土木工程灌浆料的制备与应用
摘 要: 近年来,土木工程灌浆材料得到了越来越广泛的应用,在许多大型工程中成为不可或缺的一种建筑材料。文章总结了灌浆材料的种类、性能、灌浆的方法和施工的技术要求等,分析其已有的技术特点,提出水泥基复合灌浆材料是今后灌浆材料发展的一个重要方向。
关键词: 灌浆材料; 水泥基; 化学浆材
灌浆施工是近几十年才发展起来的施工技术, 是通过预先在岩石、土壤或者建筑物中设置的钻孔或者是灌浆管,利用灌浆机将一定配比的浆液施加一定的压力灌进地基的裂缝孔隙或者建筑物自身的裂缝中,使其胶结成密实坚固而不透水的整体的工作。灌浆技术最早应用在修建水闸、船坞工程中,随后在修建矿井、隧洞和大坝等工程中逐渐得到推广, 灌浆材料也由最初使用的粘土发展到水泥、化学材料等。由于灌浆的效果较好,适用性较大,施工比较简单,具有良好的应用前景。灌浆材料作为保证灌浆技术达到预期目的的最重要因素,是降低工程造价、节约成本、确保工程质量的关键所在。因此,研制渗透性强、可灌性好、无污染、固结强度较高、凝胶时间易于控制、价格便宜和施工方便的灌浆材料是灌浆工程界的目标。
工程灌浆材料工程灌浆材料主要分为无机类和有机类2大类,无机类灌浆材料有单液水泥浆、水泥-水玻璃类、粘土类、水玻璃类、水泥粘土类等;有机类灌浆材料则分为丙烯酰胺类、木质素类、脲醛树脂类、聚氨酯类、环氧树脂类、糠醛树脂类、聚乙烯醇类等类别。在实际工程中应用较多的灌浆材料有以下3 类[1-3]: 1)粘土类浆材粘土类灌浆材料一般选用粘土或者亚粘土,应具有遇水崩解,吸水膨胀,有一定的稳定性,有一定的粘结力等特点。根据灌浆部位不同,灌浆使用的材料要求也不同。
纯粘土浆的配制很简单,只需将土料经过浸泡、搅拌、筛滤净化后拌和而成。但是,为了提高灌浆效果,很多灌浆都不用纯粘土浆,一般都掺加适当的水泥,这就要控制好水泥的用量。粘土类浆材由于其广泛的来源和低廉的成本, 得到了较多的`应用。在土工堤坝防渗注浆工程中, 豁土类浆材依靠应力条件下的脱水固结性能,可在充填注浆、劈裂注浆的过程中和后期的应力条件下, 形成固结防渗体。但在实际工程中,粘土类浆液保水性强,不易“脱水”,固结时间长甚至不固结,造成结石强度低等缺陷,从而严重影响灌浆质量。 2)水泥基浆材[4] 灌浆水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的二水石膏作主料,经磨细后,辅以性能调节剂(如膨胀剂、减水剂、促凝剂等)混合组成。灌浆水泥在细度上的最大特点是粒径均小于40μm,大大小于我国水工水泥灌浆施工技术规范的要求,这对灌注细裂隙和提高浆液的稳定性十分有利。水泥基灌浆材料的浆液稳定性好,流动性得以改善,而且硬化后的结石具有微膨胀性等优越性能,适用于地脚螺栓锚固、设备基础或钢结构柱脚底板的灌浆、混凝土结构加固改造及后张预应力混凝土结构孔道灌浆。水泥基浆材是目前注浆工程中应用最广泛的浆材,具有结石体强度高和抗渗性强的特点,既可用于防渗又可用来加固地基,而且原材料成本较低,无毒性和环境污染问题,因而被广泛采用。但水泥浆析水性大,稳定性差,注入能力有限,且凝胶时间长,在地下水流速较大的条件下,浆液易受冲刷和稀释,影响注入效果。
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