本發(fā)明涉及防滲墻固壁技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種防滲墻正電膠固壁泥漿及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

固壁泥漿技術(shù)是混凝土防滲墻施工中的重要組成部分，是保證混凝土防滲墻成槽、成墻等工序安全順利進(jìn)行的關(guān)鍵技術(shù)措施。隨著防滲墻施工時(shí)鉆遇地層的日趨復(fù)雜和施工難度的逐漸增大，固壁泥漿技術(shù)在穩(wěn)定孔壁、防止坍塌，攜帶和懸浮鉆屑，拓展液壓銑、抓斗、沖擊反循環(huán)、氣舉反循環(huán)等優(yōu)良設(shè)備的適用范圍，提高工效等方面起著越來(lái)越重要的作用。

目前在防滲墻施工過(guò)程中還仍然沿用早在20世紀(jì)60～70年代使用的分散型固壁泥漿，即由淡水、膨潤(rùn)土或粘土、起分散作用的處理劑組成。常用的處理劑主要是純堿(碳酸鈉)、燒堿(氫氧化鈉)及起降濾失作用的羧甲基纖維素(cmc)等。該類泥漿在覆蓋層比較薄、墻體較淺、地層比較穩(wěn)定的防滲墻施工中尚可滿足要求。但中國(guó)西部許多工程地基覆蓋層深厚，地層復(fù)雜，防滲墻深度厚度很大，孔壁不穩(wěn)定問(wèn)題凸顯嚴(yán)重。

在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少還存在以下問(wèn)題：

①泥漿抑制性差，不能有效控制地層水化膨脹，特別是對(duì)砂質(zhì)含量高，滲透性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)松散的地層，容易引起垮塌；②泥漿性能不穩(wěn)定，抗污染能力差，在造孔過(guò)程中，容易受孔壁地層和鈣鎂離子等的污染，使泥漿流變性和慮失性能遭到破壞而失去懸浮穩(wěn)定性，造孔清孔困難；③由于分散體系顆粒比較細(xì)，特別是粒徑小于1μm亞微米顆粒所占的比例相當(dāng)高，使用時(shí)對(duì)提高造孔速度加快施工進(jìn)度不利；④由于泥漿中加入大量燒堿、純堿等，對(duì)自然環(huán)境帶來(lái)不利影響。

因此研制或篩選出環(huán)保并能適應(yīng)各種復(fù)雜地層的新型環(huán)保固壁泥漿已迫在眉睫。此前，雖在上海、北京、天津、長(zhǎng)江堤防防滲墻等工程實(shí)驗(yàn)中使用過(guò)聚丙烯酰胺為主劑的高分子聚合物材料，并取得一定成效，但由于其成本高，且受槽孔深度、施工設(shè)備制約，故難以適應(yīng)深厚復(fù)雜覆蓋層施工。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)上的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿。所述技術(shù)方案如下：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括50～60份的膨潤(rùn)土、1.6～2份的純堿、0.5～1份的燒堿、0.05～0.25份的混合金屬氫氧化物和1000份的水。

優(yōu)選地，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括60份的膨潤(rùn)土、1.8份的純堿、0.8份的燒堿、0.25份的混合金屬氫氧化物和1000份的水。

優(yōu)選地，所述混合金屬氫氧化物的化學(xué)式如下：

[m²⁺xm³⁺y(oh)z]a^n-(2x+3y-z)/n·mh2o

式中，m²⁺指二價(jià)金屬陽(yáng)離子，m³⁺指三價(jià)金屬陽(yáng)離子，a指價(jià)數(shù)為n的陰離子，x是m²⁺的數(shù)目，y是m³⁺的數(shù)目，z是oh^-的數(shù)目；m是水合水?dāng)?shù)。

優(yōu)選地，所述混合金屬氫氧化物的化學(xué)式中m²⁺選自mg²⁺、mn²⁺、fe²⁺、co²⁺、ni²⁺、cu²⁺、zn²⁺、ca²⁺中的至少一種；m³⁺選自al³⁺、cr³⁺、mn³⁺、fe³⁺、co³⁺、ni³⁺、la³⁺中的至少一種；an-選自cl^-、oh^-、no^3-、co3^2-中的至少一種。

優(yōu)選地，所述混合金屬氫氧化物具體為mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o。

優(yōu)選地，所述混合金屬氫氧化物為粉劑。

優(yōu)選地，所述純堿和燒堿分別為：碳酸鈉、氫氧化鈉。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿的制備方法，所述方法包括：在水中加入純堿、膨潤(rùn)土，攪拌5分鐘后，再加入燒堿和混合金屬氫氧化物進(jìn)行攪拌。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿在防滲墻工程中的應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：

