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      山東青島煙囪裂縫灌漿堵漏,詳細分析幾種灌漿堵漏材料的技術(shù)性能與特性
      發(fā)布者: 發(fā)布時(shí)間:2015/12/18 15:08:26

      注漿法出現于19世紀初,注漿工法在水利水電工程中多稱(chēng)灌漿法。采用灌漿技術(shù)以解決土建工程的有關(guān)技術(shù)難題,至今已有一個(gè)世紀的歷史。漿液注入到地層中去的方式是該工法的關(guān)鍵。隨著(zhù)注漿技術(shù)的廣泛應用,注漿材料得到了較大的發(fā)展。注漿材料從最早的石灰和黏土、水泥,發(fā)展到今天的水泥--水玻璃漿液、各種化學(xué)漿液。而注漿材料的開(kāi)發(fā)與應用,又反過(guò)來(lái)推動(dòng)了注漿工法在更廣泛的領(lǐng)域內的應用。通常說(shuō)的注漿材料是指漿液中的主劑。注漿材料必須是能固化的材料。習慣上把注漿原材料分為粒狀材料和化學(xué)材料兩個(gè)系統。而漿液是同主劑、固化劑,以及溶劑、助劑經(jīng)混合后所配成的液體,分為溶液型和懸濁液型兩大類(lèi)。

      1 灌漿材料的種類(lèi)及其特點(diǎn)

      1.1 溶液型漿材

        溶液型漿材又叫化學(xué)漿材,可分為水玻璃類(lèi)、木質(zhì)素類(lèi)灌漿材料、丙烯酰胺類(lèi)灌漿材料、丙烯酸鹽類(lèi)灌漿材料、聚氨酯類(lèi)灌漿材料、環(huán)氧樹(shù)脂灌漿材料、甲基丙烯酸酯類(lèi)灌漿材料、脲醛樹(shù)脂類(lèi)、其它類(lèi)化學(xué)灌漿材料。


      1.1.1 水玻璃類(lèi)灌漿材料

        水玻璃(硅酸鈉)是化學(xué)灌漿中最早使用的一種材料,水玻璃類(lèi)漿液是由水玻璃溶液和相應的膠凝劑組成。其無(wú)機膠凝劑有氯化鈣、鋁酸鈉、氟硅酸、磷酸、草酸、硫酸鋁、混合鈉劑等,有機膠凝劑有醋酸、酸性有機鹽、有機酸酯、醛類(lèi)(乙二醛類(lèi))、聚乙烯醇等。二氧化碳亦可與水玻璃溶液在被灌體內生成硅酸凝膠。

        灌漿用水玻璃模數在2.4~3.4之間為宜,水玻璃溶液的濃度在35~45°Be"為宜。

        水玻璃類(lèi)漿材主要特點(diǎn)及性能:

        (1) 膠凝時(shí)間從瞬間~24小時(shí)不等;

        (2) 固砂體強度可達6MPa;

        (3) 粘度從1.2~200×10-3Pa·s;

        (4) 可灌性好,滲透系數可達10-5~10-6cm/s,可灌入 0.1mm以上的土層。

        (5) 毒副作用小,造價(jià)低。


      1.1.2 木質(zhì)素類(lèi)漿液

        木質(zhì)素類(lèi)漿液由紙漿廢液、膠凝劑和促凝劑等組成。木質(zhì)素類(lèi)漿液包括鉻木素和硫木素漿液兩種。鉻木素漿液的固化劑是重鉻酸鈉。但重鉻酸鈉毒性大,難以大規模使用。硫木素漿液是在鉻木素漿液的基礎上發(fā)展起來(lái)的,是采用過(guò)硫酸銨完全代替重鉻酸鈉,使之成為低毒、無(wú)毒木質(zhì)素漿液,是一種很有發(fā)展前途的注漿材料。

        漿液及膠凝體主要性能特點(diǎn):

       ?。?) 漿液的粘度較?。?~5×10-3Pa·s),可灌性好,滲透系數為10-3~10-4cm/s的基礎,均可適用于灌注。

       ?。?) 防滲性能好,用鉻木質(zhì)素漿液處理后的基礎,其滲透系數可達10-7~10-8cm/s。

       ?。?) 漿液的膠凝時(shí)間可在幾十秒至幾十分鐘之間調節。

       ?。?) 固沙體強度在0.4MPa以上。

       ?。?) 原料來(lái)源廣,價(jià)格低廉。


      1.1.3 丙烯酰胺類(lèi)漿液(丙凝漿液)

        丙烯酰胺類(lèi)漿液,國內又稱(chēng)丙凝漿液,是以丙烯酰胺為主劑,和其他交聯(lián)劑,促凝劑和引發(fā)劑等材料所組成。常用的交聯(lián)劑為N-N"-亞甲基雙丙烯酰胺(簡(jiǎn)稱(chēng)M),引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨[(NH4)2S2O8],常用的促凝劑有β-二甲基丙腈[(CH3)2NCH2NCH2CN]和三乙醇胺[N(C2H4OH)3],緩凝劑一般用鐵氰化鉀(稱(chēng)簡(jiǎn)KF)。

