新型高分子注浆材料的实验研究

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高聚物注浆材料工程特性与应用研究

高聚物注浆材料工程特性与应用研究

高聚物注浆材料工程特性与应用研究摘要:高聚物注浆技术发明于1980年,是当前国际上受关注的非开挖维修技术,其主要是利用向公路结构体内注射高聚物材料,利用其固化后高黏结性、高弹性及膨胀性等特征来填充及加固结构空隙。

基于此,以下对高聚物注浆材料工程特性与应用进行了研究,以供参考。

关键词:高聚物注浆材料;工程特性;工程应用引言随着我国工程机械材料科学的不断发展,聚合物注浆技术所代表的沥青路面维修技术逐步应用于道路病害处理。

聚合物材料具有自身的特性,因此在灌浆完成后可以发泡膨胀固化,改善包装内部加固作用,还可以处理裂缝、清除和包装内部潜伏病,从而提高包装承载能力和包装寿命。

1高聚物注浆材料的结构特征1.1膨胀性可控高聚合物材料的膨胀比例可以在1-20倍之间调整,一方面填充脱色和裂缝,压迫周围介质,另一方面,防止过度膨胀比例导致道路隆起。

1.2抗老化性高聚物注浆材料为高分子材料,其抗老化性能直接表现在老化后强度保持率上。

文章利用湿热老化试验对高聚物注浆材料进行检验,以测试其耐老化性能。

结果显示,湿热老化龄期越长,高聚物注浆材料的拉伸强度、压缩强度保持率均不断下降,若老化周期为14d和56d时,其压缩强度保持率分别是93%和82%,拉伸强度保持率则分别是92%和83%;当高聚物注浆材料进行90d湿热老化后,其拉伸强度、压缩强度保持率均超过70%,说明高聚物注浆材料具有良好的抗老化性能。

1.3环保聚氨酯聚合物材料长期浸泡不会分解或腐烂。

另外,对聚合物的淬火检查结果与生活用水卫生标准进行比较分析,表明水质不能污染的聚合物物质对环境没有不利影响。

1.4高聚物注浆材料化学特性聚合物树脂材料不溶于大多数溶剂,但易溶于汽油等石油,化学性质以中性表示,在一般酸、碱、盐溶液中相对稳定,但当遇到强酸或强酸时,其性能会发生一定程度的变化,从而产生分解作用。

树脂性物质在空气和水的作用下不容易繁殖霉菌和霉菌,腐烂也不会发霉。

树脂在户外接受阳光照射时,紫外线会变黄,表面容易破碎,但树脂作为灌浆材料注入包装时,要避免紫外线的影响。

煤矿高分子材料用注浆装置技术要求研究与性能分析

煤矿高分子材料用注浆装置技术要求研究与性能分析

煤矿高分子材料用注浆装置技术要求研究与性能分析摘要:煤矿高分子材料用注浆装置采用压缩油液或压缩空气等为动力源,利用油缸或气缸输送高分子材料。

主要用于煤矿井下松软煤层及破碎岩石的加固、巷道裂隙出水堵水、喷涂堵漏和高冒区、上下隅角充填等,利用高分子材料具有浸润渗透性高、凝结速度快、固化时间短、持久性和防渗透能力强等优点,增加煤矿井下环境的安全性。

随着安标开始受理矿用反应型高分子材料,煤矿高分子材料用注浆装置随着高分子材料的广泛使用在煤矿井下即将得到日益广泛的应用。

关键词:煤矿;高分子材料1 煤矿高分子材料用注浆装置结构组成及分类煤矿高分子材料用注浆装置一般由注浆泵、气动三联件、高压软管、单向阀、混合装置、混合枪等部件组成。

该装置结构紧凑、体积小、移动方便,直接放在平整的地面上即可使用。

注浆装置与注浆泵在产品组成上相近,注浆装置是在注浆泵的基础上增加输送介质混合装置、单向阀、胶管以及混合枪等部件,其作为矿用反应型高分子材料的专用配套使用设备,不得私自更换。

根据动力源不同,煤矿高分子材料用注浆装置可以分为电动、液压、气动3种形式。

因为气动注浆装置小巧,移动方便等特点,所以气动注浆装置适用范围更广泛,其他类型注浆装置应用范围相对较小。

2 煤矿高分子材料用注浆装置技术要求目前煤矿高分子材料用注浆装置主要执行标准为GB/T 9234-2018《机动往复泵》、DZ/T 0090-2017《地质钻探往复式泥浆泵》、《煤矿安全规程》等。

(1)基本要求除满足GB/T 9234-2018《机动往复泵》、DZ/T0090-2017《地质钻探往复式泥浆泵》等标准要求外,还应满足:(1)注浆过程中,对于泄漏的浆液或安全阀开启排出的浆液,应配置回收装置(或回收桶);(2)外露部件不得使用轻金属材质。

(2)安全要求(1)装置组成必须完整,至少应包括动力装置(注浆泵)、混合装置、软管、喷浆管(喷涂用)、单向阀、安全阀、三通阀、压力显示装置等,其中纳入安标管理的产品应取得安全标志;(2)注浆装置配置的单向阀开启压力不得大于1 MPa,开启灵活可靠。

磷酸镁水泥基新型双液注浆材料试验研究

磷酸镁水泥基新型双液注浆材料试验研究

全国中文核心期刊中国科技核心期刊磷酸镁水泥基新型双液注浆材料试验研究厉见芬李书进',刘源涛2,盛炎民1(1.常州工学院土木建筑工程学院,江苏常州213032;.上海交通大学土木工程系,上海200240)摘要:研究了矿渣粉、磷酸盐掺量对磷酸镁水泥基双液注浆材料流动度、H值、凝结时间、结石率、抗压强度和耐水性能的影响。

结果表明:随着矿渣粉掺量增加,新拌浆液的pH值增大、结石率下降、凝结时间缩短、流动性与28d强度均先提高后降低,在20% 掺量时达到最大。

随着磷酸盐掺量减少,浆液的流动度降低、凝结时间缩短、H值升高、结石率下降、抗压强度先增加后降低,在15%时具有最大值。

制备的磷酸镁水泥基注浆材料具有凝结时间可调、可注性好、结石率高、生态环保、早期强度高、耐水性好等优异性能。

关键词:注浆材料;磷酸镁水泥;矿渣粉;磷酸盐中图分类号:TU57+8.1文献标识码:A文章编号:1001-702X(2021)03-0094-04Study on a novel two-component grouting material based on magnesium phosphate cementLI Jianfen',L I Shujin',LIU Yuantao2,SHENG Yanmin'('.School of Civil Engineering and Architecture,Changzhou Institute of Technology,Changzhou213032,China;2.Department of Civil Engineering,Shanghai Jiaotong University,Shanghai200240,China)Abstract:T he influences o f different ground granulated blast furnace slag(GGBS)and phosphate content on the fluidity,pH value,setting time,stone ratio,compressive strength and water resistance of a novel magnesium phosphate cement-based(MPC) grouting material were studied.The results showed that an increased amount of GGBS caused a higher pH value,a lower stone ratio,and a shorter setting time.The fluidity and the28d strength all increased first and then decreased,reaching the maximum at the content of20%GGBS.A decreased phosphate content led to a poorer fluidity,a shorter setting time,a higher pH value,and a lower stone ratio.The compressive strength first increased and then decreased,reaching the maximum value at15%addition.The prepared MPC grouting materials has excellent properties such as adjustable setting time,good injectability with high stone rate, ecological and environmental protection,higher early compressive strength,and excellent water resistance.Key words:grouting material,magnesium phosphate cement,ground granulated blast furnace slag,phosphate salt0引言在地铁、隧道等地下工程的施工过程中,为防止涌水突泥、地表沉降、结构偏移等风险,采用注浆加固是一种较为有效的措施冋。

