸溶液。 进一步的，所述水溶性多元醇包括乙二醇、丙二醇、丙三醇、丁二醇和季戊四醇中 的至少一种。 一种酸性水玻璃注浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： S1.按配比称取所述水玻璃、酸溶液和水溶性多元醇； S2.取所述酸溶液与水溶性多元醇混合均匀，得到混合溶液； S3.将所述水玻璃搅拌加入所述混合溶液中，混合均匀，即得。 应当理解的是，即使现有技术中已存在向水玻璃中加入酸溶液的记载，但其与本 发明存在本质上的不同。具体地，现有技术通过在水玻璃中添加酸溶液以制备酸性水玻璃 浆液，仅仅是为了延缓其在砂中的固化时间，从而便于实现单液注浆；而本发明中则是利用 所述酸溶液和水溶性多元醇的协同作用，达到了提高抗压强度、稳定性和粘度，降低脆度， 以及更好地控制凝胶时间的效果。 对此，现有技术中虽然也公开了向水玻璃砂中添加醇的技术方案，但其与本发明 存在本质上的不同。一方面，现有技术中的醇仅仅是用于减少水玻璃的加入量以及加快水 玻璃砂的硬化速度，而本发明中是用于与酸溶液发挥协同作用，从而提高抗压强度、稳定性 和粘度，降低脆度，以及更好地控制凝胶时间，即现有技术与本发明中加入醇的效果不同； 另一方面，水玻璃用作注浆材料时为液体形式，而水玻璃用作水玻璃砂时多用于铸造行业 的模具成型，两者的使用方式和性能要求存在差异。 因此，本发明所达到的技术效果明显优于现有技术，并且对于如何达到本发明的 技术效果，现有技术也不存在借鉴作用。 本发明的有益效果是： 1 .本发明的一种酸性水玻璃注浆材料，通过添加所述酸溶液，利用其中的氢离子 促进硅酸的生成以形成凝胶，同时因溶液整体呈酸性，使得生成的凝胶具有较好的耐酸耐 水性。 2.本发明的一种酸性水玻璃注浆材料，通过添加所述水溶性多元醇，利用其中的 羟基与硅酸凝胶结合，从而对凝胶结构进行改性。 3.本发明的一种酸性水玻璃注浆材料，通过所述酸溶液和水溶性多元醇的协同作 用，达到了更好地控制所述水玻璃的凝胶过程和凝胶时间，提高所述酸性水玻璃注浆材料 的抗压强度、稳定性和粘度以及降低注浆材料的脆度的效果。 4.本发明的一种酸性水玻璃注浆材料，具备液体均匀、渗透性强、成本低和制备方 法简单等优点。 4 CN 111574181 A 说 明 书 3/5 页 5.本发明的一种酸性水玻璃注浆材料及其制备方法，生产成本低且制备过程简单 易操作。 显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离 本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
