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文档之家› 第二章 注浆材料 注浆工程教案
第二章 注浆材料 注浆工程教案
(3)浆液的胶凝时间可在几秒钟至数十分钟范围内调节。
(4)新老凝胶体之间的胶结较好,结石体的强度 达0.4~0.9MPa。
(5)原材料来原广,价格低廉。
(二)硫木质素浆液
由于重铬酸钠是一种剧毒药品,以过硫酸铵完全 代替重铬酸钠,成为无毒的硫木质素浆液。
硫木质素浆液的特点 :
(1)浆液粘度与铬木质素相似,可灌性能好。
(一)水泥 水玻璃浆液的性能
水泥 水玻璃浆液的性能一般注重浆液的
凝胶时间和抗压强度这两种性能
凝胶时间和抗压强度
1)凝胶时间是指水泥浆与水玻璃相混合时起 至浆液不能流动为止的这段时间,凝固时 间可以从几秒种到几十分钟内准确控制, 影响因素有水泥品种、水泥浆浓度、水玻 璃浓度、水泥浆与水玻璃体积比及浆液湿 度等
(3)浆液材料来源丰富,价格低廉。
(4)浆液无毒性,对地下水和环境无污染。
三、可控域粘土固化浆液
可控域粘土固化浆液是以粘土 为主剂加入一定量的添加固化剂而 成的浆液,由于对粘土的要求低, 一般都是就地取材,因此具有浆液 成本低、应用范围大等特点。
可控域粘土固化浆液 的特点
(1)浆液以粘土为主要成分,占80%~85%,浆液 成本低,相当于水泥浆液的1/3左右;
2)抗压强度 水泥—水玻璃浆液结石体、抗压 强度较高,强度较高,并且增长速度很快, 影响水泥—水玻璃浆液的抗压强度因素主 要有水泥浆浓度、水玻璃浓度、水泥浆与 水玻璃体积比等。
水泥品种对凝胶时间的影响
水玻璃浓度对凝胶时间的影响
温度对凝胶时间的影响
(二)水泥—水玻璃浆液的特点
(1)浆液可控性好,凝胶时间可准确控制在几秒 至几十分钟的范围内;
(2)脲素—甲醛浆液
直接用脲素和甲醛作注浆材料的甲液, 固化剂作乙液的一种浆液,脲素—甲醛浆 液有以下特点:
①浆液的流动性好,粘度低; ②解决了浆液长期存放的问题; ③材料来源广泛,成本下降。
(3)改性脲醛树指浆液
质脆易碎,抗渗性差,与岩石胶结力不强,并有 收缩现象,有效期短等,脲醛树脂生产过程中,加入 一种或几种能参与反应的化合物或在脲醛树脂浆液中 加入另一种浆材料混合使用,以取长补短,改性脲醛 树脂的特点是: ①浆液结石体可度大,胶结力强,固砂强度可达10.0MPa ②浆液粘度低,为2~5MPa·S; ③浆液凝脱贫时间可控范围宽; ④凝胶及春固砂体耐久性好,可抗5%浓度的强酸、强
(一)丙烯酰胺类浆液的性能
丙烯酰胺类浆液要求双液系统注入, 主剂、交联剂、还原剂(或强还原剂)及 缓凝聚剂溶解在水中单独存放,简称甲液; 氧化剂也溶解在水中单独存放简称乙液。
性能主要是指其凝胶时间和抗压强度,而它 的抗压强度一般来讲是比较低的,凝胶时间则可 以控制在几秒到几个小时之间,影响凝胶时间的 有:温度、硫酸亚铁、pH值、铁氰化钾及水中离 子等影响因素。
1.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。
从试验结果可以看出,随着水灰比的 增大,水泥浆的粘度、密度、结石率、抗 压强度等都有十分明显的降低,初凝、终 凝进间逐渐延长。
2.单液水泥浆的中附加剂的作用
