造价员土建工程：灌浆材料2
二、无机灌浆材料的技术性质
（一）灌浆用水泥
灌浆用的水泥细度是非常重要的技术性质之一。一般来讲，水泥颗粒的粒径应不大于灌注部位裂隙宽度的1/3～1/5，水泥浆才易于灌入。普通水泥颗粒粒径多为40～60um，所以难以灌入宽度在0.2mm以下的裂隙，除非采用张裂式灌浆方法。灌浆用的水泥颗粒越小，越能灌入更微细的裂隙，灌浆质量也越有保证。灌浆所用水泥的细度，一般认为以通过0.08mm标准筛的筛余量小于2％为好。或者用比表面积表示，大于300m2/kg为好。
除细度外，对水泥强度也有一定要求，我国水泥灌浆施工技术规范中规定帷幕灌浆和固结灌浆所用的水泥强度等级不应低于32.5MPa。
（二）掺合料
加入掺合料的初目的是降低浆液造价。有些掺合料还具有增加结石强度或能改善浆液性能作用。岩石基础灌浆中常用的掺合料是砂、粘土和膨润土。
1．砂。在灌注大裂隙或溶洞时，为避免浆液过多扩散和流失，提高结石强度，节省水泥，通常在水泥浆中加入细砂，制成水泥砂浆进行灌注。砂子应质地坚硬，级配均匀，粒径以不大于lmm或0.5mm为宜，砂的细度模数不宜大于2。
2．粘土。水泥浆中加入粘土制成水泥粘土浆，除了可节约水泥外，还可改善浆液性能，减少析水，增强稳定性。目前在沙砾石层灌浆中，广泛地使用了水泥粘土浆，但在岩石基础灌浆中极少应用。所用粘土以钠质粘土为好，这类粘土遇水易膨胀，在水中易分散。用于灌浆材料的粘土，一般应满足以下条件：塑性指数为10～20，粒径小于0.0005mm的颗粒含量不少于40％～50％，含砂量小于5％，有机物含量小于3％。
3．膨润土。在水泥浆中加入少量膨润土，主要起稳定剂作用。膨润土掺量一般仅为水泥重量的2％～3％，要求膨润土中粒径小于0.0002mm的颗粒含量在40％以上，塑性指数大于40，液限大于100。
（三）外加剂
在灌浆浆液中掺入少量外加剂，主要目的是改善浆液的性质，但掺加外加剂并不能取代优的浆液配比，也不能不加区别地任意使用。掺用外加剂一定要通过配方试验，验证其适用性后再行使用。若要求掺用两种或两种以上外加剂时，必须进行更细致周密的试验。
外加剂的种类很多，仅就其所起的作用而言，有速凝剂、塑化剂、稳定剂、缓凝剂、膨胀剂、加气剂等多种。在岩石基础灌浆中比较常用的外加剂有速凝剂和塑化剂。速凝剂的主要作用是加速水泥浆液的凝结，常用品种有水玻璃和氯化钙，两者均宜在浓浆（水灰比小于等于1:1）中加用，适宜的加用量应根据使用目的通过试验确定。塑化剂的主要作用是改善浆液的流动性，常用品种有木质素磺酸钙、亚硫酸盐酒精废液、芦苇纸浆废液、磷酸钠和焦磷酸钠等，主要用于水泥粘土浆，在纯水泥浆中较少使用。
（四）水泥浆液的性能
从灌浆技术方面讲，水泥浆液应满足下列三个条件：
1．浆液要能顺利地灌入岩石的缝隙，这就要求水泥应具备一定的细度。
2．浆液应均匀、稳定、具有良好的流动性。由于水泥浆是一种不稳定的悬浮浆液，当浆液处于静置状态或流速较小时，水泥颗粒在重力作用下会发生析水沉积，这就会影响浆液的继续灌注。为了便于顺利施灌和增大浆液在岩石缝隙中的扩散范围，水泥浆尚需具有良好的流动性，浆液的粘度不宜过大。
3．浆液灌入岩石缝隙填满后，应能凝固成具有一定强度和抗渗性的结石。
裂隙中的浆液结石必须具有一定的强度，并应与裂隙两壁很好地胶结，使其能在高水头长期作用下不会产生溶蚀和破坏。为此浆液结石必须是致密、均匀和低透水性的。一般认为结石强度应达到5～10MPa，浆液的水灰比越大，结石强度就越低。