由于混合金屬氫氧化物(mmh，mixedmetalhydroxide)帶高密度的正電荷，對(duì)極性水分子產(chǎn)生極化作用，使其在膠粒周圍形成一個(gè)穩(wěn)定的水化膜，這個(gè)水化膜的外沿顯正電性。而巖屑/粘土膠粒所帶負(fù)電荷，也會(huì)對(duì)水分子產(chǎn)生類似作用，只是水化膜外沿顯負(fù)電性。當(dāng)兩個(gè)帶有強(qiáng)水化膜的粒子靠近時(shí)，首先接觸的是水化膜外沿，由于電性相反而形成貫通的極化水鏈，使兩個(gè)粒子保持一定距離而不再靠近。這樣在整個(gè)空間就會(huì)形成由極化水鏈連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種由正、負(fù)電荷的顆粒與極化水分子所形成的穩(wěn)定體系為“mmh-水-粘土復(fù)合體”。通過(guò)這種特殊的結(jié)構(gòu)，使泥漿表現(xiàn)為較強(qiáng)的動(dòng)切力和較高的靜切力，即泥漿攜帶與懸浮巖屑的能力大幅度提高。同時(shí)由于正電膠泥漿具有固液雙重性和良好的抑制性，有效減輕了泥漿對(duì)孔壁的沖蝕，消弱了地層的水化作用并使泥漿具有極強(qiáng)的抗鈣離子污染能力，還能促使孔壁形成”外泥皮+橋賽區(qū)+侵染區(qū)“的穩(wěn)定體系，保證了孔壁安全，提高了施工工效。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例10提供的混合金屬氫氧化物以及混合金屬氫氧化物和其余的抑制劑復(fù)配的粘土膨脹率圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例14提供的混合金屬氫氧化物的兩種劑型的膨脹率圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括50～60份的膨潤(rùn)土、1.6～2份的純堿、0.5～1份的燒堿、0.05～0.25份的混合金屬氫氧化物和1000份的水。

以下說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例提供的防滲墻正電膠固壁泥漿能夠產(chǎn)生有益效果的原理：

混合金屬氫氧化物因膠體顆粒帶永久正電荷，又稱為mmh(mixedmetalhydroxide)正電膠。由于mmh(mixedmetalhydroxide)正電膠膠粒帶高密度的正電荷，對(duì)極性水分子產(chǎn)生極化作用，使其在膠粒周圍形成一個(gè)穩(wěn)定的水化膜，這個(gè)水化膜的外沿顯正電性。而巖屑/粘土膠粒所帶負(fù)電荷，也會(huì)對(duì)水分子產(chǎn)生類似作用，只是水化膜外沿顯負(fù)電性。當(dāng)兩個(gè)帶有強(qiáng)水化膜的粒子靠近時(shí)，首先接觸的是水化膜外沿，由于電性相反而形成貫通的極化水鏈，使兩個(gè)粒子保持一定的距離而不再靠近。這樣，在整個(gè)空間就會(huì)形成由極化水鏈連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種由正、負(fù)電荷的顆粒與極化水分子所形成的穩(wěn)定體系為“mmh-水-粘土復(fù)合體”。通過(guò)這種特殊的結(jié)構(gòu)，使泥漿表現(xiàn)為較強(qiáng)的動(dòng)切力和較高的靜切力，即泥漿攜帶與懸浮巖屑的能力大幅度提高。同時(shí)由于正電膠泥漿具有固液雙重性和良好的抑制性，有效減輕了泥漿對(duì)孔壁的沖蝕，消弱了地層的水化作用并使泥漿具有極強(qiáng)的抗ca污染能力，還能促使孔壁形成”外泥皮+橋賽區(qū)+侵染區(qū)“的穩(wěn)定體系，保證了孔壁安全，提高了施工工效。

優(yōu)選地，所述混合金屬氫氧化物的化學(xué)式如下：

[m²⁺xm³⁺y(oh)z]a^n-(2x+3y-z)/n·mh2o

式中，m²⁺指二價(jià)金屬陽(yáng)離子，m³⁺指三價(jià)金屬陽(yáng)離子，a指價(jià)數(shù)為n的陰離子，x是m²⁺的數(shù)目，y是m³⁺的數(shù)目，z是oh^-的數(shù)目；m是水合水?dāng)?shù)。

優(yōu)選地，所述混合金屬氫氧化物的化學(xué)式中m²⁺選自mg²⁺、mn²⁺、fe²⁺、co²⁺、ni²⁺、cu²⁺、zn²⁺、ca²⁺中的至少一種；m³⁺選自al³⁺、cr³⁺、mn³⁺、fe³⁺、co³⁺、ni³⁺、la³⁺中的至少一種；an-選自cl^-、oh^-、no^3-、co3^2-中的至少一種。

優(yōu)選地，所述混合金屬氫氧化物具體為mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o。

本發(fā)明實(shí)施例中混合金屬氫氧化物的使用使防滲墻正電膠固壁泥漿具有一種特殊的流變學(xué)現(xiàn)象，即靜止時(shí)呈假固體狀，具有一定的彈性；攪拌時(shí)迅速稀化，變?yōu)榱鲃?dòng)性很好的流體。這種現(xiàn)象為“固-液雙重性”，即為極強(qiáng)的剪切稀釋性。其原因主要是mmh-水-粘土復(fù)合體結(jié)構(gòu)引起的。靜止時(shí)，體系的水全部被極化后可形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因而結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，表現(xiàn)為動(dòng)切力較高，即體系懸浮鉆屑能力較強(qiáng)。因?yàn)槠鋸?fù)合體中所形成的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)主要是由極化水鏈聯(lián)結(jié)的，極化水鏈結(jié)構(gòu)的形成和破壞均十分迅速，因而從假固態(tài)向流體的轉(zhuǎn)化或相反的轉(zhuǎn)化都可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成。而結(jié)構(gòu)的破壞僅限于受擾動(dòng)很窄的區(qū)域，鄰近未感受到應(yīng)力作用的部分不受影響。這對(duì)于防滲墻工程，特別是超深防滲墻工程是一種十分理想的特性。即因其有較強(qiáng)的動(dòng)切力(攜帶巖屑能力)，有利于提高清孔工效及清孔效果；而其較高的靜切力(懸浮巖屑能力)，可以保證未被清除的巖屑在長(zhǎng)時(shí)間混凝土澆筑過(guò)程中不下沉或極少下沉，從而保證墻段接頭施工及墻體質(zhì)量。