1)水泥的速凝剂
能够缩短水泥凝固时间的化学药剂。在一般 情况下,单液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%以下氯化钙或占水 泥重量3%以下的水玻璃,其性能如表所示:
3)采用单液方式注入,工艺及设备简单,操作方便;
4)由于水泥是颗粒材料,可注性差,难以注入中细 粉砂层及裂隙岩层;
5)水泥浆液初、终凝时间长,不能准确控制,容易 流失,结石率低。
二、水泥粘土类浆液
在单液水泥浆液中,加入一定量的粘土,粘 土的加入量有时比水泥的量还多,称为水泥粘土 类浆液。
1。水泥粘土类浆液的配制
第二章 注浆材料
第一节 概况
第二节 无机系列注浆材料 第三节 有机系列注浆材料
第四节 注浆材料的性能及 其测试方法
第一节 概况
一、注浆材料及特点
(一)注浆材料 以改良地基为目的,在地基中注入的
材料称为注称材料。注浆过程中发生由液 相到固相再转变成结石体的结果,因此, 凡是一种液体在一定条件下可以变成固体 的物质,一般来讲都可以当作注浆材料。
(10)浆液配制方便,操作容易 掌握,原材料来 源丰富,价格便宜,能够大规模使用。
二、注浆材料的分类
1。按状态可分为真溶液、悬浮液和乳化液; 2。按工艺性质可分单浆液和双浆液; 3。按颗粒分粒状浆液和化学浆液; 4。按主剂性质分无机系列和有机系列。
按主剂性质分无机系列和有机系列
注浆材料
单液水泥类浆液 水泥粘土类浆液 无机系列 可控域粘土固化浆液 水泥—水玻璃类浆液 水玻璃类浆液
目前木质素类浆液包括: 1。铬木质素浆液 2。硫木质素浆液板
铬木质素浆液
铬木质素浆液是一种双液系统注入的注浆材 料,浆液由三部分组成,甲液是亚硫酸钙纸浆废 液(简称废液),乙液包括固化剂和促进剂,固 化剂目前国内外均采用重铬酸钠,促进剂有三氯 化铁、硫酸铝、硫酸铜、氯化侗等。
铬木质素浆液根据促进剂不同可分为:
(1)纸浆废液—重铬酸钠浆液 (2)纸浆废液—三氯化铁—重铬酸钠浆液 (3)纸浆废液—铝盐及铜盐—重铬酸钠浆液 (4)硼砂铬木质素浆液
铬木质素浆液的特点
(பைடு நூலகம்)浆液的粘度较小,可灌性好,渗透系数为 10-3~10-4cm/s的基础均可适于灌浆。
(2)防渗性能好,其渗透系数达10-7~10-8cm/s。
(2)浆液结石体强度高,可达10.0~20.2MPa;
(3)浆液的结石率高,可达100%; (4)结石的渗透系数小,为10-3cm/s; (5)该浆液适宜于0.2mm以上的裂隙。 (6)材料来源丰富,价格便宜;
五、水玻璃类浆液
水玻璃类浆液是指水玻璃在固化剂作用下产生 凝胶的一种注浆材料。
水玻璃类浆液有很多种 :
(一)水玻璃—氯化钙浆液
水玻璃与氯化钙两种液体在地下土壤中 相遇,立即发生化学反应,生成二氧化硅胶 体,交将土包围起来凝成整体,不仅起到防 渗作用,更主要的起到加固作用。
水玻璃类浆液
水玻璃类浆液
五、水玻璃类浆液
(二)水玻璃—铝酸钠浆液
水玻璃与铝酸钠反应,生成凝胶物质——硅胶及 硅酸铝盐,胶结砂和土壤,起到加固和堵水作用。
4)水泥的基他附加剂
往往在水泥浆中加入其他的一些附加剂,如缓凝 剂、流动剂、加气剂、膨胀剂、防析水剂等。
(二)单液水泥浆的配制