灌浆用的水泥浆液有稳定性浆液和不稳定性浆液两种。其衡量标准为3小时内析水率小于2％～5％为稳定性浆液。在水泥浆液中掺入少量膨润土即可制成稳定性浆液，其性能特点是析水很少，灌浆后不至于因浆液中水分过多析出逸走而留下大量未能填满的空隙，结石密实性好，力学强度高，抗化学溶蚀能力强，与缝隙两壁的粘附力也较高。因此，使用稳定性浆液进行灌浆，发生抬动岩体危险的可能性小，也可避免大量的吸浆工序。
纯水泥浆属于不稳定性浆液，其缺点是析水量较大，水泥颗粒易沉淀，稳定性差，浆液不宜过稀，且应注意选择适当的水泥品种。
三、化学灌浆材料
早的灌浆材料是用石灰、粘土与水拌合而成的浆液，后来发展为水泥浆液。由于水泥灌浆材料具有结石体强度高，材料来源广泛，价格低，运输、储存方便，以及灌浆工艺比较简单等优点，一直是灌浆工程中应用多的基本灌浆材料。但是水泥属于颗粒性材料，其浆液为悬浮液，对某些细微裂缝、裂隙或孔隙，有时不能得到满意的灌注效果。此外，在某些有一定流速的漏水部位，灌入的水泥浆在凝固前很容易被水稀释或冲走，这些都使水泥灌浆的应用受到一定的限制。因此，纯液体状、具有快速凝结特性的化学灌浆材料应用而生。
（一）化学灌浆材料的优点
1．粘度低，流动性能好，可灌性能好，水泥浆液难以灌入的微细裂隙，用化学浆液能够很容易地灌入；
2．浆液的胶凝时间可以准确地控制，有利于施工，特别是处理扬压力大和涌水量大的灌浆段与流速快、渗漏量大的部位更为合适；
3．浆液聚合后形成的聚合体渗透系数小，防渗性能好；
4．甲凝、环氧树脂等浆材，胶凝后与岩石或混凝土的粘结性好，性能也比较稳定。
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（一）灌浆用水泥
灌浆用的水泥细度是非常重要的技术性质之一。一般来讲，水泥颗粒的粒径应不大于灌注部位裂隙宽度的1/3～1/5，水泥浆才易于灌入。普通水泥颗粒粒径多为40～60um，所以难以灌入宽度在0.2mm以下的裂隙，除非采用张裂式灌浆方法。灌浆用的水泥颗粒越小，越能灌入更微细的裂隙，灌浆质量也越有保证。灌浆所用水泥的细度，一般认为以通过0.08mm标准筛的筛余量小于2％为好。或者用比表面积表示，大于300m2/kg为好。
除细度外，对水泥强度也有一定要求，我国水泥灌浆施工技术规范中规定帷幕灌浆和固结灌浆所用的水泥强度等级不应低于32.5MPa。
（二）掺合料
加入掺合料的初目的是降低浆液造价。有些掺合料还具有增加结石强度或能改善浆液性能作用。岩石基础灌浆中常用的掺合料是砂、粘土和膨润土。
1．砂。在灌注大裂隙或溶洞时，为避免浆液过多扩散和流失，提高结石强度，节省水泥，通常在水泥浆中加入细砂，制成水泥砂浆进行灌注。砂子应质地坚硬，级配均匀，粒径以不大于lmm或0.5mm为宜，砂的细度模数不宜大于2。
2．粘土。水泥浆中加入粘土制成水泥粘土浆，除了可节约水泥外，还可改善浆液性能，减少析水，增强稳定性。目前在沙砾石层灌浆中，广泛地使用了水泥粘土浆，但在岩石基础灌浆中极少应用。所用粘土以钠质粘土为好，这类粘土遇水易膨胀，在水中易分散。用于灌浆材料的粘土，一般应满足以下条件：塑性指数为10～20，粒径小于0.0005mm的颗粒含量不少于40％～50％，含砂量小于5％，有机物含量小于3％。
3．膨润土。在水泥浆中加入少量膨润土，主要起稳定剂作用。膨润土掺量一般仅为水泥重量的2％～3％，要求膨润土中粒径小于0.0002mm的颗粒含量在40％以上，塑性指数大于40，液限大于100。
