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土木工程材料

第二节 灌浆材料

灌浆材料是在压力作用下注入构筑物的缝隙孔洞之中,具有增加承载能力、防止渗漏以及提高结构的整体性能等效果的一种工程材料。

灌浆材料可分为固粒灌浆材料和化学灌浆材料两大类。按组成材料的化学成分可分为无机灌浆材料和有机灌浆材料。

灌浆材料应具有良好的可灌性、胶凝时间可调性、与被灌体有良好粘结性、良好的强度、抗渗性和耐久性 。

目前,常用的灌浆材料有:水泥、水玻璃、环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯跣胺等。

一、水泥灌浆材料

水泥灌浆材料的基本成分为各类硅酸盐水泥。它是目前使用最多的灌浆材料,具有胶结性能好,没有毒性,固结强度高,施工方便、成本低等优点,适宜于灌填宽度大于0.15mm缝隙或渗透系数大于1m/d的岩层,水泥灌浆材料主要用于岩石、基础或结构物的加固和防渗堵漏、后张法预应力混凝土的孔道灌浆以及制作压浆混凝土等。为了减低水泥浆体硬化时的收缩、增加粘结力和减少流失,可以在水泥浆中掺加砂子。为了提高浆液的稳定性和流动性,也可以加入粘土、粉煤灰、矿渣等混合材料。为了调节水泥灌浆材料的胶凝性能,还可以加入外加剂。

二、水玻璃灌浆材料

水玻璃是应用最早的化学灌浆材料,主要成分是硅酸钠和硅酸钾。用于灌浆的水玻璃模数为2.4~2.6为宜,水玻璃的浓度用波美度表示,以波美度为50~56较适宜。

水玻璃灌浆材料具有较强的粘结性。水玻璃灌浆材料在促凝剂的作用下,水玻璃水解生成硅酸,并聚合成具有体型结构的凝胶。

水玻璃灌浆材料的灌注方法有双液灌浆法和单液灌浆法。

水玻璃灌浆材料主要用于土质基础或结构的加固及防渗堵漏。

三、环氧树脂灌浆材料

环氧树脂灌浆材料是以环氧树脂为主体,加入一定比例的固化剂、促进剂、稀释剂、增韧剂等成分而组成的一种化学灌浆材料。

环氧树脂灌浆材料具有强度高、粘结力强、收缩小、化学稳定性好等优点,特别对要求强度高的重要结构裂缝的修复和漏水裂缝的处理效果很好。

四、甲基丙烯酸甲酯灌浆材料

甲基丙烯酸甲酯灌浆材料又称甲凝,是以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯为主要原料,加入过氧化苯甲酰、二甲基苯胺和对苯亚磺酸等组成的一种低粘度的灌浆材料,通过单体复合反应而凝结硬化。

甲基丙烯酸甲酯灌浆材料粘度比水低,渗透力强,扩散半径大,可灌入0.05~0.1mm的细微裂缝,聚合后强度和粘结力都很高,光稳定性和耐酸碱性均较好。

甲基丙烯酸甲酯灌浆材料宜于干燥情况下,而不宜于直接堵漏和十分潮湿情况下使用,可用于大坝油管、船坞和基础等混凝土的补强和堵漏。

五、丙烯酰胺灌浆材料

丙烯酰胺灌浆材料又称丙凝,是以丙烯酰胺为基料,并与交联剂、促进剂、引发剂等材料组成的化学灌浆材料。

丙烯酰胺灌浆材料粘度低,与水接近,可灌性极好。浆料的胶凝时间可以精确调节,胶凝前的粘度保持不变,有较好渗透性,扩散半径大,能渗透到水泥灌浆材料不能到达的缝隙。但丙烯酰胺灌浆材料的强度低,有一定毒性,在干燥条件下凝胶会产生不同程度的收缩而造成裂缝。

丙烯酰胺灌浆材料主要用于大坝、基础等混凝土的补强和防渗堵漏。

六、聚氨酯灌浆材料

聚氨酯灌浆材料又称氰凝,是由多异氰酸酯、含羟化合物、稀释剂、阻聚剂及促进剂等配制而成。

聚氨酯灌浆材料形成的聚合体抗渗性强,结石后强度高,胶凝工作时间可控,特别适合于地下工程的渗漏补强和混凝土工程结构补强。

 
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