㈠ 灌漿漿液材料
灌漿工程中所用的漿液是由主劑(原材料)、溶劑(水分或其分溶劑)及各種外加劑混合而成。通常所提的灌漿材料是指漿液中所用的主劑。外加劑可根據在漿液中所起的作用,分為固化劑、催化劑、速化劑、速凝劑、緩凝劑和懸浮劑等。
1.漿液材料分類
漿液材料分類的方法很多,如:
1)按漿液所處狀態,可分為真溶液、懸浮液和乳化液;
2)按工藝性質,可分為單漿液和雙漿液;
3)按主劑性質,可分為無機系和有機系等。
通常漿液材料可按以下進行分類:
基礎工程施工技術
(1)粒狀漿材
粒狀漿材是指由水泥、粘土、瀝青以及它們的混合物製成的漿液。通常絕大多數採用純水泥漿、水泥粘土漿和水泥砂漿,以上又稱為水泥基漿液。
水泥基漿液是以水泥漿為主的漿液,在地下無侵蝕性條件下,一般都採用普通硅酸鹽水泥。這種漿液是一種懸濁液,能形成強度較高的、滲透性較小的結石體。它取材容易,配方簡單,價格便宜,不污染環境,故成為國內外常用的漿液。但由於常用的水泥顆粒較粗,一般只能灌注直徑大於0.2mm的孔隙,而對土中孔隙較小者就不易灌進。國內所用漿液粒較粗,一般粗砂以下的顆粒就很難灌入。超細水泥是由極細的水泥顆粒組成的無機材料,和一般水泥漿相比,它有較好的滲透性能,能滲入細砂層(滲透系數為10-3~10-4cm/s)和岩石的細裂隙中。與一般化學漿材比,它具有較高的強度和較好的耐久性能。
水泥漿的水灰比,一般變化范圍為0.6~2.0,常用的水灰比是1∶1。為了調節水泥漿的性能,有時可加入速凝劑或緩凝劑等附加劑。常用速凝劑有水玻璃和氯化鈣,其用量約為水泥重量的1%~2%;常用的緩凝劑有木質磺酸鈣和酒石酸,其用量約為水泥重量的0.2%~0.5%。
常在水泥漿中摻入的各種附加劑,見表7-18。
(2)化學漿材
化學漿材的品種很多,包括環氧樹脂類、甲基丙烯酸酯類、聚氨酯類、丙烯醯胺等、木質素類和硅酸鹽類等。
硅酸鹽(水玻璃)仍然是當前主要的化學漿材,它占目前使用的化學漿材的90%以上。由於其無毒、價廉和可灌性好等優點,歐美國家根據技術經濟指標,依舊將硅酸鹽漿材列在其他所有化學漿材的首位。
表7-18 水泥漿的附加劑及摻量表
水玻璃[Na2O·n(Na2O·nSiO2)]在酸性固化劑作用下可產生凝膠。水玻璃類漿液有很多種,表7-19介紹的為幾種較有實用價值和性能較好的漿液。
表7-19 水玻璃類漿液組成、性能及主要用途
水玻璃水泥漿是由水玻璃溶液與水泥漿混合而成,它也是一種用途廣泛、使用效果良好的灌漿材料。所具有的特點為:①漿液的凝結時間可在幾秒鍾到幾十分鍾內准確地控制;②凝固後的結石率高;③結石的抗壓強度較高等。
各種漿液材料對地層的適應性,見表7-20。
表7-20 各種漿液材料適用范圍表
2.漿液材料選擇要求
1)漿液應是真溶液而不是懸濁液。漿液粘度低,流動性好,能進入細小裂隙。
2)漿液凝膠時間可以從幾秒至幾小時范圍內隨意調節,並能准確地控制,漿液一經發生凝膠就在瞬間完成。
3)漿液的穩定性好。在常溫常壓下,長期存放不改變性質,不發生任何化學反應。
4)漿液無毒無臭。對環境不污染,對人體無害,屬非易爆物品。
5)漿液應對注漿設備、管路、混凝土結構物、橡膠製品等無腐蝕性,並容易清洗。
6)漿液固化時無收縮現象,固化後與岩石、混凝土等有一這粘接性。
7)漿液結石體有一定抗壓和抗拉強度,不龜裂,抗滲性能和防沖刷性能好。
8)結石體耐老化性能好,能長期耐酸、鹼、鹽、生物細菌等腐蝕,且不受溫度和濕度的影響。
9)材料來源豐富,價格低廉。
10)漿液配製方便,操作容易。
現有灌漿材料不可能同時滿足上述要求,一種灌漿材料只能符合其中幾項要求。因此,在施工中要根據具體情況選用某一種較為合適的灌漿材料。