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甘肃灌浆料的基本分类

1.6灌浆料的基本分类

灌浆料可分为粒状灌浆料和化学灌浆料两大类。

6.1粒状浆料

灌浆材料包括两大类,即水泥基浆材和非水泥基浆材。由于黏土浆和新型非水泥基求材应用较少,如不做特殊说明,粒状灌浆材料仅指水泥基浆材。

粒状灌浆料由基础材料和外加剂组合而成。基础材料可分为一次胶凝材料、二次激发材料和惰性填充材料三类。其中一次胶凝材料是必备组分,它的活性决定了材料的基本性能,后两类则是必要时进行组合,以改变材料性能,满足工程需要。外加剂一般以减水剂为基础根据需要进行复配,它在改善材料性能,特别是调节工作性能(流动性)方而往往能起到关键作用。

一般而言,水泥是最常用的一次胶凝材料它和水就可以成浆,固化,形成水泥结石。其浆液性能特点除与水灰比等因素息息相关外,更主要的是水泥品种的影响。比如说,硫铝酸盐水泥基浆液比普硅水泥基快得多,分别形成快型和普通型两个系列。

粉煤灰、膨润土、矿渣、硅灰、赤混、石膏等都属于二次激发材料。它们的特点是单独与水混合后反应活性很低,难以直接胶凝固化,故无法单独成浆。但是,因含有SO2等矿物,它们能够与水泥水化过程中产生的Ca((H)微晶发生化学反应,生成水化硅酸钙(C-S-H)等凝胶,从而使它们成为水泥一二次激发浆材的一种组分。由于激发材料粒度多比水泥更小,而且胶凝反应分两步进行,因此,水泥一二次激发浆材比较普適地具有稳定性较高、抗动水能力较差、胶凝时间较长,力学指标先低后高等特点。

砂、豆砾石等均属于惰性填充材料。单从胶角度来看,惰性填充材料不是必須的,但它在大裂隙澈浆中有独特的作用,溶洞中灌注混誕土更是成为常规作法,有效降低了工程造价。

外加剂方面,灌浆材料突出的特点是诚水剂的应用远远超过其他品种,持别是在有二次激发材料的情况下,是必不可少的组分

无论何种粒状灌浆材料,最终都要形成长期稳定的固体结构,才能达到灌浆的目的。由此可见,水化产物是粒状灌浆材料的核心。一般情况下水化产物是由一次胶凝材料中的各种矿物引发的,这些矿物之所以具有水化活性,是因为高温灼烧形成的晶体结构决定的。各种矿物的水化过程中的特性和最终产物决定了水化产物、从而决定了灌浆材料的基本特点和用途。二次激发材料和外加剂的影响可以归结为对一次胶凝材料水化进程和产物的调整:惰性填充材料对水化过程影响很小,主要作用是在满足工程要求的前提下就地取材,降低造价,提高材料的性价比。但是,水化产物的产生并不是只有这一种途径。在灌浆工程的初期,水泥还没有诞生,石灰和貓土成浆后固化成为灌浆工程的起点。进入新世纪以后,随着材料学的发展,各种激发理论和方式逐渐引起人们的重视,从而导致了非水泥基粒状灌家材料的出现,尽管目前仍有不少缺陷,简未在工程中获得应用,但其前景不可忽视,本书亦将对此进行简要讨论

1.6.2化学灌浆材料

目前,常用的化学浆材料有四类,即水玻璃、聚氨簡、丙烯酸盐和环氧树脂。

水玻璃浆材发展最早,品种最多,应用最广,但其反应机理至今未有明确的解析聚氨酯浆材的特点是端异氰酸基(-NCO)遇水后能迅速反应并放出大量(O2,这一特性决定了它特别适用于各类渗漏的处理,特别是涌水和大量漏水的快速封堵处理。由于该反应放出大量的O2,因此在灌浆时,可以产生二次较大的压力・促使浆液进一步扩散,增加浆液的扩散范围,但也要防止它在封闭环境下的负面作用。由于聚氨酯浆材在反应过程中产生交联,因此具有较高的力学指标。

丙烯酸盐反应机理是典型的自由基聚合反应,其聚合物是一种网状结构的高分子凝胶体,由于其中含有大量的亲水基团,能容纳几倍于自身体积的水,因此,其反应时间精确可控,但强度较低,因此只适用于防渗堵漏,不适用于补强加固。

环氧树脂浆材的反应本质是胺类固化剂中的活泼氢对环氧基团的开环、交联而成紧密联结的三维网状结构,因此环氧浆材强度高、耐久性好,总体性能最为优异。但环氧基团开环是逐步的,因此环氧浆材不适应于快速堵漏领域。


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