新型高分子化学注浆材料在碱沟煤矿的应用

新型高分子化学注浆材料在碱沟煤矿的应用
材 料具有抗压强度高、抗拉强度大并具有一定 的延伸 率等特性 ,因而有效地增加巷道围岩的 自身强度 ,从 而提高其稳定性 ,减少巷道的变形 。 罗克休是一种 由两种成分组成 的注射产 品,用于 充 填空洞 ,密 闭空气和瓦斯 以及加固断裂程度高 的地 层。罗克休 以4 混合树脂和催化剂 ,发生快速 反应 比l
茬)。然后采用罗克休泡沫 将 冒项 空洞处充填 ,在浮
煤 上方 形成 一 个 3 左 右 厚 的 假 顶 , 再把 巷 道 轮 廓 线 以 m
第二循环 :施工注浆孔6 个,注罗克休2 5 t . 8 ,注 马丽散N . 8 ,支护巷道 16 ;该循环 由于上部空 0 5 t .m 问较火,煤体松散 ,所 以用料大、推进短; 第三循 环:施 工注浆孔6 ,注罗克休2 4 t 个 . 8 ,注
烧 氧 指 数 为 3 % 燃烧 等 级 为 高 难 燃 材 料 ,其 在 硬 化 6,
后每平方厘米 可 以承受2 5 . 公斤压 力。快速 、高膨胀
率、 良好的抗 压能力以及突 出的抗静 电性能是其最 大 特 点,适用于密 闭、中空填充和顶部支撑、在一定范 围 内构筑 防火墙 、在巷道或工作面终止岩石塌落 、快 速堵截等 。


概 述
碱沟煤矿+ 9 B + I作面进风巷于2 0 年1 月2 5 0 12 07 2 1
三 、新型高分 子化学 注浆材料
马丽散N 具有 高度粘 合力和很 好的机械性 能,可 与 地层 产生 高度粘 合 。注 射 入煤岩体 后 ,能够在 一 定 时 间 内保 持液体 状态 ,渗透 进细 小的裂 缝 ,使 松 散 破碎 的 围岩粘 结成一 体 。其 良好 的柔韧 性能承 受 随后的地层运动 , 高地层 支撑力和机械 阻力,单 向 提

鲁新矿井副井高分子材料注浆堵水技术研究

鲁新矿井副井高分子材料注浆堵水技术研究
c s浆液是指 以水泥和水玻璃为主剂 . 两者按一定 比例采用双液
液注浆 泵 , 该注浆泵 最大可提供 2 1 MP a 的注浆压力 。 注浆时调配好 的水泥浆和水玻璃 事先贮存在两个容 器内 ,
将注浆机两个 吸浆软管分别放置在装有水泥浆和水玻璃 的容器 内, 浆液在注浆泵 内混合并被压人注浆管 。 混合浆液在压力作用 下迅速进入 导管并通 过导 管上 预先 打的小孔充满 注浆孔 ,如图
2 0 1 4. N0 . 0 2
J o u r n a l o f H e n a n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
工 业 工程 与技 术
鲁新矿井副井高分子材料注浆堵水技术研究
方 献 辉 时 磊
( 河南工程咨询监理有 限公 司, 河南 摘
图 1 罐笼顸部作业平台

其 中第 四系表土层有 出水点两处 。 新 近系砂砾岩及砂岩 地
层有 出水点两处 。 白垩系煤系地层有出水点两处 . 火 山角砾岩及 火成岩地层有出水点一处 。主要 出水点均在标高+ 7 5 2 . 5 m上 。
注浆堵水主要作业流程为 : 井下施工人员乘罐笼 到注浆位
此次注浆 采用兴 城市注浆 泵厂生产 的 2 T G Z 一 6 0 / 2 1 0型双
理想 的注浆材料应满足 以下要求 : ( 1 ) 粘 度低 、 流动 性和可
注性 好 , 能进入 细小裂隙 ; ( 2 ) 浆 液凝 固时 间易调节 ; ( 3 ) 稳 定性 好, 在流动过程 中不 产生分层 、 离析现象 ; ( 4 ) 浆液 固化体无收缩 现象 , 结 实率高 , 结石 体抗 渗性好 ; ( 5 ) 固化体抗水侵蚀 能力强 ;

用于隧道渗漏水治理的高分子注浆材料新进展

用于隧道渗漏水治理的高分子注浆材料新进展

用于隧道渗漏水治理的高分子注浆材料新进展主要综述了高分子注浆材料的新进展,介绍了几类改性聚氨酯(PU)和环氧树脂注浆材料,包括复合水玻璃/PU注浆材料、纳米二氧化硅增强PU复合材料、PU/环氧树脂双组分注浆材料和环氧树脂/PU半互穿网络等。

对比了使用不同方法改性后高分子注浆材料的性能变化及其在隧道渗漏水治理中的应用。

标签:注浆材料;聚氨酯;环氧树脂;改性随着我国国民经济的飞速发展及“一带一路”战略的实施,国家对于交通基础设施建设的投入力度加大,建设工程规模日益扩大。

“十三五”期间,我国交通基础设施建设的发展仍保持较大增速,预计2020年全國公路总里程数将达到500万公里,其中隧道在公路中所占的比例剧增,其数量和里程数也急速增加[1]。

然而,由于隧道所处的地质和水文条件千差万别,导致公路隧道在施工和运营中面临前所未有的难度。

已建成的多数隧道中,都存在不同程度的渗漏水现象。

因此治理隧道渗漏水问题迫在眉睫,治理方法应当遵循“堵排结合与结构补强并举”的原则,以保证渗漏水的整治效果[2]。

注浆材料是指能够在一定的压力作用下,注入到岩石、地层或构筑物的缝隙和孔洞中,从而达到防渗止漏、提高构筑物整体性能的一类防水堵漏材料。

在隧道渗漏水治理中,一般应选择无毒无味、无污染、使用寿命较长和质量较高的材料。

传统的注浆材料中,水泥浆材由于浆液颗粒较大,很难灌入直径或宽度小于0.2 mm的孔隙中,使其适用范围受到很大限制。

由于基于高分子材料的化学注浆材料取得了重大进展,因此成为了应用最广泛的注浆材料[3]。

高分子注浆材料黏度较低,可注性较好,且能注入到细小的裂缝中,此举有利于实现更优的渗漏水治理效果。

近年来,为了克服高分子注浆材料毒性较高、价格较高和固结体强度较低等缺点,陆续有报道低毒或无毒、高效可靠、施工便捷以及质量可控的新型改性高分子注浆材料[4~6]。

本研究总结了近年来新涌现的几类高分子注浆材料,从材料类型、优势、施工工艺及使用效果等多方面介绍了在隧道渗漏水治理中的应用,在此基础上展望了用于隧道渗漏水治理的高分子注浆材料的发展方向。