配制水泥浆时,力求加料严格准确, 顺序一定要在加水后,在搅拌的情况下 方能加入水泥,以免搅拌机卡住,待搅 拌均匀后,再加入附加剂。
(三)单液水泥浆的特点
1)水泥用为注浆材料,来源丰富,价格低廉 2)浆液结石体强度高,抗渗性能好;
温度对凝胶时间的影响
硫酸亚铁对凝胶时间的影响
(二)丙烯酰胺类浆液的特点
(1)浆液粘度小
(2)凝胶时间可以准确地控制在几秒 至几十分钟的范围内
(3)凝胶体抗渗性能好,渗透系数为 10-9~10-10cm/s
(4)凝胶体抗压强度低
二、木质素类浆液
木质素类浆液是以纸浆废液为主剂,加入 一定量的固化剂所组成的浆液 。
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,加入速凝早强剂起 到很好的效果。一般水泥的速凝早强剂是复合附 加剂 。
2.单液水泥浆的中附加剂的作用
3)水泥的分散剂和悬浮剂
因单液水泥浆易沉淀析水,为了使水的泥颗粒 能较长时间悬浮于水中,就需要加入悬浮剂。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,往往加入分散剂。
(2)浆液遇水反应时民泡膨胀,进行二次渗透, 扩散均匀,注浆交果好;
(3)结石体抗压强度高; (4)采用单液系统注浆,工艺设备简单。
水溶性聚氨酯浆液
水溶性聚氨酯浆液由预聚体和其他外加剂所组 成。预聚体体也是由聚醚树脂和多异氰酸酯反应而 成,外加剂与非水溶性聚氨酯所用的基本相同。
(2)胶凝时间随浆液中木质素、氯化铁等含量的增 加而缩短,一般可在几十秒至几十分钟之间控制。
(3)凝胶体不溶于水、酸及碱溶液中,化学性能较稳定。 (4)结石体搞压强度在0.5MPa。
三、脲醛树脂类浆液
脲醛树脂是由脲素和甲醛缩合而成的一种高分子聚 合物,固化前是一种水溶性树脂,用水配制成水溶液, 这种溶液在酸性条件下,在常温、常压下就能迅速固化, 并且具有一定的强度,因此,它可作为浆材料使用。
配制水泥粘土类浆液时,其搅拌时间不应 该超过半小时,如果再延长搅拌时间,会使结 构强度下降,塑性强度降低。
2。水泥粘土类浆液的特点
(1)水泥粘土类浆液较单液水泥浆液成本低, 流动性好,抗渗性强,结石率高;
(2)水泥粘土类浆液其抗压强度因配方不同 有所差异,一般情况下为5~10MPa ,相 比单液水泥浆有所下降,只适用于充填 注浆。
(三)水玻璃—硅氟酸浆液
水玻璃和硅氟酸两种药液一经相遇便产生絮状觉 淀物,在性能上是一种比较好的水玻璃浆液。
(四)其他类水玻璃浆液
(1)水玻璃—磷酸类 (2)水玻璃—草酸硫酸铝类 (3)水玻璃—二氧化碳类 (4)水玻璃—有机胶凝剂类
第三节 有机系列注浆材料
一、丙烯酰胺类浆液
丙烯酰胺类浆液(简称丙凝浆液),是以有机化 合物丙烯酰胺为主剂,配合其他交联剂、促进剂和引 发剂等材料而制成的液体,其以水溶液状态注入地层, 在地层中发生聚合反应而形成具有弹性、不溶于水的 聚合体。
(二)对注浆材料的一般要求
(6)浆液固化时,无收缩现象,固化后有一定粘结 性,能牢固地与岩石、混凝土及砂子等粘结 。
(7)浆液结石率高,结石体有一定的抗压强度和抗 拉强度,不龟裂,抗渗性好。
(8)结石体耐老化性能好,能长期耐酸、碱、盐、 生物细菌等腐蚀,并且不受温度、湿度的影响;