聚氨酯防水材料与施工技术灌浆材料种类

理想灌浆材料的具备条件
(5)浆液对注浆设备、管道、混凝土结构物等无 腐蚀性，并容易清洗； (6)浆液固化时无收缩现象，固化后与岩体、混 凝土等有一定的粘结力； (7)结石体具有一定的抗压、抗拉强度，抗渗性 好，抗冲刷及耐老化性能好； (8)材料来源丰富，价格便宜； (9)配制方便、操作简单。
灌浆材料种类
（ 3 ）水泥的分散剂和悬浮剂
纯水泥浆由水和水泥按一定的比例混合而成，常用的 水灰比变化在 0.5 ∶ 1 ～ 5 ∶ 1 之间，高水灰比仅对 提高浆液的可灌性有利，而对岩土加固意义不大。为了 降低水泥浆的粘度，提高浆液的流动性，增加浆液的可 注性，往往要加入分散剂。另外单液水泥浆易沉淀析水 ，为了使水泥颗粒能较长时间悬浮于水中，就需要加入 悬浮剂。实际上分散剂跟悬浮剂很难严格区别开来，有 些药剂加入水泥浆之后，既能起到分散作用，又能起到 悬浮作用。悬浮剂有膨润土、高塑粘土。分散剂（塑化 剂）常用亚硫酸盐纸浆废液、食糖、硫化钠等，以增加 浆液的可注性。
水泥粘土浆
水泥黏土浆液是由水泥黏土按一定比例混合而成。作为加固注浆时 ，黏土掺量一般为5%~15%。由于黏土的分散性高，亲水性好，因 而沉淀析水性较小。水泥黏土浆液的稳定性大大提高。综合了水泥 浆的结石强度高和粘土浆的浆液稳定性好、价格便宜等优点，使用 范围比较广，并可根据不同要求选择不同的水泥-粘土配合比。 浆液凝胶体主要性能如下： （1） 黏度随水灰比及黏土用量而变，从0~65s之间可调。 （2） 凝结时间较长。 （3） 结石率比纯水泥浆液高，可达100%。 （4） 抗压强度可达13.6MPa。 （ 5 ）浆液无毒性，对地下水和环境无污染，较之使用化学药 剂为添加剂的浆液更安全。 （ 6 ）浆液材料来源丰富，价格低廉，采用单液注入工艺，设 备简单，操作方便；
灌浆材料由主剂、溶剂(水或其它溶剂)及外加剂（固化 剂，稳定剂等）混合而成。通常所说的灌浆材料是指浆 液中的主剂。灌浆材料必须是能固化的材料
灌浆材料
主剂 加入助剂
加入溶剂 浆液
Байду номын сангаас
固结 一定温度和压力
结石体
灌浆材料固结过程示意图
理想灌浆材料的具备条件
(1)浆液的初始粘度低、流动性好、可注性强，能 渗透到细小的裂隙或孔隙内； (2)凝胶时间可以在几秒—几十分钟范围内任意调 整，并能准确控制； (3)稳定性好，在常温、常压下较长时间存放不改 变其基本性质，存放受温度的影响小； (4)无毒、无臭、不污染环境；
（ 4 ）水泥的其他外加剂 根据工程需要，往往在水泥浆中加入其他一些外加剂 ，如缓凝剂、流动剂、加气剂、膨胀剂、防析水剂等（ 表 8-8 ），以满足注浆工程的特殊需要， 值得注意的是 由于具体使用的水泥品种和牌号、出厂日期以及各种添 加剂的质量不尽相同，故使用之前应根据施工条件的具 体情况，先进行小型实验，以确定切实可行的配方。
水泥浆液
注浆工程中最常用的是普通硅酸盐水泥。水泥浆在各 种灌浆材料中使用最广,多用于岩石、基础或构筑物的加 固及防渗堵漏、堤坝的接缝处理、后张法预应力混凝土的 孔道灌浆以及制作压浆混凝土等。主要性能如下： （1） 材料来源广泛，成本较低，无毒性，施工工艺 简单方便。 （2） 黏度随水灰比而变，可小至16s，大至139s。 （3） 凝结时间随水灰比的增加而延长，从数小时到 数十小时。 （4） 抗压强度可达22.0MPa。 （5） 结石率可达99%· （6） 稳定性差，易沉淀析水，在地下水流速较大的 条件下注浆时，浆液易受水的冲刷和稀释。
水泥浆 粘土浆 粒状材料 水泥粘土浆 灌浆材料 粉煤灰浆 水玻璃类 丙烯酰胺类 化学材料 环氧树脂类 聚氨酯类 木质素类 脲醛树脂类 丙烯酸树脂类
粒状浆材
由固体颗粒和水组成的悬浮液。由于固体颗粒悬浮在 液体中，所以这种浆液容易离析和沉淀，沉降稳定性 差，结石率低。另外，浆液中含固体颗粒尤其是较大 颗粒，使浆液难以进入土层细小裂隙和孔隙中。由于 这种浆液具有来源丰富、成本较低、工艺设备简单、 操作方使等特点，在各类工程中仍广泛使用。
（ 2 ）水泥的速凝早强剂 为了控制水泥浆的扩散范围，缩短注浆工程的时 间和提高注浆堵水效果，加入速凝早强剂将起到很 好的效果。一般水泥的速凝早强剂是复合附加剂， 品种如水玻璃、三乙醇胺加氯化钠及二水石膏加氯 化钙等，其对浆液的影响见表 8-7 。 三乙醇胺可 用与二乙醇胺混合液代替，成本可大大降低。
粘土浆 使用最早的灌浆材料。粘土的颗粒细,亲水性 好，易分散，制成的浆液稳定性好，价格低廉，但 其结石强度和粘结力都很低，抗渗压的能力也弱， 仅用于低水头的临时性防渗工程中。
粘土浆 粘土是一种重要的矿物原料。由多种水合硅酸 盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧 化物组成，并含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫 化物、碳酸盐等杂质,其矿物成分主要为高岭石、 蒙脱石及伊利石。 粘土矿物的颗粒细小，常在胶 体尺寸(1nm－1000nm)范围内，呈晶体或非晶体 ，大多数是片状，少数为管状、棒状。 膨润土是一种水化能力极强、膨胀性大和分散 性很高的活性粘土，在国内外工程中被广泛采用。
纯水泥浆的基本性能
纯水泥浆是指不包括附加剂，只有水泥和水调制而 成的浆液，随着水灰比的增大，水泥浆的粘度、密度、结 石率、抗压强度等明显降低，初凝、终凝时间逐步延长。
外加剂
为了满足实际工程需要，一般都要加入外加剂来 调节水泥浆的性能。 （ 1 ）水泥的速凝剂，是一种能够缩短水泥凝固时间的化 学药剂。水泥速凝剂的种类很多，有氯化钙、食盐、水玻 璃、纯碱、石膏、硫酸钠、碳酸钾、漂白粉等。复合特效 速凝剂有红星一号、阳泉 Ⅰ 形和“ 711 ”型速凝剂。在一 般情况下，水泥浆还是采用古老的办法，即是在水泥浆中 加入占水泥重量 5% 以下的氯化钙或占水泥重量 3% 以下 的水玻璃（水玻璃也是一种常用的速凝剂，加入量为 2% ～ 3% 时，凝固期可缩短 30% ～ 40% 。但如果加入量少 于 2% ，则有延长初凝时间的作用）。711 ”型速凝剂起 速凝作用的主要成分是铝酸钠，它是氧化铝与碳酸钠在高 温作用下的产物。