新型高分子注浆材料的实施及设备的改造

新型高分子注浆材料的实施及设备的改造

注浆设备 , 有效地控 制破碎顶板 的抽 冒, 为架设永久支护提供安全 的作 业环境 , 实现 了施 工工艺简单和技 术经济效益
良好 的 目标 。
关 键 词 : 型 高 分子 聚 合 材 料 ; 前 加 固 ; 孔 器 ; 新 超 封 多功 能 注 浆 泵
中 图分 类 号 :D 6 . T 25 4
际情 况 反 复研 究 , 自制 了新 的浅 孔 封孔 器 , 次性 一
Байду номын сангаас
面底板层 回风道 , 因为此面顶板已回采 , 邻区西二区
l 五 分段 已全 部 回采 , 采 动影 响 , 施 工 中多 5层 受 在 次 出现抽 冒顶 (~ 迎 头滞 后 多处 出现 C 45 m) O点 , 掘 进 十分 困难 , 作业 人员安 全受 到严重 危胁 , 直接 影 响 正 常进 尺和安 全 。 针对 这一情 况 , 出了注高分 子聚 提 合物瑞 米加 固 I , 号 但受 井下 制 约 , 其设 备 不能 正常
文 献标 识 码 : A
1 概 述
南 山矿是 生产 能力 3 0万 f 0 / a的矿井 , 用立井 采 集 中石 门 、 区石 门 、 分 上下 山开 拓方式 , 主采 1 8层和 l 层 煤 ,煤层 赋存稳 定 ,8层平 均煤 厚 1 1 5 1 5 m,5层 煤 厚 1 1, 层 节 理裂 隙发 育 , 21煤 3 工作 面 回采 使 用 综 合 机械化 工艺 ,采准巷 道 ,掘进采 用机 掘或 炮掘 方 式 ,支护形 式为 大断 面锚 网支护或 顶板破 碎 时架棚
使用 ; 为此 , 结合井下实际情况对封孔器 、 多功能注
浆 泵进行 改造 , 取得 了显著 的效果 。
II 在铁 管 尾端 加一 能 调节 的顶 丝 , 过顶 丝 的调 TI I) I 通

高聚化合物注浆技术报告范文

高聚化合物注浆技术报告范文

高聚化合物注浆技术报告范文篇一:高聚化合物注浆技术是一种用于修复和加固结构物的新材料技术。

在这种技术中,高聚物液体材料通过压力注入到结构物破损部位,然后迅速化学反应膨胀,形成具有高强度的泡沫固体。

本文将介绍高聚化合物注浆技术的基本原理、应用现状和发展趋势。

一、基本原理高聚化合物注浆材料是由专用石油树脂和固化剂组成的双组份液体材料。

在注入结构物破损部位后,两种材料发生化学反应,体积迅速膨胀,形成具有一定强度的泡沫固体。

这种泡沫固体具有高密度、早强、高强、安全环保等特点。

二、应用现状高聚化合物注浆技术已经广泛应用于道路、桥梁、隧道、机场、港口等工程中,特别是针对道路路基及深层结构破损、脱空等病害的修复。

该技术具有施工便捷、冷态施工、无毒无味、高聚物材料可调黑色 (灰色) 等特点。

三、发展趋势随着基础设施建设的不断推进,高聚化合物注浆技术的应用前景十分广阔。

未来,高聚化合物注浆技术将朝着更加高效、环保、安全的方向发展。

一方面,技术将更加智能化、自动化,施工效率将得到大幅提高;另一方面,高聚物材料将更加注重环保和可持续性,减少对环境的污染。

高聚化合物注浆技术是一种具有广泛应用前景的新型材料技术。

未来,它将在基础设施建设中发挥越来越重要的作用。

篇二:正文:高聚化合物注浆技术是一种新型的建筑工程技术,主要用于解决建筑物结构病害问题。

该技术采用双组份液体材料,由专用石油树脂和固化剂组成,通过冲击混合,两种材料发生化学反应体积迅速膨胀,形成具有一定强度的泡沫固体,从而起到胶结、填充和加固破损结构物的作用。

在应用高聚化合物注浆技术时,需要针对不同的病害情况选择不同的配方和施工方案。

一般来说,该技术适用于道路路基及深层结构破损、脱空等病害。

通过注入高聚物注浆材料,可以有效解决结构病害问题,提高结构物的承载能力和稳定性。

高聚化合物注浆技术的优点是安全环保、早强高强、发泡倍数合理、材料力学性能能够满足路面要求承载力、施工便捷等。

新型高分子注浆材料马丽散在望峰岗一副井堵水及加固井壁中的应用

新型高分子注浆材料马丽散在望峰岗一副井堵水及加固井壁中的应用

封闭。 它具有极好的粘合力, 能与地层产生高度粘合, 有良好的
柔韧性 , 承受随 后的地 层运动 , 能 可保 持与地 层 同样 的寿 命 。 注 入岩 层后 , 度混 合物液体 状态 保持几 十秒 或几分 钟到十 几分 其粘 望峰岗一副井在地面注浆结束后发现对井壁破坏严重, 后进 行 二 次 套 壁 。 套 壁结 束后 经测 定 ,井 筒 涌水 量 仍 较 大 ,达 到 钟 , 透到 细小 的缝 隙并 膨胀胶 结 , 渗 从而有效 的加 固和密封 处理 9 / ,且 从前 期井 筒施工 揭露 的地 质资料 看 ,井筒 一5 0 一 m3h 4 ~ 区域 。它在加 入一定 量的加 速剂பைடு நூலகம் , 可提 高反 应速度 。 水 产生 遇 60 2 m段 围岩破 碎 严重 , 含水 量较 大 , 该段 含水 层主要 为砂岩 。 加 关联 反应 , 进一步膨 胀发 泡生成 多元 网状封 闭弹性 体 , 产生 二次 之地 面注浆 时对 该段 井壁 围岩破坏 严 重 , 多处井 壁炸裂 , , 渗压 ( 胀倍数 2 ~2 倍 ) 更好 的封 闭缝隙 , 有 脱落 膨 0 5 , 达到止 漏 目的 。 通过 以上材料 的 比较论证 , 马丽 散注浆材 料具有 相当 的技术 井筒内围岩发生片帮, 片帮最深处达12 由于井筒的淋水严重 .m。 影响 井筒的 质量 及安全 , 及后期排 水 费用 的大量 增加 , 方要 优 势 ,其 本 身粘 度低 ,流 动性 好 ,可 注性 强 ,具 有 下列优 点 : 以 矿 求- e井 涌水量 必须 控制 在 6 / - l i m,h以下 ,有鉴于 该 段井 筒淋水 与 围岩 破坏情 况 , 需采 取有效 措施对 该 段进行堵 水 、 固处理 。 加 ①浆 液 粘 度 低 ,流 动 性 好 ,能够 进入 细 小 缝 隙 ; ②浆 液凝 固时 间在 几十秒 到十几分 钟时 间内任意调 节 , 并能 人 为 地加 以 准 确控 制 ; ③浆 液对 注浆 设备 ,管路 、混 凝 土建筑 物及 橡胶 制品 无腐

高聚物注浆材料工程特性与应用探究

高聚物注浆材料工程特性与应用探究

高聚物注浆材料工程特性与应用探究发布时间:2021-06-23T14:23:02.143Z 来源:《建筑科技信息》2020年11期作者:蒿宪德[导读] 高聚物注浆材料作为公路工程建设中常用材料,高聚物注浆材料本身具备诸多优良性能。

为避免高聚物注浆材料在工程项目实际应用过程中出现问题,必须结合高聚物注浆材料特性和其他因素规划工程应用模式,以此保证高聚物注浆材料在公路工程建设中发挥自身最大作用。

摘要:针对高聚物注浆材料工程应用展开研究,明确该项材料工程应用主要表现公路工程上。

这就应保证工程施工人员对高聚物注浆材料特性和具体施工要求有所了解,避免公路工程建设和高聚物注浆材料具体应用出现问题,使得高聚物注浆材料在公路工程中应用价值得以彰显。