正由于這種“固-液雙重性”的特性，在近孔壁處于假固相，即“滯流層”，它減輕了漿液對(duì)孔壁的沖蝕。“滯流層”對(duì)解決砂層和松散的漂礫石層坍塌問(wèn)題甚為重要，同時(shí)對(duì)易漏失地層具有較好的防漏堵漏效果。此外，“滯流層”的存在可拓寬液壓銑、抓斗、沖擊反循環(huán)鉆機(jī)等優(yōu)良設(shè)備的適用范圍，從而提高工效。

另外，孔壁失穩(wěn)的實(shí)質(zhì)是地層的水化問(wèn)題。本發(fā)明實(shí)施例提供的防滲墻正電膠固壁泥漿具有很強(qiáng)的抑制孔壁或鉆屑水化分散、膨脹的能力。因?yàn)檎娔z粒能將礦物表面的陽(yáng)離子排擠出去，使礦物表面陽(yáng)離子活度降低，從而削弱滲透水化。并且防滲墻正電膠固壁泥漿的膠粒在礦物表面可形成吸附膜，產(chǎn)生一個(gè)正電壘，阻止陽(yáng)離子在液相和礦物之間的交換，從而削弱了由于陽(yáng)離子交換所引起的滲透水化膨脹，使地層活度保持穩(wěn)定。避免了由于受孔壁地層和鈣、鎂離子等的污染使泥漿流變性和濾失性能遭到破壞而失去懸浮穩(wěn)定性，造成清孔困難的問(wèn)題。

現(xiàn)有技術(shù)的分散型泥漿是由粘土分散在水中形成，所用的處理劑(例如羧甲基纖維素等)也是帶負(fù)電荷的，使整個(gè)泥漿體系是強(qiáng)負(fù)電性的。這種強(qiáng)負(fù)電性易導(dǎo)致鉆屑分散和孔壁不穩(wěn)定。而本發(fā)明實(shí)施例提供的防滲墻正電膠固壁泥漿中帶正電荷的mmh膠粒加入泥漿體系后，會(huì)降低體系的負(fù)電性，甚至?xí)D(zhuǎn)化為正電性，這對(duì)抑制鉆屑分散，使?jié){液易于進(jìn)入松散地層，并改變?cè)嫉貙映煞趾徒Y(jié)構(gòu)，形成較廣的“橋賽區(qū)”或稱“內(nèi)泥皮”。由于mmh正電膠的加入改變了漿液體系的電性，使得進(jìn)入地層的泥漿不僅可以有效抑制地層水化膨脹，還可封堵孔隙，防止漏漿塌孔。

優(yōu)選地，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括51～59份的膨潤(rùn)土，進(jìn)一步地，所述泥漿包括52～58份的膨潤(rùn)土，進(jìn)一步地，所述泥漿包括53～57份的膨潤(rùn)土，進(jìn)一步地，所述泥漿包括54～56份的膨潤(rùn)土，進(jìn)一步地，所述泥漿包括55份的膨潤(rùn)土，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿還包括1.7～1.9份的純堿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿還包括0.5～1份的燒堿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿還包括0.1～0.2份的混合金屬氫氧化物，進(jìn)一步地，所述泥漿還包括0.15份的混合金屬氫氧化物。

更優(yōu)選地，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括60份的膨潤(rùn)土、1.8份的純堿、0.9份的燒堿、0.25份的混合金屬氫氧化物和1000份的水。

優(yōu)選地，所述混合金屬氫氧化物為粉劑。混合金屬氫氧化物目前三個(gè)劑型，即溶膠、濃膠和膠粉(粉劑)，其中濃膠和膠粉(粉劑)在水中可迅速分散形成溶膠。而相對(duì)于溶膠和濃膠而言，膠粉(粉劑)具有更好的抗凍性，并且膠粉(粉劑)更能體現(xiàn)正電膠的獨(dú)特流變性能。

優(yōu)選地，所述純堿和燒堿分別為：碳酸鈉和氫氧化鈉。

優(yōu)選地，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿還可以加入1份降濾失劑和1份抑制劑或穩(wěn)定劑，即羧甲基纖維素(cmc)和氯化鉀或聚丙烯酸鉀。本發(fā)明實(shí)施例對(duì)起降濾失作用的降濾失劑以及抑制劑、穩(wěn)定劑不作具體限定。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿的制備方法，所述方法包括：在水中加入純堿、膨潤(rùn)土，攪拌5分鐘后，再加入燒堿和混合金屬氫氧化物進(jìn)行攪拌5分鐘。

