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甘肅灌漿料的基本分類

1.6灌漿料的基本分類

灌漿料可分為粒狀灌漿料和化學灌漿料兩大類。

6.1粒狀漿料

灌漿材料包括兩大類,即水泥基漿材和非水泥基漿材。由于黏土漿和新型非水泥基求材應用較少,如不做特殊說明,粒狀灌漿材料僅指水泥基漿材。

粒狀灌漿料由基礎材料和外加劑組合而成。基礎材料可分為一次膠凝材料、二次激發材料和惰性填充材料三類。其中一次膠凝材料是必備組分,它的活性決定了材料的基本性能,后兩類則是必要時進行組合,以改變材料性能,滿足工程需要。外加劑一般以減水劑為基礎根據需要進行復配,它在改善材料性能,特別是調節工作性能(流動性)方而往往能起到關鍵作用。

一般而言,水泥是最常用的一次膠凝材料它和水就可以成漿,固化,形成水泥結石。其漿液性能特點除與水灰比等因素息息相關外,更主要的是水泥品種的影響。比如說,硫鋁酸鹽水泥基漿液比普硅水泥基快得多,分別形成快型和普通型兩個系列。

粉煤灰、膨潤土、礦渣、硅灰、赤混、石膏等都屬于二次激發材料。它們的特點是單獨與水混合后反應活性很低,難以直接膠凝固化,故無法單獨成漿。但是,因含有SO2等礦物,它們能夠與水泥水化過程中產生的Ca((H)微晶發生化學反應,生成水化硅酸鈣(C-S-H)等凝膠,從而使它們成為水泥一二次激發漿材的一種組分。由于激發材料粒度多比水泥更小,而且膠凝反應分兩步進行,因此,水泥一二次激發漿材比較普適地具有穩定性較高、抗動水能力較差、膠凝時間較長,力學指標先低后高等特點。

砂、豆礫石等均屬于惰性填充材料。單從膠角度來看,惰性填充材料不是必須的,但它在大裂隙澈漿中有獨特的作用,溶洞中灌注混誕土更是成為常規作法,有效降低了工程造價。

外加劑方面,灌漿材料突出的特點是誠水劑的應用遠遠超過其他品種,持別是在有二次激發材料的情況下,是必不可少的組分

無論何種粒狀灌漿材料,最終都要形成長期穩定的固體結構,才能達到灌漿的目的。由此可見,水化產物是粒狀灌漿材料的核心。一般情況下水化產物是由一次膠凝材料中的各種礦物引發的,這些礦物之所以具有水化活性,是因為高溫灼燒形成的晶體結構決定的。各種礦物的水化過程中的特性和最終產物決定了水化產物、從而決定了灌漿材料的基本特點和用途。二次激發材料和外加劑的影響可以歸結為對一次膠凝材料水化進程和產物的調整:惰性填充材料對水化過程影響很小,主要作用是在滿足工程要求的前提下就地取材,降低造價,提高材料的性價比。但是,水化產物的產生并不是只有這一種途徑。在灌漿工程的初期,水泥還沒有誕生,石灰和貓土成漿后固化成為灌漿工程的起點。進入新世紀以后,隨著材料學的發展,各種激發理論和方式逐漸引起人們的重視,從而導致了非水泥基粒狀灌家材料的出現,盡管目前仍有不少缺陷,簡未在工程中獲得應用,但其前景不可忽視,本書亦將對此進行簡要討論

1.6.2化學灌漿材料

目前,常用的化學漿材料有四類,即水玻璃、聚氨簡、丙烯酸鹽和環氧樹脂。

水玻璃漿材發展最早,品種最多,應用最廣,但其反應機理至今未有明確的解析聚氨酯漿材的特點是端異氰酸基(-NCO)遇水后能迅速反應并放出大量(O2,這一特性決定了它特別適用于各類滲漏的處理,特別是涌水和大量漏水的快速封堵處理。由于該反應放出大量的O2,因此在灌漿時,可以產生二次較大的壓力・促使漿液進一步擴散,增加漿液的擴散范圍,但也要防止它在封閉環境下的負面作用。由于聚氨酯漿材在反應過程中產生交聯,因此具有較高的力學指標。

丙烯酸鹽反應機理是典型的自由基聚合反應,其聚合物是一種網狀結構的高分子凝膠體,由于其中含有大量的親水基團,能容納幾倍于自身體積的水,因此,其反應時間精確可控,但強度較低,因此只適用于防滲堵漏,不適用于補強加固。

環氧樹脂漿材的反應本質是胺類固化劑中的活潑氫對環氧基團的開環、交聯而成緊密聯結的三維網狀結構,因此環氧漿材強度高、耐久性好,總體性能最為優異。但環氧基團開環是逐步的,因此環氧漿材不適應于快速堵漏領域。


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