在高聚物注浆材料工程应用时,必须要求有关部门按照标准流程开展工程施工。

在保留高聚物注浆材料固有性能条件下,提高公路工程建设质量和整体安全性关键词:高聚物;注浆材料;工程引言高聚物注浆材料作为公路工程建设中常用材料,高聚物注浆材料本身具备诸多优良性能。

为避免高聚物注浆材料在工程项目实际应用过程中出现问题,必须结合高聚物注浆材料特性和其他因素规划工程应用模式,以此保证高聚物注浆材料在公路工程建设中发挥自身最大作用。

1高聚物注浆材料的结构特征1.1高聚物注浆材料的膨胀性高聚物注浆具有非开挖、微创、无损、快速、高效等突出优点,是处治路面内部病害的好方法。

高聚物注浆材料是两种预聚体液体,将这两种液体混合在一起便立刻发生聚合反应,膨胀后形成泡沫状固体。

正是这种混合高聚物树脂的膨胀,能够有效稳定土基、抬升路面或建筑物且可提升地基承载力。

具有热固性及低密度的高聚物树脂能够聚合出不溶于水、有弹性且强度高的聚合材料,这种液态树脂相混合后快速发生反应,释放出可控的膨胀力,此膨胀力能够抬升路面。

当然,这需要专门的技术、设备将其注入到混凝土板下,发生膨胀反应后能稳定的抬升混凝土。

维修道路时,则需要将材料注入几个不同深度或特定深度的路面结构中,注射压力较小且可保液态树脂在发生膨胀前流向路面下松散、脱空的各个部位[2]。

注浆试验总结报告范文(3篇)

注浆试验总结报告范文(3篇)

第1篇一、试验背景随着我国基础设施建设规模的不断扩大,地下工程、隧道工程、边坡加固等领域的施工技术要求越来越高。

注浆技术作为一种重要的工程加固手段,在保证工程安全、提高工程质量、延长工程使用寿命等方面发挥着至关重要的作用。

为了验证注浆技术的有效性,确保施工质量,本报告对某工程注浆试验进行了总结。

二、试验目的1. 验证注浆材料及工艺的适用性;2. 掌握注浆参数对加固效果的影响;3. 为后续工程提供技术支持。

三、试验方法1. 试验材料:水泥、水玻璃、骨料等。

2. 试验设备:注浆泵、搅拌机、试验仪器等。

3. 试验方案:1. 注浆材料配比:根据工程要求,对不同配比的水泥-水玻璃浆液进行试验,确定最佳配比;2. 注浆工艺:采用分段注浆、压力注浆等方法,对不同地质条件下的注浆效果进行试验;3. 注浆参数:通过调整注浆压力、注浆速度、注浆时间等参数,研究其对加固效果的影响。

四、试验结果与分析1. 注浆材料配比:经过试验,确定水泥-水玻璃浆液的最佳配比为水泥:水玻璃=1:1.5,该配比下的浆液具有良好的流动性和稳定性。

2. 注浆工艺:1. 分段注浆:将整个注浆区域划分为若干个段,分段进行注浆,有利于提高注浆效果;2. 压力注浆:在注浆过程中,保持一定的注浆压力,有利于浆液渗透到岩石裂缝中,提高加固效果。

3. 注浆参数:1. 注浆压力:试验结果表明,注浆压力在0.5~1.0MPa范围内,加固效果较好;2. 注浆速度:试验结果表明,注浆速度在0.5~1.0m/min范围内,加固效果较好;3. 注浆时间:试验结果表明,注浆时间在30~60min范围内,加固效果较好。

五、结论1. 本工程注浆试验结果表明,水泥-水玻璃浆液具有良好的流动性和稳定性,适用于该工程;2. 分段注浆、压力注浆等工艺对提高注浆效果具有重要意义;3. 注浆参数对加固效果有显著影响,应合理调整注浆压力、注浆速度、注浆时间等参数。

六、建议1. 在后续工程中,应根据实际情况选择合适的注浆材料及工艺;2. 加强对注浆参数的监控,确保注浆效果;3. 加强对注浆施工过程的质量控制,确保工程质量。

高分子化学灌浆材料及其在工程建设中的应用

高分子化学灌浆材料及其在工程建设中的应用

高分子化学灌浆材料及其在工程建设中的应用摘要:灌浆料作为近年来在建筑市场悄然兴起的一种新型填充材料,以其速干、早强、高强、微膨胀、易操作等施工特点弥补了建筑施工工艺的不足,为建筑施工新工艺的持续、稳步推进奠定了一定的基础。

灌浆料的可灌注、流动性、微膨胀、较高的早期和后期强度、不泌水、不离析等性能,形成一套由内向外水平缓慢散热,由下向上垂直缓慢散热,湿度立体不变的环热蓄温的保温、养护体系,其推广应用为以后的建筑节能、环保、低碳领域的不断发展和创新将发挥更大的社会效益和价值。

关键词:立体环绕;旋转灌注;环热蓄温前言灌浆料是以高强度材料作为集料,以水泥作为结合剂,辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成。

作为加固材料与高强填充材料的一种,因其具有较好的流动性、自密实性、早期强度、微膨胀性、不泌水等特点受到广泛的关注和青睐。

对于应用于底座灌浆,它可以从根本上改变设备底座受力情况,使之均匀地承受设备的全部荷载,从而满足各种机械,电器设备(重型设备、高精度磨床)的安装要求,是无垫安装时代的理想灌浆材料;对于套筒填充,它可以通过自密实及良好的流动度与钢筋充分接触,产生的微膨胀使得灌浆套筒接头具有高的强度,不泌水性和氯离子含量避免了对金属材料的锈蚀,从而实现了好的耐久性,使建筑具有长久可靠的质量。

1 灌浆技术灌浆就是采用特定的压送设备,将特定材料配制成的浆液灌入地层或缝隙中,并使浆液扩散、胶凝或固化,进行地层堵水或加固等的施工技术,灌浆技术有3种。

(1)渗透灌浆:在不破坏地层颗粒结构的情况下,以渗透的方式使浆液渗入孔隙中,填充颗粒间隙并胶结成整体的灌浆方式。

(2)压密灌浆:是采用特制的高压泵将粘度高、流动性低的浆液灌入地层,并在灌浆处形成浆泡压缩周围土体,使土体产生塑性变形,取代灌浆范围内的土体。

(3)劈裂灌浆:劈裂灌浆需要采用一定的措施,挤密土体,当压力达到或超过一定的限度时,浆液会对土体产生劈裂作用,在灌浆孔周围形成条带状或网状胶结体,并通过胶结体的骨架作用加固土体。

探究高聚物注浆材料工程特性与应用

探究高聚物注浆材料工程特性与应用

探究高聚物注浆材料工程特性与应用发布时间:2022-09-04T09:03:41.103Z 来源:《中国建设信息化》2022年第9期第5月作者:刘迪文[导读] 在公路工程建设施工过程中,一般需要严格遵循现代化建筑施工标准对高聚物注浆材料进行强化刘迪文湖南博云新材料股份有限公司摘要:在公路工程建设施工过程中,一般需要严格遵循现代化建筑施工标准对高聚物注浆材料进行强化,不断加大应用力度,在此基础上全面提升工程建设效率与质量,确保足够的使用寿命。

本文研究对象选择高聚物注浆材料工程,首先对高聚物注浆材料的特性进行分析,然后重点探究高聚物注浆材料工程的应用情况,希望为高聚物注浆材料工程的发展与应用提供参考借鉴。

关键词:高聚物注浆材料;工程特性;建设效率;现代化施工标准公路工程施工过程中高聚物注浆材料属于比较常用的一种,因此施工人员需要对这种材料的特性以及施工标准与规范进行详细了解,防止在具体应用和操作过程中出现任何问题,在此基础上全面彰显高聚物注浆材料的价值。

