本发明涉及注浆材料，尤其涉及一种水化热诱导原位聚合的注浆材料、制备方法及应用。
背景技术：
1、煤炭开采过程中，受高地应力和强采动影响，发生锚杆破断、支护构件失效、巷道围岩大变形等问题，严重影响煤矿安全生产。针对煤矿千米深井、软岩、强采动松软煤体巷道围岩大变形破坏难题，研究人员提出巷道支护-改性-卸压协同控制理念，改性即通过注浆方式，实现对松软煤体主动改性作用，控制巷道围岩变形。在注浆改性中，既要发挥注浆材料的本体骨架效应，也要强化煤浆界面粘结效应。注浆材料直接决定了注浆改性对巷道围岩控制效果，是注浆改性解决深部煤巷大变形难题的核心。目前，改善注浆材料的方法主要通过直接添加有机助剂的方式，这种方法改善了注浆材料的性能，但损伤了浆液的本体性能，使浆液粘度增加、流动性降低，难以注入微裂隙煤体。因此，亟需开发新型高性能、低黏度注浆材料并推广应用。
技术实现思路
1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本发明的实施例提出一种水化热诱导原位聚合的注浆材料、制备方法及应用。
3、一方面，本发明提出了一种水化热诱导原位聚合的注浆材料的制备方法，包括以下步骤：
4、制备a料：将质量比为(100-120)：(15-20)：(5-11)的硅酸三钙、苯胺衍生物活性单体、第一添加剂搅拌混合均匀得到a料；
5、制备b料：将质量比为(50-60)：(55-65)：(5-10)：(1-4)：(4-9)的硫铝酸钙、铝酸三钙、氧化钙、催化剂、第二添加剂搅拌混合均匀得到b料。
6、在一些实施例中，所述苯胺衍生物活性单体包括质量比为5：1：3：1的苯胺、邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺。
7、在一些实施例中，所述催化剂包括质量比为3：1的过氧化氢、氯化铁。
8、在一些实施例中，所述第一添加剂包括质量比为(2-5)：(1-3)：(1-2)：1的增强分子、增韧分子、保水分子、抗氧化剂，所述第二添加剂包括质量比为(2-5)：(1-3)：1的增强分子、增韧分子、促溶剂。
9、在一些实施例中，所述增强分子包括质量比为3：1的硫辛酸、三甲醇丙烷乙氧酯三丙烯酸酯，所述增韧分子包括质量比为4：3：1的水溶性过渡金属氧化物三氧化二钼、五氧化二矾、二氧化锗。
10、在一些实施例中，所述保水分子包括质量比为1：7的瓜尔胶、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，所述抗氧化剂包括质量比为2：1的四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、硫代二丙酸酯。
11、在一些实施例中，所述促溶剂包括质量比为3：2的聚季铵乙烯酰胺、聚乙烯亚胺季铵盐。
12、另一方面，本发明提出了一种水化热诱导原位聚合的注浆材料，包括a料和b料，其中，所述a料包括质量比为(100-120)：(15-20)：(5-11)的硅酸三钙、苯胺衍生物活性单体、第一添加剂，所述b料包括质量比为(50-60)：(55-65)：(5-10)：(1-4)：(4-9)的硫铝酸钙、铝酸三钙、氧化钙、催化剂、第二添加剂。
13、在一些实施例中，所述第一添加剂包括质量比为(2-5)：(1-3)：(1-2)：1的增强分子、增韧分子、保水分子、抗氧化剂，所述第二添加剂包括质量比为(2-5)：(1-3)：1的增强分子、增韧分子、促溶剂。
14、另一方面，本发明提出了一种水化热诱导原位聚合的注浆材料的应用，将所述注浆材料应用在松软煤体主动改性中，注浆过程中先分别将a料和b料加水搅拌成浆，然后按照等体积混合进行注浆，其中，所述a料和所述b料的水灰比均为0.6-0.8。。
15、相对于现有技术，本发明的有益效果为：
16、本发明制备的新型注浆材料加水搅拌后，由于硅酸三钙、硫铝酸钙、铝酸三钙水化，产生水化热，同时苯胺衍生物活性单体与催化剂混合，在水化热的驱动下开始原位聚合反应，改善注浆材料韧性和力学性能。
17、本发明在水化热驱动下原位聚合反应生成的聚苯胺衍生物是是分子链，与硅酸三钙、铝酸三钙水化形成的胶凝体交错贯穿，形成互传网络结构，增强注浆材料的韧性。
18、本发明在水化热驱动下原位聚合反应生成的聚苯胺衍生物是两亲性分子，苯基与煤体中的芳香族化合物存在π-π键共轭效应，同时胺基是亲水基团与浆液形成氢键作用，这种两亲性分子链在煤浆界面起到分子桥作用，增强注浆材料的粘结性能。
19、本发明在水化热驱动下原位聚合反应生成的聚苯胺衍生物，可以充当硅酸三钙、硫铝酸钙、铝酸三钙水化非均相成核位点，促进其水化硬化，提高注浆材料的力学强度。
1.一种水化热诱导原位聚合的注浆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯胺衍生物活性单体包括质量比为5：1：3：1的苯胺、邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括质量比为3：1的过氧化氢、氯化铁。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一添加剂包括质量比为(2-5)：(1-3)：(1-2)：1的增强分子、增韧分子、保水分子、抗氧化剂，所述第二添加剂包括质量比为(2-5)：(1-3)：1的增强分子、增韧分子、促溶剂。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述增强分子包括质量比为3：1的硫辛酸、三甲醇丙烷乙氧酯三丙烯酸酯，所述增韧分子包括质量比为4：3：1的水溶性过渡金属氧化物三氧化二钼、五氧化二矾、二氧化锗。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述保水分子包括质量比为1：7的瓜尔胶、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵，所述抗氧化剂包括质量比为2：1的四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、硫代二丙酸酯。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述促溶剂包括质量比为3：2的聚季铵乙烯酰胺、聚乙烯亚胺季铵盐。
8.一种水化热诱导原位聚合的注浆材料，其特征在于，注浆材料由权利要求1-7任一所述的方法制备得到，注浆材料包括a料和b料，其中，所述a料包括质量比为(100-120)：(15-20)：(5-11)的硅酸三钙、苯胺衍生物活性单体、第一添加剂，所述b料包括质量比为(50-60)：(55-65)：(5-10)：(1-4)：(4-9)的硫铝酸钙、铝酸三钙、氧化钙、催化剂、第二添加剂。
9.如权利要求8所述的注浆材料，其特征在于，所述第一添加剂包括质量比为(2-5)：(1-3)：(1-2)：1的增强分子、增韧分子、保水分子、抗氧化剂，所述第二添加剂包括质量比为(2-5)：(1-3)：1的增强分子、增韧分子、促溶剂。
10.一种水化热诱导原位聚合的注浆材料的应用，其特征在于，注浆材料由权利要求1-7任一所述的方法制备得到，将所述注浆材料应用在松软煤体主动改性中，注浆过程中先分别将a料和b料加水搅拌成浆，然后按照等体积混合进行注浆，其中，所述a料和所述b料的水灰比均为0.6-0.8。
