詳細(xì)分析幾種灌漿堵漏材料的技術(shù)性能與特性
日期:2021-11-26 10:55:41 瀏覽:4 欄目:行業(yè)資訊
1 灌漿材料的種類及其特點(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、木質(zhì)素類灌漿材料、丙烯酰胺類灌漿材料、丙烯酸鹽類灌漿材料、聚氨酯類灌漿材料、環(huán)氧樹(shù)脂灌漿材料、甲基丙烯酸酯類灌漿材料、脲醛樹(shù)脂類、其它類化學(xué)灌漿材料。
1.1.1 水玻璃類灌漿材料
水玻璃(硅酸鈉)是化學(xué)灌漿中最早使用的一種材料,水玻璃類漿液是由水玻璃溶液和相應(yīng)的膠凝劑組成。其無(wú)機(jī)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(jī)膠凝劑有醋酸、酸性有機(jī)鹽、有機(jī)酸酯、醛類(乙二醛類)、聚乙烯醇等。二氧化碳亦可與水玻璃溶液在被灌體內(nèi)生成硅酸凝膠。
灌漿用水玻璃模數(shù)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(qiáng)度可達(dá)6MPa;
(3) 粘度從1.2~200×10-3Pa·s;
(4) 可灌性好,滲透系數(shù)可達(dá)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)素類漿液
木質(zhì)素類漿液由紙漿廢液、膠凝劑和促凝劑等組成。木質(zhì)素類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(guī)模使用。硫木素漿液是在鉻木素漿液的基礎(chǔ)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(shù)為10-3~10-4cm/s的基礎(chǔ),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(chǔ),其滲透系數(shù)可達(dá)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(diào)節(jié)。
?。?) 固沙體強(qiáng)度在0.4MPa以上。
?。?) 原料來(lái)源廣,價(jià)格低廉。
1.1.3 丙烯酰胺類漿液(丙凝漿液)
丙烯酰胺類漿液,國(guó)內(nèi)又稱丙凝漿液,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(biāo)準(zhǔn)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(shù)大于10-4cm/s的被灌體。
(3) 膠凝時(shí)間可準(zhǔn)確地控制在幾秒至數(shù)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(xì)微裂隙的防滲處理。
?。?) 凝膠體的滲透系數(shù)為10-9~10-10cm/s,固砂體的滲透系數(shù)可達(dá)10-8cm/s,可以認(rèn)為是不透水的。
?。?) 凝膠體的抗壓強(qiáng)度較低,約為0.2~0.8MPa,在較大裂隙內(nèi)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 丙烯酸鹽類漿液
丙烯酸鹽是由丙烯酸和金屬組成的有機(jī)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(yīng)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(yīng)開(kāi)始前,粘度基本保持不變。聚合反應(yīng)一旦開(kāi)始,粘度急劇變化,具有很快達(dá)到最終凝膠的性能。
?。?) 漿液可灌性好,丙烯酸鹽漿液更浸潤(rùn)土粒,對(duì)地基內(nèi)的微細(xì)孔隙有較好的可灌性。
?。?) 漿液膠凝時(shí)間可在數(shù)秒到數(shù)小時(shí)內(nèi)控制。
?。?) 凝膠體的滲透系數(shù)在10-7~10-10cm/s之間,固砂體的滲透系數(shù)在10-5~10-8cm/s之間。
?。?) 固砂體抗壓強(qiáng)度在0.3~1MPa之間。
1.1.5 聚氨酯類漿液
聚氨酯類漿液分非不溶性聚氨酯漿液(簡(jiǎn)稱PM)和水溶性聚氨酯類漿液(簡(jiǎn)稱SPM)。
(1) 非水溶性聚氨酯類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(jī)溶劑中。其漿液和凝膠體主要性能如下:
?、?漿液相對(duì)密度1.036~1.125,是非水溶性的,遇水開(kāi)始反應(yīng),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。
② 漿液遇水反應(yīng)時(shí),放出CO2氣體,使?jié){液產(chǎn)生膨脹,向四周滲透擴(kuò)散,直到反應(yīng)結(jié)束時(shí)止。由于膨脹而產(chǎn)生了二次擴(kuò)散現(xiàn)象,因而有較大的擴(kuò)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(jié)合;采用單液系統(tǒng)注漿,工藝設(shè)備簡(jiǎn)單。
④ 固砂體抗壓強(qiáng)度高,一般在0.6~1MPa,其凝膠體抗壓強(qiáng)度可達(dá)3MPa,有時(shí)可作為補(bǔ)強(qiáng)材料。
?、?抗?jié)B性能好,滲透系數(shù)可達(dá)10-6~10-8cm/s。
⑥ 漿液遇水開(kāi)始反應(yīng),所以受外部水或水蒸氣影響較大,在存放或施工時(shí)應(yīng)防止外部水進(jìn)入漿液中。
⑦ 不污染環(huán)境。
?、?注漿后,管道、設(shè)備需用丙酮、二甲苯等溶劑清洗。
(2) 水溶性聚氨酯類漿液水溶性聚氨酯漿液是由預(yù)聚體和其他外加劑所組成。其與PM的主要區(qū)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(duì)密度1.10,黏度0.1Pa·s左右。
?、?凝膠時(shí)間在數(shù)秒到數(shù)十分鐘內(nèi)可調(diào)。
?、?固砂體抗壓強(qiáng)度為0.1~5MPa,凝膠體強(qiáng)度可達(dá)2MPa。
⑤ 可用于水工建筑物及地下工程的防滲堵漏。
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