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土木工程灌漿料的制備與應用
摘 要: 近年來,土木工程灌漿材料得到了越來越廣泛的應用,在許多大型工程中成為不可或缺的一種建筑材料。文章總結了灌漿材料的種類、性能、灌漿的方法和施工的技術要求等,分析其已有的技術特點,提出水泥基復合灌漿材料是今后灌漿材料發展的一個重要方向。
關鍵詞: 灌漿材料; 水泥基; 化學漿材
灌漿施工是近幾十年才發展起來的施工技術, 是通過預先在巖石、土壤或者建筑物中設置的鉆孔或者是灌漿管,利用灌漿機將一定配比的漿液施加一定的壓力灌進地基的裂縫孔隙或者建筑物自身的裂縫中,使其膠結成密實堅固而不透水的整體的工作。灌漿技術最早應用在修建水閘、船塢工程中,隨后在修建礦井、隧洞和大壩等工程中逐漸得到推廣, 灌漿材料也由最初使用的粘土發展到水泥、化學材料等。由于灌漿的效果較好,適用性較大,施工比較簡單,具有良好的應用前景。灌漿材料作為保證灌漿技術達到預期目的的最重要因素,是降低工程造價、節約成本、確保工程質量的關鍵所在。因此,研制滲透性強、可灌性好、無污染、固結強度較高、凝膠時間易于控制、價格便宜和施工方便的灌漿材料是灌漿工程界的目標。
工程灌漿材料工程灌漿材料主要分為無機類和有機類2大類,無機類灌漿材料有單液水泥漿、水泥-水玻璃類、粘土類、水玻璃類、水泥粘土類等;有機類灌漿材料則分為丙烯酰胺類、木質素類、脲醛樹脂類、聚氨酯類、環氧樹脂類、糠醛樹脂類、聚乙烯醇類等類別。在實際工程中應用較多的灌漿材料有以下3 類[1-3]: 1)粘土類漿材粘土類灌漿材料一般選用粘土或者亞粘土,應具有遇水崩解,吸水膨脹,有一定的穩定性,有一定的粘結力等特點。根據灌漿部位不同,灌漿使用的材料要求也不同。
純粘土漿的配制很簡單,只需將土料經過浸泡、攪拌、篩濾凈化后拌和而成。但是,為了提高灌漿效果,很多灌漿都不用純粘土漿,一般都摻加適當的水泥,這就要控制好水泥的用量。粘土類漿材由于其廣泛的來源和低廉的成本, 得到了較多的應用。在土工堤壩防滲注漿工程中, 豁土類漿材依靠應力條件下的脫水固結性能,可在充填注漿、劈裂注漿的過程中和后期的應力條件下, 形成固結防滲體。但在實際工程中,粘土類漿液保水性強,不易“脫水”,固結時間長甚至不固結,造成結石強度低等缺陷,從而嚴重影響灌漿質量。 2)水泥基漿材[4] 灌漿水泥是以硅酸鹽水泥熟料和適量的二水石膏作主料,經磨細后,輔以性能調節劑(如膨脹劑、減水劑、促凝劑等)混合組成。灌漿水泥在細度上的最大特點是粒徑均小于40μm,大大小于我國水工水泥灌漿施工技術規范的要求,這對灌注細裂隙和提高漿液的穩定性十分有利。水泥基灌漿材料的漿液穩定性好,流動性得以改善,而且硬化后的結石具有微膨脹性等優越性能,適用于地腳螺栓錨固、設備基礎或鋼結構柱腳底板的灌漿、混凝土結構加固改造及后張預應力混凝土結構孔道灌漿。水泥基漿材是目前注漿工程中應用最廣泛的漿材,具有結石體強度高和抗滲性強的特點,既可用于防滲又可用來加固地基,而且原材料成本較低,無毒性和環境污染問題,因而被廣泛采用。但水泥漿析水性大,穩定性差,注入能力有限,且凝膠時間長,在地下水流速較大的條件下,漿液易受沖刷和稀釋,影響注入效果。
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