第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿在防滲墻固壁中的應(yīng)用。

本發(fā)明實(shí)施例中使用的化學(xué)試劑或材料：

膨潤(rùn)土，產(chǎn)地：湖南澧縣、山東濰坊、河北廣源；

碳酸鈉，廠家：青海昆侖堿業(yè)有限公司；

氫氧化鈉，廠家：寧夏金昱元化工集團(tuán)有限公司；

mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o粉劑，廠家：上海德哈昊達(dá)化工材料銷售部；

mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o溶膠，廠家：上海德哈昊達(dá)化工材料銷售部；

羧甲基纖維素，廠家：濮陽(yáng)市東方貝爾實(shí)業(yè)有限公司

聚丙烯酸鉀，廠家河南新鄉(xiāng)振華化工有限公司

水解聚丙烯腈銨鹽,廠家：石家莊華萊鼎盛科技有限公司

環(huán)氧丙基三甲基氯化銨，廠家：北京華威銳科化工有限公司

聚合氯化鋁，廠家：山東濰坊共創(chuàng)化工有限公司

氯化鉀，廠家：遼陽(yáng)鑄成化工有限公司

本發(fā)明實(shí)施例中使用的測(cè)試方法：

(1)濾失量的評(píng)價(jià)方法

水，作為水基泥漿的分散介質(zhì)，在泥漿中以三種形態(tài)存在，即化學(xué)結(jié)合水、吸附水和自由水。在壓力差作用下，泥漿中的自由水向孔壁巖石的裂隙或孔隙中滲透，稱為泥漿的濾失作用。通常用濾失量(filtrationloss)或失水量(waterloss)來(lái)表示濾失性的強(qiáng)弱。

在規(guī)定的壓力差(zns型氣壓式泥漿失水量測(cè)定儀，工作壓力為0.7mpa)下以通過(guò)一定的滲濾斷面(通常用濾紙作為滲濾介質(zhì))30min內(nèi)的濾失量衡量，單位為ml/30min。

(2)泥漿流變性能評(píng)價(jià)方法

泥漿流變性能通常是用泥漿的流變曲線和塑性粘度(plasticviscosity)﹑動(dòng)切力(yieldpoint)﹑靜切力(gelstrength)﹑表觀粘度(apparentviscosity)等流變參數(shù)來(lái)進(jìn)行描述的。

其中，動(dòng)切力(屈服值)是塑性流體流變曲線中的直線段在軸上的截距。它反映了泥漿在層流流動(dòng)時(shí)，粘土顆粒之間及高分子聚合物分子之間相互作用力的大小，亦即形成空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)能力的大小。

靜切力：泥漿的切力是指靜切應(yīng)力，其膠體化學(xué)實(shí)質(zhì)是膠凝強(qiáng)度，它表示泥漿在靜止?fàn)顟B(tài)下形成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。其物理意義是，當(dāng)泥漿靜止時(shí)，破壞泥漿內(nèi)部單位面積上的結(jié)構(gòu)所需的剪切力，單位為pa?，F(xiàn)規(guī)定用初切力和終切力來(lái)表示靜切應(yīng)力的相對(duì)值。

測(cè)定時(shí)，通過(guò)型號(hào)為znn-d6型的旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法為：

旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的轉(zhuǎn)速有3、6、100、200、300、600r/min等六個(gè)檔次，分別測(cè)定內(nèi)懸柱在各種轉(zhuǎn)速下的扭轉(zhuǎn)角，然后根據(jù)測(cè)定結(jié)果用下列各式計(jì)算流變性指標(biāo)的數(shù)值。

塑性粘度(pv)：ηp＝φ600－φ300(mpa·s)

表觀粘度(視粘度)(av)：

動(dòng)切力(屈服值)(yv)：ηd＝0.511×(φ300－ηp)(pa)

靜切力(凝膠強(qiáng)度)(gs)：τ1＝0.511×φ3(pa)

τ10＝0.511×φ3(pa)

式中：τ1——初切力(10s或1min的靜切力)

τ10——終切力(10minr靜切力)

φ600、φ300、φ3——分別為600、300、3r/min時(shí)儀器刻度盤的讀數(shù)。

(3)抑制性評(píng)價(jià)方法

抑制性是對(duì)粘土粒子的水化、分散的抑制作用。

采用干燥的泥頁(yè)巖樣品(如果沒(méi)有巖心可用巖屑)，將其粉碎，使巖樣過(guò)(4～10目)篩，往加溫罐中加入350ml水(試驗(yàn)的液體)和50g巖樣，然后將加溫罐放入滾子加熱爐中滾動(dòng)16h(控制在45℃)。倒出試驗(yàn)液體與巖樣，過(guò)30目篩，干燥并稱量篩上巖樣，計(jì)算質(zhì)量回收率(以百分?jǐn)?shù)表示)。然后取上述過(guò)30目篩干燥的巖樣，放入裝有350ml水的加溫罐中，繼續(xù)滾動(dòng)2h，倒出水與巖樣，再過(guò)30目篩，干燥并稱篩上的巖樣，計(jì)算回收的巖樣占原巖樣的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，即回收率。

(4)膨脹性測(cè)定

地層膨脹是地層中所含的粘土礦物水化的結(jié)果。通常采用測(cè)定巖樣線性膨脹百分?jǐn)?shù)(稱為膨脹率)或巖樣吸水量來(lái)表示地層的膨脹性能。