当然在应用高聚物注浆材料的时候,一定要严格遵循国家有关部门标准与规定,确保施工安全,同时在保证高聚物注浆材料自身性能不受影响的前提下,全面提升公路工程建设的安全性与施工质量。

1高聚物注浆材料特性1.1膨胀性高聚物注浆材料一般指的是两种预聚体液体,在特定的条件下两种液体之间将发生聚合反应,然后生成一定数量的泡沫状固体。

因此在公路工程施工建设过程中应用高聚物注浆材料,有助于抬升路面,确保路基足够稳定,同时也可以保证公路整体的稳定性。

在两种液体发生反应的时候,同时也会产生一定的膨胀力,因此高聚物注浆材料的主要特性就是具备膨胀剂,在公路工程建设施工过程中可以充分应用该特性,全面提升公路自身的稳定性与安全性,推动现代化交通运输的长期可持续发展[1]。

1.2耐久性高聚物注浆材料还有一个典型特征,就是具备很强的耐久性,具体来说,除拥有抗老化性以及抗腐蚀性之外,还有很强的抗疲劳性。

探究高聚物注浆材料工程特性与应用

探究高聚物注浆材料工程特性与应用

探究高聚物注浆材料工程特性与应用发布时间:2022-10-27T09:17:04.250Z 来源:《科学与技术》2022年第12期6月作者:黄志兵,赖泓州[导读] 高聚物注浆材料作为公路建设中的重要组成部分黄志兵,赖泓州江西冶金职业技术学院,江西新余,338000摘要:高聚物注浆材料作为公路建设中的重要组成部分,它所起到的作用是不可替代的,其材料本身也具备诸多优良性质,比如良好的力学性能、抗渗性、耐水性、耐久性以及高流动性等等。

