灌漿材料的發(fā)展現(xiàn)狀與展望.doc

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1、摘要：灌漿工法作為防滲補強加固的一種重要手段，其灌漿材料起著至關(guān)重要的作用。本文對灌漿材料的種類及其使用性能作了詳細(xì)的描述，同時對今后漿材的發(fā)展方向提出了展望注漿法出現(xiàn)于19I比紀(jì)初，注漿工法在水利水電工程中多稱灌漿法。采用灌漿技術(shù)以解決土建工程的有關(guān)技術(shù)難題，至今己有一?個I比紀(jì)的歷史。漿液注入到地層中去的方式是該工法的關(guān)鍵。隨著注漿技術(shù)的廣泛應(yīng)用，注漿材料得到了較大的發(fā)展°注漿材料從最早的石灰和黏土、水泥，發(fā)展到今天的水泥一一水玻璃漿液、各種化學(xué)漿液。ifu注漿材料的開發(fā)與應(yīng)用，又反過來推動了注漿工法在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。通殆說的注漿材料是指漿液中的主劑。注漿材料必須是能固

2、化的材料。習(xí)慣上把注漿原材料分為粒狀材料和化學(xué)材料兩個系統(tǒng)。而漿液是同主劑、固化劑，以及溶劑、助劑經(jīng)混合后所配成的液體，分為溶液型和懸濁液犁兩大類。1灌漿材料的種類及其特點1」溶液型漿材溶液型漿材又叫化學(xué)漿材，可分為水玻璃類、木質(zhì)索類灌漿材料、丙烯酰胺類灌漿材料、內(nèi)烯酸鹽類灌漿材料、聚氨酯類灌漿材料、環(huán)氧樹脂灌漿材料、甲基丙烯酸酯類灌漿材料、服醛樹脂類、其它類化學(xué)灌漿材料。1.1.1水玻璃類灌漿材料水玻璃（硅酸鈉）是化學(xué)灌漿屮最早使用的一種材料，水玻璃類漿液是山水玻璃溶液和相應(yīng)的膠凝劑組成。其尢機膠凝劑有氯化鈣、鋁酸鈉、氟硅酸、磷酸、草酸、硫酸鋁、混合鈉劑等，有機膠凝劑有醋酸、酸

3、性有機鹽、有機酸酯、醛類（乙二醛類）、聚乙烯醇等。二氧化碳亦對與水玻璃溶液在被灌體內(nèi)生成硅酸凝膠。瀬漿用水玻璃模數(shù)在2.4?3.4之間為宜,水玻璃溶液的濃度在35?45°Be'為宜。水玻璃類漿材主要特點及性能：（1）膠凝時間從瞬間?24小吋不等；（2）固砂體強度可達(dá)6MPa；（3）粘度從1.2-200X10-3Pa?s；（4）可灌性好，滲透系數(shù)可達(dá)10-5?10-6cni/s，可灌入0.1mm以上的十.層。（5）毒副作用小，造價低°1.1.2木質(zhì)素類漿液木質(zhì)素類漿液山紙漿廢液、膠凝劑和促凝劑等組成。木質(zhì)素類漿液包括鉆木素和硫木素漿液兩種。鋸木素漿液的固化劑是重鋸酸鈉。但重鋸酸鈉毒

4、性大，難以大規(guī)模使用。硫木素漿液是在珞木素漿液的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是采用過硫酸鞍完全代替重珞酸鈉，使之成為低毒、無毒木質(zhì)素漿液，是一種很有發(fā)展前途的注漿材料。漿液及膠凝體主要性能特點：（1）漿液的粘度較小（2~5X10?3Pa?s）,可灌性好,滲透系數(shù)為10?3~l（Mcm/s的基礎(chǔ)，均可適用于灌注。（2）防滲性能好，用銘木質(zhì)素漿液處理后的基礎(chǔ)，其滲透系數(shù)可達(dá)10-7^10-8cm/So（3）漿液的膠凝時間可在幾十秒至幾十分鐘之間調(diào)節(jié)。（4）固沙體強度在0.4MPa以上。（5）原料來源廣，價格低廉。1.1.3丙烯酰胺類漿液（內(nèi)凝漿液）內(nèi)-烯酰胺類漿液，國內(nèi)乂稱丙凝漿液，是以內(nèi)?烯

5、酰胺為主劑，和其他交聯(lián)劑，促凝劑和引發(fā)劑等材料所組成。常用的交聯(lián)劑為NN■亞甲基雙丙烯酰胺（簡稱M）,引發(fā)劑為過硫酸鍍[（NH4）2S2O8],常用的促凝劑有0-二甲基丙膳[（CH3）2NCH2NCH2CN]和三乙醇胺[N（C2H4OH）3],緩凝劑-?般用鐵氧化鉀（稱簡KF）。漿液及凝膠體的主要特點：（1）漿液粘度小。與水接近，常溫標(biāo)準(zhǔn)濃度下黏度為1.2XI0-3Pa-So（2）可灌性良好，漿液能滲入粒徑小于0.01亳米的土層或滲透系數(shù)大于10-4ciWs的被灌體?（3）膠凝時間可準(zhǔn)確地控制在幾秒至數(shù)十分鐘之間。I大I此既可用于堵住大流量的集中涌水，也可用于細(xì)微裂隙的防滲處理。

6、（4）凝膠體的滲透系數(shù)為10-9-10-10cm/s,固砂體的滲透系數(shù)達(dá)10-8cm/s,吋以認(rèn)為是不透水的。（5）凝膠體的抗壓強度較低，約為0.2~0.8MPa,在較大裂隙內(nèi)的凝膠體易被擠出，因此僅用于防滲注漿。（6）漿液及凝膠體耐久性較差，且有一定毒性。（7）內(nèi)烯酰胺漿液價格較貴，材料來源也較小。（8）內(nèi)凝漿液與詵質(zhì)易起化學(xué)作用，具有腐蝕性。1.1.4內(nèi)'烯酸鹽類漿液丙烯酸鹽是山丙烯酸和金屬組成的有機電解質(zhì)。加入交聯(lián)劑后就生成不溶于水的聚合物。內(nèi)烯酸鹽漿液是山-定濃度的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、緩凝劑等組成的水溶液。常用的交聯(lián)劑多為N-N'-亞甲基雙丙烯酰胺和六氫-1,3,5三內(nèi)

7、?烯?；?均三嗪，內(nèi)烯酸鹽常采用氧化還原引發(fā)體系，通過游離基聚合反應(yīng)生成不溶于水的含水凝膠.漿液和凝膠體主要性能：（1）聚合反應(yīng)開始前，粘度基本保持不變。聚合反應(yīng)一旦開始，粘度急劇變化，具有很快達(dá)到最終凝膠的性能。（2）漿液可灌性好，丙烯酸鹽漿液更浸潤土粒，對地基內(nèi)的微細(xì)孔隙有較好的可灌性。（3）漿液膠凝吋間可在數(shù)秒到數(shù)小時內(nèi)控制。（4）凝膠體的滲透系數(shù)在10-7~l0-10cm/sZ間，固砂體的滲透系數(shù)在IO-5~lO-8cm/s之間?（5）固砂體抗壓強度在0.3?1MPa之