常溫下的膨脹率選用以下方法進(jìn)行測(cè)定：

采用np-01頁(yè)巖膨脹儀進(jìn)行測(cè)試。稱取一定重量風(fēng)干的巖樣(過(guò)100目篩)直接制成巖樣，測(cè)定巖樣遇水(或其它液體)不同時(shí)間線膨脹量的變化，然后按下式線膨脹率計(jì)算出。

vt＝(lt/h)100％

式中，vt—時(shí)間為t時(shí)巖樣的線膨脹率，％；

lt—時(shí)間為t時(shí)的線膨脹量，mm；

h—巖樣原始高度，mm。

需要說(shuō)明的是，除另有定義之外，本發(fā)明實(shí)施例中所述的mmh(mixedmetalhydroxide)指混合金屬氧化物，cmc(carboxymethylcellulose)指羧甲基纖維素。

對(duì)比例1

對(duì)比例1提供一種現(xiàn)有技術(shù)的防滲墻固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括50份的膨潤(rùn)土、2份的碳酸鈉、1份的氫氧化鈉、1份的羧甲基纖維素和1000份的水，記為現(xiàn)有技術(shù)配方。

對(duì)通過(guò)上述配方配制的現(xiàn)有技術(shù)的防滲墻固壁泥漿進(jìn)行密度、馬氏漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、濾失量以及ph值的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果參見表1。

表1現(xiàn)有技術(shù)防滲墻固壁泥漿性能

本對(duì)比例1是對(duì)現(xiàn)有技術(shù)使用的防滲墻固壁泥漿進(jìn)行性能參數(shù)測(cè)定，用于給予下文的本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行參照，由表1中數(shù)據(jù)可見，現(xiàn)有技術(shù)使用的防滲墻固壁泥漿動(dòng)切力和靜切力值較低，并且表觀粘度和塑性粘度都較小，濾失量也較小?，F(xiàn)有技術(shù)使用的防滲墻固壁泥漿塑性粘度以及表觀粘度都較低，不會(huì)由于漏斗粘度大而阻礙其在孔隙中流動(dòng)，但其由于動(dòng)切力和靜切力值較低容易引起孔壁失穩(wěn)。

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括50～60份的膨潤(rùn)土、1.6～2份的純堿、0.5～1份的燒堿、0.05～0.25份的混合金屬氫氧化物和1000份的水。

實(shí)施例2

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括50份的膨潤(rùn)土、1.6份的碳酸鈉、0.1份的mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o粉劑、0.8份的氫氧化鈉和1000份的水，記為配方1號(hào)。

對(duì)通過(guò)上述配方配制的防滲墻正電膠固壁泥漿進(jìn)行密度、馬氏漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、濾失量以及ph值的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果參見表2。

表2配方1號(hào)的防滲墻正電膠固壁泥漿性能

通過(guò)表2可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)切力和靜切力值相對(duì)于對(duì)比例1而言提高了很多，動(dòng)切力值提高了1.5倍，而靜切力值提高了0.6倍，說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例1得到的防滲墻正電膠固壁泥漿有較強(qiáng)的動(dòng)切力，即攜帶巖屑能力較強(qiáng)，有利于提高清孔工效及清孔效果；同時(shí)還具有較高的靜切力，即懸浮巖屑能力較強(qiáng)，可以保證未被清除的巖屑在長(zhǎng)時(shí)間混凝土澆筑過(guò)程中不下沉或極少下沉，提高了抑制性，從而避免孔壁失穩(wěn)造成坍塌。并且，相對(duì)于對(duì)比例1而言，其濾失量也有所下降，避免由于濾失量大而造成的阻止或減少泥漿繼續(xù)侵入地層的現(xiàn)象，提高造孔速度，加快施工進(jìn)度。

實(shí)施例3

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括56份的膨潤(rùn)土、2份的碳酸鈉、0.1份的mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o粉劑、1份的氫氧化鈉和1000份的水，記為配方2號(hào)。

對(duì)通過(guò)上述配方配制的防滲墻正電膠固壁泥漿進(jìn)行密度、馬氏漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、濾失量以及ph值的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果參見表3。

表3配方2號(hào)的防滲墻正電膠固壁泥漿性能

通過(guò)表3可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)切力和靜切力值相對(duì)于對(duì)比例1而言提高了很多，動(dòng)切力值提高了1.5倍，而靜切力值提高了0.8倍，說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例1得到的防滲墻正電膠固壁泥漿有較強(qiáng)的動(dòng)切力，即攜帶巖屑能力較強(qiáng)，有利于提高清孔工效及清孔效果；同時(shí)還具有較高的靜切力，即懸浮巖屑能力較強(qiáng)，可以保證未被清除的巖屑在長(zhǎng)時(shí)間混凝土澆筑過(guò)程中不下沉或極少下沉，提高了抑制性，從而避免孔壁失穩(wěn)造成坍塌。

實(shí)施例4

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括60份的膨潤(rùn)土、1.8份的碳酸鈉、0.25份的mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o粉劑、0.9份的氫氧化鈉和1000份的水，記為配方3號(hào)。