        漿液及凝膠體的主要特點(diǎn):

       ?。?) 漿液粘度小。與水接近,常溫標準濃度下黏度為1.2×10-3Pa·s。

       ?。?) 可灌性良好,漿液能滲入粒徑小于0.01毫米的土層或滲透系數大于10-4cm/s的被灌體。

       ?。?) 膠凝時(shí)間可準確地控制在幾秒至數十分鐘之間。因此既可用于堵住大流量的集中涌水,也可用于細微裂隙的防滲處理。

       ?。?) 凝膠體的滲透系數為10-9~10-10cm/s,固砂體的滲透系數可達10-8cm/s,可以認為是不透水的。

       ?。?) 凝膠體的抗壓強度較低,約為0.2~0.8MPa,在較大裂隙內的凝膠體易被擠出,因此僅用于防滲注漿。

       ?。?) 漿液及凝膠體耐久性較差,且有一定毒性。

       ?。?) 丙烯酰胺漿液價(jià)格較貴,材料來(lái)源也較小。

       ?。?) 丙凝漿液與鐵質(zhì)易起化學(xué)作用,具有腐蝕性。


      1.1.4 丙烯酸鹽類(lèi)漿液

        丙烯酸鹽是由丙烯酸和金屬組成的有機電解質(zhì)。加入交聯(lián)劑后就生成不溶于水的聚合物。丙烯酸鹽漿液是由一定濃度的單體、交聯(lián)劑、引發(fā)劑、緩凝劑等組成的水溶液。常用的交聯(lián)劑多為N-N"-亞甲基雙丙烯酰胺和六氫-1,3,5三丙烯?;痪?,丙烯酸鹽常采用氧化還原引發(fā)體系,通過(guò)游離基聚合反應生成不溶于水的含水凝膠。

        漿液和凝膠體主要性能:

       ?。?) 聚合反應開(kāi)始前,粘度基本保持不變。聚合反應一旦開(kāi)始,粘度急劇變化,具有很快達到最終凝膠的性能。

       ?。?) 漿液可灌性好,丙烯酸鹽漿液更浸潤土粒,對地基內的微細孔隙有較好的可灌性。

       ?。?) 漿液膠凝時(shí)間可在數秒到數小時(shí)內控制。

       ?。?) 凝膠體的滲透系數在10-7~10-10cm/s之間,固砂體的滲透系數在10-5~10-8cm/s之間。

       ?。?) 固砂體抗壓強度在0.3~1MPa之間。


      1.1.5 聚氨酯類(lèi)漿液

        聚氨酯類(lèi)漿液分非不溶性聚氨酯漿液(簡(jiǎn)稱(chēng)PM)和水溶性聚氨酯類(lèi)漿液(簡(jiǎn)稱(chēng)SPM)。

        (1) 非水溶性聚氨酯類(lèi)漿液非水溶性聚氨酯是由多異氰酸酯和多羥基化合物聚合而成。不溶于水,只溶于有機溶劑中。其漿液和凝膠體主要性能如下:

       ?、?漿液相對密度1.036~1.125,是非水溶性的,遇水開(kāi)始反應,因此不易被地下水沖稀,可用于動(dòng)水條件下堵漏,封堵各種形式的地下、地面及管道漏水,止水效果好。

       ?、?漿液遇水反應時(shí),放出CO2氣體,使漿液產(chǎn)生膨脹,向四周滲透擴散,直到反應結束時(shí)止。由于膨脹而產(chǎn)生了二次擴散現象,因而有較大的擴散半徑和凝固體積比。

       ?、?漿液黏度低,可注性能好,可與水泥注漿相結合;采用單液系統注漿,工藝設備簡(jiǎn)單。

       ?、?固砂體抗壓強度高,一般在0.6~1MPa,其凝膠體抗壓強度可達3MPa,有時(shí)可作為補強材料。

       ?、?抗滲性能好,滲透系數可達10-6~10-8cm/s。

       ?、?漿液遇水開(kāi)始反應,所以受外部水或水蒸氣影響較大,在存放或施工時(shí)應防止外部水進(jìn)入漿液中。

       ?、?不污染環(huán)境。

       ?、?注漿后,管道、設備需用丙酮、二甲苯等溶劑清洗。

        (2) 水溶性聚氨酯類(lèi)漿液水溶性聚氨酯漿液是由預聚體和其他外加劑所組成。其與PM的主要區別在于SPM所用的聚醚是環(huán)氧乙烷聚合物,而PM所用的聚醚是環(huán)氧丙烷聚合物,前者具有親水性。

        漿液與凝膠體主要性能和特點(diǎn):

       ?、?漿液能均勻地分散或溶解在大量水中,凝膠后形成包有大量水的彈性體。

       ?、?漿液相對密度1.10,黏度0.1Pa·s左右。

       ?、?凝膠時(shí)間在數秒到數十分鐘內可調。

       ?、?固砂體抗壓強度為0.1~5MPa,凝膠體強度可達2MPa。

       ?、?可用于水工建筑物及地下工程的防滲堵漏。


       
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