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防洪工程防滲加固灌漿新材料
發(fā)布時(shí)間:2014-08-09
大量病險(xiǎn)防洪工程的防滲加固,修建一批新的防洪工程,及研究開發(fā)高效快速的搶險(xiǎn)技術(shù),已成為我國(guó)防洪減災(zāi)工程綜合治理的當(dāng)務(wù)之急。研究開發(fā)成本更低,高效速凝防滲加固灌漿新材料,處理汛期出現(xiàn)的滲漏、開裂等重大險(xiǎn)情顯得十分重要。


  目前灌漿技術(shù)是比較成熟的技術(shù)。灌漿材料按其作用可分為防滲堵漏、兼補(bǔ)強(qiáng)材料兩種。現(xiàn)在使用最為普遍的是水泥基漿液。日本研制的超細(xì)水泥灌漿材料在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用。化學(xué)漿液的發(fā)展為解決特殊工程問題及高質(zhì)量工程提供有效手段。其中國(guó)外用的最廣泛的是硅酸鹽類漿材。水玻璃水泥漿混合的漿液也是用途廣泛、使用效果良好的灌漿材料。丙烯酰胺灌漿材料適用於永久性灌漿工程。聚氨酯類灌漿材料是防洪減災(zāi)處理重大險(xiǎn)情及快速搶險(xiǎn)的重要高性能材料。丙烯酸類灌漿材料可用于受振動(dòng)的建筑物(如地鐵)的防滲堵漏,及封堵大量涌水的材料。今后降低成本是防洪工程新材料開發(fā)有等突破的重要內(nèi)容。

  治理水患,防洪減災(zāi)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有舉足輕重的地位。大量病險(xiǎn)防洪工程的防滲加固,修建一批新的防洪工程,及研究開發(fā)高效快速的搶險(xiǎn)技術(shù),已成為我國(guó)防洪減災(zāi)工程綜合治理的當(dāng)務(wù)之急。使用高效速凝防滲加固搶險(xiǎn)新材料,無疑是防洪減災(zāi)工程取得決定性勝利的基礎(chǔ)。

  1.國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展及國(guó)內(nèi)需求:快速處理汛期出現(xiàn)的滲漏、開裂、流砂、管涌等重大險(xiǎn)情,要求灌漿材料應(yīng)當(dāng)凝固時(shí)間特別短,強(qiáng)度高,操作簡(jiǎn)單,成本低,動(dòng)水條件適應(yīng)性非常好。在已有的技術(shù)基礎(chǔ)上,采用材料新技術(shù),開發(fā)相適應(yīng)的新材料,或者對(duì)傳統(tǒng)材料改良,既是我們必須研究開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),也是防洪工程綜合治理的重要內(nèi)容。

  2.漿液材料選擇的基本要求:漿液材料應(yīng)粘度低,流動(dòng)性好,能進(jìn)入細(xì)小裂隙;漿液膠凝時(shí)間可在幾秒至幾小時(shí)范圍內(nèi)隨意調(diào)節(jié),并能準(zhǔn)確地控制,漿液一經(jīng)發(fā)生凝膠就在瞬間完成。其次,漿液固化時(shí)無收縮規(guī)象,粘接強(qiáng)度高;漿液結(jié)石體有一定抗壓和抗拉強(qiáng)度,不龜裂,抗?jié)B性能和防沖刷性能好;結(jié)石體能長(zhǎng)期耐酸、堿、鹽、生物細(xì)菌等腐蝕,耐老化性或耐久性優(yōu)良。再次,材料來源豐富、價(jià)格低廉,漿液配制方便,操作容易。

  3.漿液材料選擇的思路:針對(duì)不同的土質(zhì),需要選擇不同的灌漿材料。在裂隙巖層中灌漿一般采用純水泥漿,在水泥砂漿中摻入少量膨潤(rùn)土;在砂礫石層中或在溶洞中采用粘土水泥漿;在砂層中一般只采用化學(xué)漿液,在黃土中采用單液硅化法或堿液法。


  灌漿目的不同,亦有不同的灌漿選擇。如為提高地基強(qiáng)度和變形模量,一般可選用以水泥為基本材料的水泥漿、水泥砂漿和水泥水玻璃漿等,或采用高強(qiáng)度化學(xué)漿材,如環(huán)氧樹脂、聚氨酸以及以有機(jī)物為固化劑的硅酸鹽漿材等。防滲堵漏,可采用粘土水泥漿、粘士水玻璃漿、水泥粉煤灰混合物、丙凝以及無機(jī)試劑為固化劑的硅酸鹽漿液等。

  4.主要的漿液材料:依據(jù)灌漿材料作用可以分為防滲堵漏、兼補(bǔ)強(qiáng)材料兩種。

  4.1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制成的漿液。純水泥漿、水泥粘土漿和水泥砂漿使用最為普遍,以上又稱水泥基漿液。它取材容易、配方簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、不污染環(huán)境,故成為國(guó)內(nèi)外所常用的漿液。日本在80年代初首先研制出了超細(xì)水泥灌漿材料。研制的干磨超細(xì)水泥、濕磨超細(xì)水泥相繼在國(guó)內(nèi)外的工程中獲得廣泛應(yīng)用。

  4.2化學(xué)漿液:化學(xué)漿液的發(fā)展,為解決一些特殊工程問題及獲得較高的工程質(zhì)量,提供了更加有效的手段。在一些特別重要的工程中,其使用亦越來越廣泛。

  (1)硅酸鹽類:硅酸鹽仍然是當(dāng)前主要的化學(xué)漿材,它占目前使用的化學(xué)漿液的90%以上。但我國(guó)因水玻璃漿材尚未解決其耐久性,使用較少。

  水玻璃熔溶液與水泥漿混合成水玻璃水泥漿液,漿液的凝結(jié)時(shí)間可在幾秒鐘到幾十分鐘內(nèi)準(zhǔn)確地控制。凝固后的結(jié)石率高,結(jié)石的抗壓強(qiáng)度較高,它也是一種用途廣泛、使用效果良好的灌漿材料。

 。2)丙烯酰胺灌漿材料:丙烯酰胺凝膠體具有良好的抗?jié)B性,耐久性,適用于永久性灌漿工程,此外它具有高彈性,使用它能適應(yīng)很大的變形而不開裂。是一種應(yīng)用十分廣泛的防滲堵漏工程材料。丙稀酰胺常和水泥混合使用,它既能使?jié){液迅速膠凝,堵住涌水,又具有水泥漿的后期高強(qiáng)度。材料固水率高(90%),成本低,是重要的快速搶險(xiǎn)新材料。

 。3)聚氨酯類灌漿材料:又稱"氰凝"材料。它是以多異氰酸酯和多羥基化合物(聚酷、聚醚)反應(yīng)而生成的預(yù)聚體為主要成分,再加入其它助劑配制而成的。聚氨酯灌漿材料,可分為水溶性和非水溶性兩大類。非水溶性聚氨酯又可分為一步法和兩步法兩種。


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