對(duì)通過(guò)上述配方配制的防滲墻正電膠固壁泥漿進(jìn)行密度、馬氏漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、濾失量以及ph值的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果參見表4。

表4配方3號(hào)的防滲墻正電膠固壁泥漿性能

通過(guò)表4可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)切力和靜切力值相對(duì)于對(duì)比例1而言提高了很多，動(dòng)切力值提高了4倍，而靜切力值提高了1.2倍，說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例1得到的防滲墻正電膠固壁泥漿有很強(qiáng)的動(dòng)切力，即攜帶巖屑能力很強(qiáng)，有利于提高清孔工效及清孔效果；同時(shí)還具有很高的靜切力，即懸浮巖屑能力較強(qiáng)，可以保證未被清除的巖屑在長(zhǎng)時(shí)間混凝土澆筑過(guò)程中不下沉或極少下沉，提高了抑制性，從而避免孔壁失穩(wěn)造成坍塌。

實(shí)施例5

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括50份的膨潤(rùn)土、2份的碳酸鈉、0.05份的mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o粉劑、1份的氫氧化鈉和1000份的水，記為配方4號(hào)。

對(duì)通過(guò)上述配方配制的防滲墻正電膠固壁泥漿進(jìn)行密度、馬氏漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、濾失量以及ph值的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果參見表5。

表5配方4號(hào)的防滲墻正電膠固壁泥漿性能

通過(guò)表5可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)切力和靜切力值相對(duì)于對(duì)比例1而言提高了很多，動(dòng)切力值提高了1倍，而靜切力值提高了0.6倍，說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例1得到的防滲墻正電膠固壁泥漿有較強(qiáng)的動(dòng)切力，即攜帶巖屑能力較強(qiáng)，有利于提高清孔工效及清孔效果；同時(shí)還具有較高的靜切力，即懸浮巖屑能力較強(qiáng)，可以保證未被清除的巖屑在長(zhǎng)時(shí)間混凝土澆筑過(guò)程中不下沉或極少下沉，提高了抑制性，從而避免孔壁失穩(wěn)造成坍塌。

實(shí)施例6

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括50份的膨潤(rùn)土、2份的碳酸鈉、0.1份的mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o粉劑、1份的羧甲基纖維素、1份的氫氧化鈉和1000份的水，記為配方5號(hào)。

對(duì)通過(guò)上述配方配制的防滲墻正電膠固壁泥漿進(jìn)行密度、馬氏漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、濾失量以及ph值的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果參見表6。

表6配方5號(hào)的防滲墻正電膠固壁泥漿性能

通過(guò)表6可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)切力和靜切力值相對(duì)于對(duì)比例1而言提高了很多，動(dòng)切力值提高了3倍，而靜切力值提高了1倍，說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例1得到的防滲墻正電膠固壁泥漿有很強(qiáng)的動(dòng)切力，即攜帶巖屑能力很強(qiáng)，有利于提高清孔工效及清孔效果；同時(shí)還具有較高的靜切力，即懸浮巖屑能力較強(qiáng)，可以保證未被清除的巖屑在長(zhǎng)時(shí)間混凝土澆筑過(guò)程中不下沉或極少下沉，提高了抑制性，從而避免孔壁失穩(wěn)造成坍塌。并且，相對(duì)于對(duì)比例1而言，其濾失量也有所下降，避免由于濾失量大而造成的阻止或減少泥漿繼續(xù)侵入地層的現(xiàn)象，提高造孔速度，加快施工進(jìn)度。

實(shí)施例7

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種防滲墻正電膠固壁泥漿，按質(zhì)量份計(jì)，所述泥漿包括50份的膨潤(rùn)土、2份的碳酸鈉、0.1份的mg0.43al(oh)3.72cl0.14·0.5h2o粉劑、1份的羧甲基纖維素、0.2份的聚丙烯酸鉀、1份的氫氧化鈉和1000份的水，記為配方6號(hào)。

對(duì)通過(guò)上述配方配制的防滲墻正電膠固壁泥漿進(jìn)行密度、馬氏漏斗粘度、表觀粘度、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、濾失量以及ph值的測(cè)定。測(cè)定結(jié)果參見表7。

表7配方6號(hào)的防滲墻正電膠固壁泥漿性能

通過(guò)表7可以看出，本發(fā)明實(shí)施例的動(dòng)切力和靜切力值相對(duì)于對(duì)比例1而言提高了很多，動(dòng)切力值提高了4倍，而靜切力值提高了1.2倍，說(shuō)明通過(guò)本發(fā)明實(shí)施例1得到的防滲墻正電膠固壁泥漿有很強(qiáng)的動(dòng)切力，即攜帶巖屑能力很強(qiáng)，有利于提高清孔工效及清孔效果；同時(shí)還具有很高的靜切力，即懸浮巖屑能力很強(qiáng)，可以保證未被清除的巖屑在長(zhǎng)時(shí)間混凝土澆筑過(guò)程中不下沉或極少下沉，提高了抑制性，從而避免孔壁失穩(wěn)造成坍塌。并且，相對(duì)于對(duì)比例1而言，其濾失量也有所下降，避免由于濾失量大而造成的阻止或減少泥漿繼續(xù)侵入地層的現(xiàn)象，提高造孔速度，加快施工進(jìn)度。