必须保证注浆施工的连贯性,否则就很容易产生裂缝。

同时还应该做到合理利用灌浆料,尽量选择适合于自身特点的胶凝材料。

在进行公路工程建设时,要充分考虑到施工条件和环境等因素,做好工程的各项准备工作,只有这样才能够确保工程质量,从而为我国社会主义现代化建设做出应有贡献。

本文就高聚物注浆工程建设应用为例,发挥高聚物注浆材料特点,结合工程实际情况,对其施工工艺要点进行分析与探讨,为我国公路建设发展做出贡献。

关键词:高聚物注浆材料;特性;公路运用对高聚物注浆材料工程展开研究,明确该材料工程运用主要表现在公路工程上,是一种新型建筑材料。

它具有强度高、抗渗性好、耐久性好等优点,同时还能起到防水防潮效果,适用于各种地质及土质地区。

目前,国内很多高速公路都使用了这种新型建材,如京沪高速公路、宁杭高速、杭长铁路等。

由于它造价低廉、安装方便以及良好的使用性能,已被广泛应用在道路工程施工中。

1.高聚物注浆材料特性1.1膨胀性通过多方面研究,了解到高聚物注浆材料通常表现为两种特性,即膨胀性能和收缩性能。

对于膨胀性能而言,其包括温度系数、弹性模量、压缩比等参数;而对于收缩性能来说,又可分为孔隙水压力变化量、收缩率变化量和渗透速率变化量三种基本。

需要将高聚物注浆材料运用到公路建设中,不仅可以提高工程造价,而且也可以保证路基质量,降低养护成本,使之成为高质量路面结构体系的重要组成部分。

需要保障高聚物注浆材料应用力度,提高其安全度和稳定度。

一种高分子材料的室内注胶试验研究

一种高分子材料的室内注胶试验研究

一种高分子材料的室内注胶试验研究引言高分子材料一直是建筑、汽车等行业中必不可少的材料之一。

注胶是高分子材料的一种应用,能够有效提高材料的紧密度和耐水性。

本篇文档将介绍一种高分子材料的室内注胶试验研究。

材料试验所用的高分子材料为环氧树脂,固化剂为四氢吡啶,以及注胶剂(硅酮密封胶)。

所选高分子材料的原因是经济实惠,而且成分稳定,固化剂容易混合,且硅酮密封胶具有良好的粘附性能。

方法1.准备工作:将环氧树脂和固化剂按2:1的比例混合,再加入50g的硅酮密封胶,并将其搅拌均匀。

2.注胶:将7ml的混合物放置在注胶枪中,然后在需要注胶的地方进行注胶。

3.固化:让注胶固化24小时。

结果试验结果表明,所选的高分子材料注胶后的紧密度较好,耐水性能良好,使用寿命长。

同时,注胶应用只需要简单的操作过程。

分析1.环氧树脂:高分子材料中较为常用的环氧树脂,具有较高的化学性质,是一种聚合物材料。

环氧树脂的化学反应可以增强其黏附性能和强度。

2.注胶剂:硅酮密封胶是一种高分子材料,与许多材料具有良好的耐化学性、耐热性和耐紫外线性能。

可以使用注胶枪,将注胶剂简单地注入所需区域。

3.操作:注胶操作相对简单,不需要专业的技能,只需要准备好所需材料和工具即可。

结论注胶技术已经被广泛用于建筑和电气维修行业。

所选高分子材料加上硅酮密封胶的注胶技术,可以使紧密度和耐水性能得到明显提高。

此外,操作也较为简单。

这项技术应用前景广阔,值得深入研究。

参考文献无。

高聚物注浆材料动力特性试验研究

高聚物注浆材料动力特性试验研究

高聚物注浆材料动力特性试验研究李嘉;王博;张景伟;胡会明【摘要】首次将压电陶瓷弯曲元测试技术引入到高聚物注浆材料小应变动剪切模量测试中,制定了高聚物注浆材料弯曲元动剪切模量Gmax的试验方案并制作了试验模具,确定了弯曲元设备对高聚物注浆材料的激发脉冲频率;探讨了高聚物注浆材料密度和弯曲元激发脉冲频率对Gmax的影响,对比分析了高聚物注浆材料的动、静弹性模量,并讨论了高聚物注浆材料动剪切模量与土石料动剪切模量的相关性.试验得出的高聚物注浆材料动力学特性可为其动力反应分析和工程应用提供理论依据与参考.%Piezoceramic bender elements technology was firstly used to test the dynamic shear modulus of polymer grouting materials.The test project and related moulds were made for it.The impulse frequency of piezoceramic bender elements was determined for testing polymer grouting materials.Based on it,the influence on polymer dynamic shear modulus of its density and impulse frequency was analyzed,the dynamic shear modulus and static elastic modulus were contrasted and the relation of polymer grouting materials and the materials of earth dam was studied.The experimental research provided theoretical basis and reference for its dynamic response analysis and engineering application of polymer grouting materials.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2017(020)002【总页数】6页(P198-203)【关键词】高聚物注浆材料;动力特性;压电陶瓷弯曲元;动剪切模量【作者】李嘉;王博;张景伟;胡会明【作者单位】郑州大学水利与环境学院,河南郑州450002;郑州大学水利与环境学院,河南郑州450002;郑州大学水利与环境学院,河南郑州450002;郑州大学水利与环境学院,河南郑州450002【正文语种】中文【中图分类】TU411中国是世界上水库最多的国家,截至2015年底,已建成各类水库9.8万多座.这些水库多数处于地震区,而土石坝的防渗系统通常是其最薄弱的部分之一[1].高聚物防渗墙技术[2]是针对堤坝除险加固需要所研发的“非水反应高聚物注浆防渗加固成套技术及装备”中的核心技术,由异氰酸酯和多元醇为基料反应生成的双组分发泡聚氨酯高聚物注浆材料(简称为高聚物注浆材料)通过压孔、套孔、封孔及提升注浆所形成的新型防渗加固技术.与其他现行防渗加固手段相比,该技术具有快捷、超薄、微创、轻质、高韧、经济、耐久、环保等优点,目前正逐步成为中小型水库及堤坝防渗加固的主要措施.然而,对于高聚物注浆材料的动力特性在国内外尚未开展相应的研究,这在一定程度上阻碍了高聚物防渗墙技术在震区的进一步推广应用.材料的动剪切模量是岩土工程动力分析的重要参数.自Shirley等[3]首次将压电陶瓷弯曲元测试技术引入到岩土工程材料的剪切波速测试以来,由于其原理明了、操作简单且兼具无损检测而被广泛应用于土样的小应变剪切模量测试中.姬美秀[4]研究了准确测试不同种类和刚度土样剪切波速的方法以及剪切波速弥散性问题;吴宏伟等[5]利用装有霍尔局部应变传感器与弯曲元测试系统的三轴仪,对上海软黏土剪切刚度的固有各向异性进行了研究;周燕国[6]利用弯曲元试验揭示了砂土的结构性对其抗液化强度、黏土动变形和强度的影响规律;顾晓强等[7]利用弯曲元、共振柱和循环扭剪对砂土剪切模量进行了对比分析;柏立懂等[8]开展了干砂最大剪切模量的共振柱与弯曲元对比试验研究.从上述文献可知,国内外岩土工程领域应用弯曲元的研究成果多集中于软黏土和砂土,而在双组分发泡聚氨酯高聚物注浆材料上的应用研究还鲜有报道.鉴于高聚物注浆材料的动力学试验无现行规范可依,国内外又没有关于其动剪切模量的试验研究资料,同时考虑到高聚物注浆材料具有明显的弹性体特征,而弯曲元测试系统又以弹性理论为依据,所以本文将压电陶瓷弯曲元测试技术引入到高聚物注浆材料动剪切模量Gmax的测试中,制定了Gmax的试验方案并制作了试验模具;探讨了高聚物注浆材料密度和弯曲元激发脉冲频率对Gmax的影响,对比分析了高聚物注浆材料的动、静弹性模量,并讨论了高聚物注浆材料动剪切模量与土石坝用土石料动剪切模量的相关性.压电陶瓷弯曲元由2片或多片压电陶瓷构成,分发射器和接收器2种.测试时将发射器和接收器一同放置于材料内,由函数发生器激发剪切波,受激发波电极作用的发射器由此产生横向振动,并使得测试材料被迫产生横向振动,该振动经接收器接收后重新转为电信号;发射信号和接收信号经信号放大器同时显示在示波器上,通过读取信号波传播的时间tS求得剪切波速vS,公式如下[9]:式中:h为放置发射器和接收器端口间的距离.在弯曲元测试中,由于材料的变形在小变形范围内(应变γ<10-6),属于理想的弹性变形,根据弹性理论,在已知材料密度ρ的情况下,可求得其动剪切模量Gmax:受到材料阻尼的影响,剪切波在材料里的传播速度并不是常数,但在弯曲元附近为最大值,所以弯曲元试验测得的是小应变下的最大动剪切模量,即Gmax.2.1 高聚物注浆材料弯曲元试验模具高聚物注浆材料是双组分发泡体,没有固化前具有流动性和膨胀性,需设计专门的模具以成型高聚物弯曲元试件.弯曲元试件是φ50×150mm的圆柱体,经反复论证和试验,设计了如图1所示的模具.模具主要结构是上下钢托板和中心圆柱体,上下钢托板中心分别安装宽10mm,厚2mm的钢片以形成槽孔来放置发射器和接收器.上钢托板预留注浆孔,上下托板靠长螺栓连接并固定,中心圆柱体设计为对开式结构以便脱模.2.2 高聚物注浆材料弯曲元试件在工程中,高聚物防渗墙的常用密度为0.1~0.3g/cm3,本试验设计密度为0.1~0.6g/cm3,每变化0.1g/cm3为1个密度区间,共6个密度区间,每个密度区间制作3~5个试件.注浆前,在模具内壁涂抹润滑脂,注浆后静置2 h后脱模、称重.2.3 弯曲元系统激发频率选取正弦波相较于方波,能较好地消除近场效应和过冲现象[10],故本试验选择单周期正弦波作为发射波.由于无前期经验数据可用,因此需要对弯曲元系统进行激发频率测试.选择密度为0.13,0.37和0.51g/cm3的高聚物注浆材料弯曲元试件,这些试件在0.5,1.0,1.5,2.0,3.0,5.0,8.0,10.0,15.0kHz激发频率下的剪切波速见图2.由图2可见,在0.5~ 2.0kHz频率范围内,试件的剪切波速变化剧烈,在3.0~15.0kHz频率范围内的变化则相对平缓.表明高聚物注浆材料的剪切波在低频呈现频散特性,在中高频区间内波速弥散不明显.因此,针对高聚物注浆材料,其弯曲元测试的激发频率应选取中高频范围,再综合考虑试验的可操作性,将本试验的输出频率确定为5.0,8.0,10.0kHz.将高聚物注浆材料弯曲元试件按不同密度区间分组.测试时,将弯曲元的发射端和接收端插入试件两端的槽孔,连接好设备.函数发生器产生激发脉冲,经放大器放大后,输出电信号到压电陶瓷弯曲元的发射端,在高聚物注浆材料内传播后由接收器接收,经由放大器放大后在示波器上显示.示波器上显示出相同时间比例的发射和接收信号,读取剪切波在高聚物注浆材料里的传播时间,按照式(1),(2)即可计算出高聚物注浆材料的动剪切模量.试验的剪切波传播时间采用“时域初达波”法判断[11],弯曲元设备的系统延时测定为24μs.整理计算试验结果时剔除掉数据异常点,将3种激发频率(5.0,8.0,10.0kHz)下测得的高聚物注浆材料动剪切模量进行均值化处理,得到不同密度高聚物注浆材料的动剪切波速及动剪切模量.4.1 密度对动剪切模量的影响高聚物注浆材料动剪切模量与密度的关系曲线见图3.由图3可见,高聚物注浆材料的密度越大,其动剪切模量越大,材料的整体刚度越大.用直线来拟合该关系曲线,其相关系数为0.98, 因此实测高聚物注浆材料的Gmax与材料密度ρ之间的关系可用下列线性公式表示:式中:k为剪切模量系数,k=230.146MPa·cm3/g;a为模量常数,a=22.662MPa.式(3)可用于工程实际中快速判定由高聚物注浆材料构建的高聚物防渗墙动剪切模量.当材料密度小于0.1g/cm3时,仍以0.1g/cm3的数值代入式(3)中计算.4.2 激发频率对剪切波速的影响在5.0,8.0,10.0kHz激发频率下,高聚物注浆材料剪切波速随密度的变化见图4.由图4可见,3种激发频率下的剪切波速随密度的变化趋势一致,但在相同的密度条件下,激发频率为中高频时,频率越高其剪切波速越大,即激发频率越大,剪切波传播的时间越短.以上现象可从两方面解释:(1)根据高聚物内耗与频率的关系[12],当激发频率处于中间频域时,链段运动跟不上外力的变化,内耗在一定频率范围内呈现先升后降的态势,而本试验选取的激发频率应在其下降段,即在这个频率段内频率越高,高分子材料的力学松弛行为(内耗)越小,传播速度越快;(2)降低激发频率使近场效应变得显著,导致剪切波前端部分被下拉(见图5),使得传播时间增加、剪切波速变小.4.3 动、静模量对比由材料力学理论可知:式中: Ed为材料的动弹性模量,MPa;μ为材料的动泊松比.通过式(4),可由高聚物注浆材料的动剪切模量来计算其动弹性模量Ed.文献[13]进行了无侧限抗压强度试验,研究了φ40×40mm和φ40×80mm这2种规格的高聚物注浆材料静弹性模量Es1,Es2,但只限于低密度范围(0~0.25g/cm3);文献[14]也进行了无侧限抗压强度试验,研究了φ150×300mm 的高聚物注浆材料静弹性模量Es3,且范围覆盖了低、中、高密度区间(0~0.78g/cm3).为进行对比,将文献[13-14]得出的静弹性模量和本文得出的动弹性模量绘于图6.由图6可见:通过弯曲元试验和无侧限抗压强度试验所得出的动、静弹性模量在数值上差别不大,但采用弯曲元技术得出的动弹性模量数据更稳定,规律性更好,而文献[13-14]的静弹性模量差异性较大,特别是文献[14]在高密度区间的静弹性模量数据出现了突变和跳跃,这种现象与试验方法以及高分子材料的能量吸收特性等因素相关.首先,本文采用的弯曲元测试技术是一种无损检测的方法,对材料扰动小,数据稳定且可进行大规模重复;文献[13-14]均通过无侧限抗压强度试验来获取材料的静弹性模量,Kurauchi指出,泡沫塑料吸收能量类似于延性材料,在压缩时是一层层进行的,这种机制允许材料重复吸收应变能,导致了高能量吸收,这一特点在脆性泡沫上体现得尤其明显[15].文献[13-14]的试验导致材料进行了一种高能量吸收机制,并且高聚物注浆材料在高密度范围(0.4~0.8g/cm3)内是典型的脆性材料,从而使得文献[14]在高密度范围内的静弹性模量数据出现了跳跃和突变.将本次试验所得的动弹性模量利用式(3)换算成与文献[14]相同密度下的数值,再应用最小二乘法将这些数值与文献[14]的静弹性模量数据进行多项式拟合,可得到相同密度的高聚物注浆材料动、静弹性模量的二次多项式函数关系,见式(5),其相关系数为0.84275,拟合曲线见图7.Ed=42.411+0.829Es-(4.033×10-4)Es24.4 高聚物注浆材料动剪切模量与粉质黏土的动剪切模量对比利用弯曲元系统测试河南省典型的筑坝材料——粉质黏土的动剪切模量,研究其土体刚度.测试方法为:按筑坝时相同压实度制作土样,开槽,在槽孔内放置发射器和接收器,撒入标准砂来固定传感器.浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室经过大量试验认为:对于粉质黏土来说,选取单周期正弦波、激发频率为2.0~5.0kHz进行弯曲元相关试验,既易操作,由弯曲元试验确定的剪切波速又不具弥散性.结合试验的可操作性,选取单周期正弦波、激发频率为2.0,3.0,4.0kHz进行弯曲元测试,测试结果见表1.经计算粉质黏土的动剪切模量为29.91MPa;工程上常用的高聚物注浆材料密度为0.1~0.3g/cm3,动剪切模量在46MPa以下,平均为23MPa.由此可见,粉质黏土与高聚物注浆材料这两者的动剪切模量十分相近.混凝土防渗墙常用的C25混凝土动弹性模量一般在2000MPa以上,可以预期,在地震作用下,与传统刚性防渗墙——混凝土防渗墙相比,由高聚物注浆材料所构建的高聚物防渗墙与土石料坝体更能实现协调变形.该结论为项目后续开展高聚物防渗墙的抗震性能研究奠定了基础.(1)首次将压电陶瓷弯曲元测试技术引入到高聚物注浆材料小应变动剪切模量测试中.弯曲元测试技术试验简单、原理明了、可无损测试兼之可大规模重复测量,从而为高聚物注浆材料提供了一种新的动剪切模量室内试验方法.(2)进行高聚物注浆材料弯曲元剪切波速测试时,尽可能采用合适的中高频脉冲电压,以减少剪切波速的弥散性,获取一致性较好的数据.(3)高聚物注浆材料密度越大,其动剪切模量越大、材料的整体刚度越大,且其密度与动剪切模量呈线性关系;在相同密度条件下弯曲元激发频率越高,其剪切波速越大,反映了材料内耗与频率的关系;高聚物注浆材料的弹性模量数值大小与其试验方法、吸能机制等因素相关,且其动、静弹性模量之间呈现二次多项式函数关系.试验得出的高聚物注浆材料动力学特性为其动力反应分析和工程应用提供了理论依据与参考.(4)将实际筑坝材料——粉质黏土与高聚物防渗墙材料进行动剪切模量对比,发现二者相近.可以预期,在地震荷载下,由高聚物注浆材料所构建的高聚物防渗墙比传统刚性防渗墙——混凝土防渗墙更能与土石料坝体实现协调变形.【相关文献】[1] 周魁一,苏克忠,贾振文,等.十四世纪以来我国地震次生水灾的研究[J].自然灾害学报,1992,1(3): 83-91. 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高分子注浆材料试验研究
本试验主要研究不同配比条件下马丽散固化浆
液结石体的反应状态和力学性能,包括化学浆液的 凝胶快慢、浆液反应膨胀性能以及其无侧限抗压强 度。同时配制了砂砾层相似材料,进行注浆模拟试 验,以分析浆液的扩散半径、结石体抗压强度的影 响因素及其相互关系[7 (1) 原料分析 试验使用的原料为树脂 M 和催化剂 N 两种,
(1. 山东大学 岩土与结构工程研究中心,山东 济南 250061;2. 浩珂伟博矿业工程有限公司,山东 兖州 272104)
摘要:在深部岩土工程实体加固及涌水封堵治理的基础上,分析一种新型高分子注浆材料反应机制的可行性,就 浆材的黏结性、凝胶性、固结体抗压抗折强度等进行详细的室内试验研究工作,并在模拟的砂卵砾石层中开展渗 透注浆模拟试验研究,分析注浆压力、注浆时间、浆液温度、围岩渗透系数等主要因素对浆液扩散半径和注浆后 结石体抗压强度的影响规律以及其相互关系。结合现场工程实例,进一步验证该化学浆液在工程加固及涌水封堵 治理上的实用性和优越性。试验结果表明:注浆材料的流动性、黏结性、早强性及耐久性较好,具有储存运输方 便、工艺简单实用、遇水急速膨胀、固结体无毒环保等优点。浆液扩散半径随注浆压力、注浆时间、渗透系数的 增大而增大,随浆液温度的升高而减小,最显著的影响因素是注浆压力和渗透系数,其次是浆液温度和注浆时间; 注浆后结石体的抗压强随注浆压力、浆液温度、孔隙度以及注浆时间的增大而增大,注浆压力和孔隙度对结石体 抗压强度有较大影响,浆液温度次之,注浆时间对结石体强度的影响最小。研究结果表明该高分子注浆材料具有 良好的工程加固和封堵性能,与传统固化材料相比,具有凝胶快、强度高、膨胀性好等优点,是一种比较理想的 高分子加固材料和堵水剂。 关键词:岩石力学;新型高分子注浆材料;室内试验;现场试验;扩散半径;抗压强度 中图分类号:TU 45 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2010)增 1–3150–07
~9]
抗压强度/MPa
配比值
图1 Fig.1
不同配比材料的无侧限抗压强度
Unconfined compressive strength of materials of different proportions

