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1、注浆材料在工程中的应用及发展前景 摘要:随着注浆材料在实际生产中的用途越来越广泛,对于各种注浆材料的研究也都全面展开了,主要介绍当前对注浆材料的研究成果和其应用和发展前景。 关键词:注浆材料;应用前景 中图分类号:TU-9文献标识码:A文章编号:1671-7597(XX)06XX8-01 在现代的施工中越来越多的用到新技术和新的材料,在这种背景下出现了很多既经济又实用的材料,在城市地下工程和一些隧道的施工中为了节约成本而出现了很多种新的注浆材料。下面就对注浆材料做一个详细全面的介绍,为我们在实际生产中提供一些参考。 1注
2、浆材料的定义及分类 1)定义:在压力作用下注入地层、岩石或构筑物的缝隙、孔洞中,达到增加承载能力、防止渗漏及提高构筑物整体性能等效果的流体材料。 2)分类:总体可以分为固体注浆材料和化学注浆材料两大类。固体注浆材料是由固体颗粒和水组成的悬浮液,有水泥浆、水泥黏土浆、黏土浆、水泥水玻璃等4种。化学注浆材料是由化学药剂制成的流动性好的液体。用它能灌入比较细微的缝隙,还能根据需要调节凝结时间,有水玻璃类灌浆材料、环氧树脂灌浆材料、甲凝等。 常用注浆材料在工程中的应用及特点 首先先介绍一下固体注浆材料: 1)单液水泥浆。注浆工程中最
3、常用的是普通硅酸盐水泥。单液水泥浆就是把水泥作为主要成分掺水而制成的浆液单液水泥浆的主要特点如下:材料来源广泛,成本较低,结石体强度高,抗渗性能好,单液注入方式,工艺简单,操作方便等优点,是当前仍至今后相当长时间内应用最多的一种注浆材料。但是,由于水泥是颗粒型材料,可注性较差,难以注入中细砂,粉砂层和细小的裂隙岩层,而且水泥凝固时间长,并有容易流失造成浆液浪费,易沉淀析水,强度增长慢,结石率低,稳定性较差等缺点,所以水泥浆应用范围有一定的局限性。为此近年来,国内外在改善水泥浆性能方面做了大量的工作,尤其在研究扩大水泥浆的应用范围和提高
4、水泥浆性能方面取得突破性进展。 2)水泥粘土浆。水泥黏土浆液是由水泥黏土按一定比例混合而成。作为加固注浆时,黏土掺量一般为5%～15%。由于黏土的分散性高,亲水性好,因而沉淀析水性较小。水泥黏土浆液的稳定性大大提高。 浆液凝胶体主要特点如下: 水泥粘土浆液较单液水泥浆成本低,流动性好,抗渗性强,结实率高;水泥粘土浆液抗压强度因配方不同有所差异,一般情况为5-10Mpa,相比单液水泥浆有所下降,只适用于充填注浆;浆液材料来源丰富,价格低廉,采用单液注入工艺,设备简单,操作方便;浆液无毒性,对地下水和环境无污染,较之使用化学药剂为添
5、加剂的浆液更安全。 3)粘土浆。黏土浆使用中混散物的聚合体系,有水和固体颗粒粘土组成,故粘土悬浮液的性质随固相的数量及其水相互作用的情况,固相中所含混散性颗粒的数量以及粘土微粒中交替离子团的成分而变化。就注浆技术而言,粘土浆比水泥浆的优势就是其可注性优于水泥浆,因为粘土的分散性比较高,所以在注浆过程中更容易被用来填充那些对颗粒细度要求比较高的工程。 4)水泥水玻璃浆。水泥水玻璃浆液亦称CS浆液,是以水泥和水玻璃为主剂,两者按一定的比例采用双液方式流入,必要时加入附加剂所组成的注浆材料。它克服了单液水泥浆的凝结时间长且不能控制、结石
6、率低等缺点,提高了水泥注浆的效果,扩大了水泥注浆的适用范围。 水泥水玻璃浆液的特点:1)浆液凝胶时间可控制在几秒到几十分钟范围内;2)结石体抗压强度较高,可达10～20MPa;结石率可达100%;3)结石体渗透系数为10-3cm/s;4)可用于裂隙为以上的岩体或粒径为1mm以上的砂层;5)材料来源丰富,价格较低廉;6)对环境及地下水无毒性污染。 接下来介绍的是化学注浆材料: 1)水玻璃类灌浆材料。水玻璃(硅酸钠)是化学灌浆中最早使用的一种材料,水玻璃类浆液是由水玻璃溶液和相应的胶凝剂组成。水玻璃类化学注浆材料分为碱性水玻璃和酸性
7、水玻璃.碱性水玻璃浆材的主要缺点是凝胶体有脱水收缩和腐蚀现象,耐久性较差及对环境有污染。酸性水玻璃可在中性区域内凝胶,凝胶体没有碱溶出,不存在碱性水玻璃的腐蚀现象和环境污染问题,耐久性较好。这种材料的可注性比较好,浆液凝结后的强度和粘结度也比较高,耐久性也比较好,有的甚至可以达到10年以上,但到时候可能会对周边环境和地下水有一定的影响。 2)环氧树脂类浆液。环氧树脂具有强度高,粘结力强,收缩小,化学稳定性好等特点。其粘结力和内聚力均大于混凝土,因此对于恢复结构的整体性,能起很好的作用。但其浆液黏度大、可注性小、憎水性强、与潮湿裂缝黏
8、结力差。 3)甲凝浆液。甲基丙烯酸酯类浆液(甲凝浆液)是一种化学补强灌浆材料。其浆液和凝胶体主要特点是黏度低,因为是化学类材料这些材料所以和前面几种材料一样可注性比较好,而且其浆液的强度和粘结力都比较高,不足之处是甲凝