實(shí)施例8

本實(shí)施例對(duì)混合金屬氫氧化物(mmh)的抑制性進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定過(guò)程請(qǐng)參照說(shuō)明書中本發(fā)明實(shí)施例中使用的測(cè)試方法(3)抑制性評(píng)價(jià)方法。并對(duì)其余幾種可以起到抑制作用的聚合物抑制劑了進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定得到的結(jié)果記錄于表8中。其中形成對(duì)比的這幾種聚合物抑制劑為80a51-223(一種常規(guī)的增粘劑型號(hào)，其為丙烯酰胺與丙烯酸共聚物的共聚物)、kpam(聚丙烯酸鉀，常規(guī)市售品)、聚丙烯酰胺(重均分子量為1500萬(wàn))，另外，基漿通過(guò)地表水和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％膨潤(rùn)土漿按2:1的質(zhì)量比例配置。表8中出現(xiàn)的nh4-hpan為水解聚丙烯腈銨鹽，起降濾失作用。測(cè)試中所使用的巖樣質(zhì)量為30g，巖樣取自西藏旁多水利樞紐覆蓋層。

表8聚合物抑制劑的抑制性能

從表8中可以看出，相對(duì)比與其他聚合物抑制劑，混合金屬氫氧化物(mmh)的使用使巖樣的回收率較高，即抑制性能較好。

實(shí)施例9

本實(shí)施例對(duì)混合金屬氫氧化物(mmh)以及混合金屬氫氧化物(mmh)和其余的抑制劑復(fù)配的抑制性進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定過(guò)程請(qǐng)參照說(shuō)明書中本發(fā)明實(shí)施例中使用的測(cè)試方法(3)抑制性評(píng)價(jià)方法。并對(duì)其余幾種可以起到抑制作用的單一抑制劑和復(fù)配抑制劑進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定得到的結(jié)果記錄于表9中。其中基漿為：400ml水+200ml10％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))膨潤(rùn)土漿+3g聚丙烯酸鉀+12gnh4-hpan(水解聚丙烯腈銨鹽)。另外，表9中出現(xiàn)的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，表9中的小陽(yáng)離子為環(huán)氧丙基三甲基氯化銨，cmc(carboxymethylcellulose)為羧甲基纖維素，pac(polyaluminiumchloride)為聚合氯化鋁，測(cè)試中使用的巖樣質(zhì)量為30g，巖樣取自西藏旁多水利樞紐覆蓋層。

表9單一以及復(fù)配抑制劑的抑制性能

從表9中可以看到，將混合金屬氫氧化物(mmh)與羧甲基纖維素cmc(carboxymethylcellulose)以及氯化鉀復(fù)配之后巖樣的回收率可達(dá)到70％，因此該通過(guò)復(fù)配后的混合金屬氫氧化物(mmh)的抑制性較好。

實(shí)施例10

本實(shí)施例對(duì)混合金屬氫氧化物(mmh)以及混合金屬氫氧化物(mmh)和其余的抑制劑復(fù)配的粘土膨脹率進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法參見說(shuō)明書中本發(fā)明實(shí)施例中使用的測(cè)試方法(4)膨脹性測(cè)定，另外各測(cè)試溶液配比分別為：390ml淡水+2％cmc、390ml淡水+1％mmh、390ml淡水+2％mmh、390ml淡水+3％mmh、390ml淡水+1％mmh+2％cmc、390ml淡水+2％mmh+2％cmc+4％kcl，并且測(cè)定中使用的巖樣為50g，巖樣取自西藏旁多水利樞紐覆蓋層。所得到的結(jié)果參見附圖1。

通過(guò)圖1可以看出，混合金屬氫氧化物(mmh)對(duì)地層中所含的粘土礦物水化膨脹具有明顯抑制作用，當(dāng)加入濃度越高的混合金屬氫氧化物(mmh)時(shí)，粘土膨脹率降低。且與羧甲基纖維素cmc以及氯化鉀復(fù)配之后抑制粘土水化膨脹的效果更好。

實(shí)施例11

考慮到環(huán)保和安全的要求，通過(guò)國(guó)家環(huán)境分析中心對(duì)通過(guò)實(shí)施例5的配方制備得到的進(jìn)行了毒性實(shí)驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果參見表10。

表10防滲墻正電膠固壁泥漿的毒性

通過(guò)表10可以看出，檢測(cè)結(jié)果表明該防滲墻正電膠固壁泥漿各項(xiàng)浸出值均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb5085.3-2007《危險(xiǎn)物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》的最低限值，即防滲墻正電膠固壁泥漿的使用不會(huì)對(duì)施工區(qū)地表和地下水造成污染。

實(shí)施例12

本實(shí)施例對(duì)混合金屬氫氧化物(mmh)的兩種劑型的抑制性能進(jìn)行對(duì)比，通過(guò)對(duì)粉劑(干粉)和溶膠(原膠)的回收率測(cè)定，測(cè)定結(jié)果如表11所示。