（三）外加剂
在灌浆浆液中掺入少量外加剂，主要目的是改善浆液的性质，但掺加外加剂并不能取代优的浆液配比，也不能不加区别地任意使用。掺用外加剂一定要通过配方试验，验证其适用性后再行使用。若要求掺用两种或两种以上外加剂时，必须进行更细致周密的试验。
外加剂的种类很多，仅就其所起的作用而言，有速凝剂、塑化剂、稳定剂、缓凝剂、膨胀剂、加气剂等多种。在岩石基础灌浆中比较常用的外加剂有速凝剂和塑化剂。速凝剂的主要作用是加速水泥浆液的凝结，常用品种有水玻璃和氯化钙，两者均宜在浓浆（水灰比小于等于1:1）中加用，适宜的加用量应根据使用目的通过试验确定。塑化剂的主要作用是改善浆液的流动性，常用品种有木质素磺酸钙、亚硫酸盐酒精废液、芦苇纸浆废液、磷酸钠和焦磷酸钠等，主要用于水泥粘土浆，在纯水泥浆中较少使用。
（四）水泥浆液的性能
从灌浆技术方面讲，水泥浆液应满足下列三个条件：
1．浆液要能顺利地灌入岩石的缝隙，这就要求水泥应具备一定的细度。
2．浆液应均匀、稳定、具有良好的流动性。由于水泥浆是一种不稳定的悬浮浆液，当浆液处于静置状态或流速较小时，水泥颗粒在重力作用下会发生析水沉积，这就会影响浆液的继续灌注。为了便于顺利施灌和增大浆液在岩石缝隙中的扩散范围，水泥浆尚需具有良好的流动性，浆液的粘度不宜过大。
3．浆液灌入岩石缝隙填满后，应能凝固成具有一定强度和抗渗性的结石。
裂隙中的浆液结石必须具有一定的强度，并应与裂隙两壁很好地胶结，使其能在高水头长期作用下不会产生溶蚀和破坏。为此浆液结石必须是致密、均匀和低透水性的。一般认为结石强度应达到5～10MPa，浆液的水灰比越大，结石强度就越低。
灌浆用的水泥浆液有稳定性浆液和不稳定性浆液两种。其衡量标准为3小时内析水率小于2％～5％为稳定性浆液。在水泥浆液中掺入少量膨润土即可制成稳定性浆液，其性能特点是析水很少，灌浆后不至于因浆液中水分过多析出逸走而留下大量未能填满的空隙，结石密实性好，力学强度高，抗化学溶蚀能力强，与缝隙两壁的粘附力也较高。因此，使用稳定性浆液进行灌浆，发生抬动岩体危险的可能性小，也可避免大量的吸浆工序。
纯水泥浆属于不稳定性浆液，其缺点是析水量较大，水泥颗粒易沉淀，稳定性差，浆液不宜过稀，且应注意选择适当的水泥品种。
三、化学灌浆材料
早的灌浆材料是用石灰、粘土与水拌合而成的浆液，后来发展为水泥浆液。由于水泥灌浆材料具有结石体强度高，材料来源广泛，价格低，运输、储存方便，以及灌浆工艺比较简单等优点，一直是灌浆工程中应用多的基本灌浆材料。但是水泥属于颗粒性材料，其浆液为悬浮液，对某些细微裂缝、裂隙或孔隙，有时不能得到满意的灌注效果。此外，在某些有一定流速的漏水部位，灌入的水泥浆在凝固前很容易被水稀释或冲走，这些都使水泥灌浆的应用受到一定的限制。因此，纯液体状、具有快速凝结特性的化学灌浆材料应用而生。
（一）化学灌浆材料的优点
1．粘度低，流动性能好，可灌性能好，水泥浆液难以灌入的微细裂隙，用化学浆液能够很容易地灌入；
2．浆液的胶凝时间可以准确地控制，有利于施工，特别是处理扬压力大和涌水量大的灌浆段与流速快、渗漏量大的部位更为合适；
3．浆液聚合后形成的聚合体渗透系数小，防渗性能好；
4．甲凝、环氧树脂等浆材，胶凝后与岩石或混凝土的粘结性好，性能也比较稳定。
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