2.1 高分子固化浆液材料分析 材料按等体积配比时,树脂和催化剂反应所得 固结体的抗压强度最高,约为 55 MPa,但随着催化
EXPERIMENTAL STUDY OF A NEW POLYMER GROUTING MATERIAL
LI Liping1,LI Shucai1,ZHANG Qingsong1,CUI Jinsheng2,XU Zhenhao1,LI Zhao2
(1. The Research Center of Geotechnical Engineering,Shandong University,Jinan,Shandong 250061,China; 2. Hock-weber Mining and Engineering Co.,Ltd.,Yanzhou,Shandong 272104,China)
高分子注浆材料具有传统固化材料所不具备的 优越性质,在砂砾、黄土、碎石等散体类介质的加 固治理上应用广泛,对于渗漏水、裂隙水等散状水 也能实现快速封堵的目的
[1~3]
。由于深部开采及地
下交通、水利等设施埋深的不断增加,暴露的工程 地质条件日趋复杂,崩塌、突水、涌泥等地质灾害 愈演愈烈,现有注浆材料难以完全满足深部工程高 压突水及加固治理的需求。目前,注浆材料约有百 余种,分别属于粒状浆材、化学浆材及其组成的复 合材料,诸如硅酸钠(俗称水玻璃)、丙烯酰铵、环 氧树脂类、无铬盐木素类以及水泥浆类等[4
第 29 卷
增 1
2010 年 5 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.29 Supp.1 May, 2010
一种新型高分子注浆材料的试验研究
李利平 1,李术才 1,张庆松 1,崔金声 2,许振浩 1,李 钊2
~ 6]
。但
粒状浆材的缺点是其较差的可灌性,在封堵水流时 极易被水稀释或冲走,对于复杂松散类岩土介质, 不能形成连续、稳定的胶结体。而化学浆材的价格 高、注浆工艺复杂、具有蠕变特征,某些化学浆材 还具有水质毒理特征,造成大面积地下水污染。对 于深部地下工程,注浆材料需具备加固和堵水双重 性能,灌浆工艺简单易行,反应时间可依据需要进 行调整,同时要具备良好的抗渗性、耐久性、膨胀 性等。目前的化学注浆材料中,还没有能较好地满 足上述要求的。鉴于此,拟对一种新型高分子注浆 材料进行试验研究,力求获得一种更理想的化学浆 材,以满足各种水利、交通枢纽和设施治理工程的 广泛需求。
收稿日期:2009–10–01;修回日期:2009–12–11 基金项目:西部交通建设科技资助项目(2009318000008);国家自然科学基金资助项目(5087406);中国博士后科学基金面上资助项目(20090461235); 山东大学自主创新基金资助项目 作者简介:李利平(1981–),男,博士,2004 年毕业于山东科技大学资源与环境工程学院工程力学专业,现任讲师,主要从事地下工程突水机 理与灾害防治技术方面的教学与研究工作。 E-mail : yuliyangfan@
第 29 卷
增1Leabharlann 李利平,等. 一种新型高分子注浆材料的试验研究
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traditional solidified ones,which is a better polymeric grouting material for the treatment of water inrush and engineering reinforcement. Key words: rock mechanics; a new polymeric grouting material; laboratory test; field test; grout diffusion radius; compressive strength 均由山东兖州浩柯伟博矿业工程公司提供。在室温
图3 Fig.3
不同配比材料的膨胀性能
Expansive properties of materials of different proportions
通水泥、超细水泥、HSC 水泥等普通灌浆材料进行 综合性能对比分析,见表 1。
配比值
水泥类浆液固化失水后干缩,受压不均匀容易 产生裂纹,而马丽散则具有一定的弹性,允许 10% 以内的变形,不产生裂纹,越压越密实,与加固地 层有相同的寿命。由于水泥具有一定的粒径,在以 往注浆实践中,发现无法注入宽度小于其 3 倍粒径 的空隙,对于密实岩体加固效果一般。马丽散属真 溶液,相对于水泥类悬浮液的黏度要小很多,在很 多无法实施煤层注水的矿区,马丽散可以顺利注入 进行加固,由于该材料具有较强的渗透性,对于密 实岩土介质的加固具有较大的优势。 在材料强度方面,水泥类注浆材料随时间的增 长表现为初期强度和早期强度, 而马丽散在成型 3 h 后强度不再发生变化,强度值也明显高于水泥类材 料。对于某些风化比较严重的岩体地段,诸如花岗 岩、砂岩遇水易迅速崩解,类似岩体的加固治理对 灌浆材料的凝结时间和早期强度要求比较高,显然 马丽散具有明显的优势。同时,马丽散自身具有膨 胀性能, 尤其是遇到水膨胀倍数可高达 25 倍, 其凝 胶速度也比较快, 不超过 1 min, 最终固结时间也明 显低于其他材料。因此,该材料更适用于地下工程
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岩石力学与工程学报
2010 年
剂的不断增加,反应所得固结体的质地逐渐松软, 直至无法取样测试。 树脂 M 和 N 按照不同配比反应测试时,采取 单项多组方式测试其凝胶时间和整体反应时间,测 试结果如图 2 所示。
配比值 反应时间 凝胶时间 时间/s 膨胀倍数
(2) 浆液凝胶时间的测定
1