測(cè)定過(guò)程請(qǐng)參照說(shuō)明書中本發(fā)明實(shí)施例中使用的測(cè)試方法(3)抑制性評(píng)價(jià)方法，但將其中“過(guò)30目篩”中的30目篩改為60目篩，并且mmh加量指將質(zhì)量份數(shù)的混合金屬氫氧化物加入加溫罐的水中，測(cè)試中所使用的巖樣質(zhì)量為50g，巖樣取自西藏旁多水利樞紐覆蓋層。溶膠(原膠)的加入量為折干0.5％，指的是溶膠(原膠)折算為粉劑(干粉)所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，粉劑(干粉)的加入量為0.5％指其所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表11混合金屬氫氧化物粉劑與溶膠的抑制變性能對(duì)比

從表11中可以看出，混合金屬氫氧化物粉劑(干粉)與溶膠(原膠)的巖屑回收率大致相等，說(shuō)明混合金屬氫氧化物粉劑(干粉)基本上保持了溶膠(原膠)的抑制性能，并且其還具有溶膠所不具備的性能，如抗凍性好、方便運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用等。

實(shí)施例13

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)混合金屬氫氧化物粉劑抗鉆屑污染能力測(cè)定，通過(guò)測(cè)定加入鉆屑之后的泥漿的流變性能來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體地，將鉆屑(蒙脫石含量為68％)加入到通過(guò)實(shí)施例7制備得到的防滲墻正電膠固壁泥漿中，表12中鉆屑加量是指鉆屑所占泥漿的質(zhì)量份數(shù)，pv是指塑性粘度(plasticviscosity)，yp是指動(dòng)切力(yieldpoint)，av是指表觀粘度(apparentviscosity)，yp/pv指動(dòng)切力與塑性粘度的比值，fv是指漏斗粘度，fl是指濾失量。

表12混合金屬氫氧化物粉劑抗鉆屑污染性能

從表12可以看出，加入鉆屑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20％的泥漿的流變性能沒(méi)有受到很大影響，其各個(gè)粘度測(cè)定值均在較小范圍內(nèi)波動(dòng)，說(shuō)明混合金屬氫氧化物粉劑抗鉆屑污染性能較強(qiáng)。

實(shí)施例14

本發(fā)明實(shí)施例對(duì)混合金屬氫氧化物(mmh)的兩種劑型的膨脹率進(jìn)行對(duì)比，即對(duì)粉劑(干粉)和溶膠(原膠)的膨脹率進(jìn)行，膨脹率的測(cè)定請(qǐng)參見說(shuō)明書中本發(fā)明實(shí)施例中使用的測(cè)試方法(4)膨脹性測(cè)定，分別測(cè)定相同濃度(2％濃度)粉劑和溶膠隨時(shí)間變化的膨脹率，其中測(cè)定中使用的巖樣為50g，巖樣取自西藏旁多水利樞紐覆蓋層，2％濃度的粉劑和溶膠分別取400ml，結(jié)果見附圖2。

從圖2中可知粉劑(干粉)在6h前，抑制膨脹能力比溶膠(原膠)略差，但在6h后抑制膨脹能力卻比原膠好。

實(shí)施例15

本發(fā)明實(shí)施例將通過(guò)實(shí)施例1得到的防滲墻正電膠固壁泥漿應(yīng)用到防滲墻固壁中，將防滲墻正電膠固壁泥漿應(yīng)用于西藏旁多水利樞紐158.47m深防滲墻施工，其效果表現(xiàn)在：

1)穩(wěn)定孔壁。在軸線長(zhǎng)達(dá)602m(pd-45#～pd162#槽段)的旁多水利樞紐深度大于100m的防滲墻槽孔施工中，除pd-67#槽孔因膨潤(rùn)土供應(yīng)短缺造成孔壁掉塊卡斗外，其余各槽段未出現(xiàn)因地層水化膨脹導(dǎo)致的孔內(nèi)事故及槽孔坍塌現(xiàn)象，并由此大大降低處理孔故及重復(fù)造孔時(shí)間，提高了施工工效。

2)有效封堵滲漏，減緩漿液對(duì)孔壁的沖蝕。旁多主壩防滲墻孔深60m～80m以下為漂卵石和崩塌堆積塊石體，間夾粉細(xì)砂等，屬?gòu)?qiáng)漏失地層。如采用現(xiàn)有技術(shù)中的分散型泥漿，遇到該類地層時(shí)難以控制其漏漿及地層水化分散、膨脹，漏漿、塌孔難以控制。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例提供的防滲墻正電膠固壁泥漿，有效封堵了地層孔隙，防止孔內(nèi)復(fù)雜問(wèn)題的發(fā)生。

3)提高漿液的攜帶與懸浮能力。若采用現(xiàn)有技術(shù)的分散性泥漿應(yīng)用于150m深槽孔時(shí)，無(wú)法或極難清除槽孔內(nèi)下部巖屑。而本發(fā)明實(shí)施例提供的防滲墻正電膠固壁泥漿中混合金屬氫氧化物的加入提高了其動(dòng)切力，即攜帶巖屑的能力，因而加快了清孔工效，提高了清孔效果，使清孔指標(biāo)可達(dá)到含砂量小于3％，通常在1.5％左右。靜切力的提高，亦即泥漿懸浮巖屑能力的提高，保證了在混凝土澆筑過(guò)程中，未被清除的巖屑懸浮泥漿中而不下沉。

上述所有可選技術(shù)方案，可以采用任意結(jié)合形成本公開的可選實(shí)施例，在此不再一一贅述。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。