条件下,树脂 M 为淡黄色透明液体,密度约为 1.03 g/cm3,黏度为 200 mPa·s;催化剂 N 为深棕色半透 明液体,密度约为 1.23 g/cm3,黏度为 210 mPa·s。 材料反应时膨胀倍数为 1~2 倍,氧指数约为 19%~20%。 (2) 浆液的配制 将树脂 M 和催化剂 N 溶液从冷库中取出,放 置实验室升温至 20 ℃左右,试验前将其摇匀并测 试其黏度。待仪器设备调试完毕后,按不同比例将 树脂和催化剂均匀倒入试验容器中,并用搅拌器充 分搅拌使其快速反应。 (3) 试块的制作 树脂 M 和催化剂 N 完全反应后,将其固结体 取出放置 3 h 以上,然后采用特制的试验模具将其 套牢固,通过车床将固结体加工成标准试件。试块 最终成型尺寸为 5×10 cm 的圆柱体,并对试块采 取一定的养护措施,在测试前,依据试验要求对其 进行筛选。 2.2 高分子固化浆液性能指标测试 (1) 无侧限抗压强度的测定 采用无侧限抗压仪对不同配比(树脂 M 和催化 剂 N)、不同龄期的材料进行无侧限抗压强度的测 试,每个强度值取 3 块试块强度值的平均值,所得 数据见图 1。
Abstract:In order to find the proper grouting material for treatment of water inrush and rock reinforcement in deep underground engineering,the feasibility of a new polymer grouting material is analyzed. The experimental properties of cohesion,gelation,strength and virulence of the new polymer grouting material are studied in the laboratory. It shows that this new polymer grouting material is of high fluidity,strong adhesion and durability, comparing with other types of grouting material. It has advantages on convenient storage and transportation, simple and practical grouting technology,non-poisonous and water-expanding property. In addition,by the grouting simulation test in sandy gravels,the influences of grouting pressure,grouting time,permeability coefficient, porosity upon grout diffusion radius, concretion strength and their correlation were analyzed. The grout diffusion radius increased with the increasing of grouting pressure, grouting time and permeability coefficient, and decreased with grout temperature. Distinct influencing factors on grout diffusion radius were grouting pressure and permeability,but the influences of grout temperature and grouting time were small. Strength of grouted gravels increased with the increasing of grouting pressure, grouting time, porosity and grout temperature. The results show that the new polymeric grouting material has rapid gelation,high strength and effective dilation,comparing with
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