环氧灌浆材料研究进展

随着高速公路交通流量和汽车荷重的增大以及使用年限的增加,路面病害日益显现,研发高性能化学灌浆材料已经成为当下迫切的需求。环氧树脂灌浆材料因其高强度、良好的力学性能和附着力、低收缩率和热稳定性等特点,成为一种极具发展潜力的灌浆材料。为了满足环氧灌浆材料在多方面的应用需求,已经有多种改性方法用于提高环氧灌浆材料的力学性能,如在分子链段中引入有机硅、醚基团等柔性基团,通过与聚氨酯共混形成互穿聚合物网络结构,以及添加纤维、纳米粒子等增强填料或其它方法获得高机械性能等。从结构改性、共混改性、掺杂改性以及其他方法几个方面综述了环氧灌浆材料的改性方法,并对环氧灌浆材料领域进行了展望。

尾矿资源化利用制备水泥注浆料的无侧限抗压强度预测

尾矿资源化利用制备水泥注浆料可实现尾矿的可持续性。为准确预测尾矿资源化利用制备水泥注浆料的无侧限抗压强度,基于K近邻回归、支持向量回归、随机森林、Gradient Boosting(GB)和Light Gradient Boosting Machine(LightGBM)算法,建立了无侧限抗压强度的预测模型。首先,收集了738组尾矿资源化利用制备水泥注浆料的无侧限抗压强度的试验数据,建立了无侧限抗压强度数据库,试验参数包括尾矿化学性质、水泥强度、水泥尾矿质量比、质量浓度、养护时间和无侧限抗压强度。随后基于该数据库,建立了K近邻回归、支持向量回归、随机森林、GB和LightGBM模型,选取了3个统计指标评估模型性能,并对比模型的精度和误差。结果表明:水泥与尾矿的质量之比与无侧限抗压强度的相关性最大,而在尾矿的化学性质中,二氧化硅含量对无侧限抗压强度的影响最大。在训练集和测试集上,支持向量回归模型的预测性能最好(决定系数R^(2)分别为0.99和0.98),且约99%数据的误差在1 MPa范围之内;GB模型的R^(2)分别为0.98和0.96,而K近邻回归模型的R^(2)分别为0.98和0.83。总体而言,支持向量模型的预测性能要优于GB模型、随机森林模型、LightGBM模型和K近邻回归模型,表明支持向量回归模型可准确地预测以及评估尾矿资源化利用制备水泥注浆料的抗压强度。本研究为尾矿在混凝土以及水泥等领域的资源化利用提供了基础。

水玻璃改性聚氨酯灌浆材料制备与性能研究

针对聚氨酯灌浆材料在引调水隧洞不良地质体堵水加固处理中存在造价较高和力学强度较低等问题,采用水玻璃对聚氨酯材料改性,制备改性油溶性聚氨酯,研究多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)、水玻璃和催化剂添加量对材料抗压强度的影响,通过扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FI-IR)测试,研究改性聚氨酯的结构对性能的影响规律。结果表明:PAPI、水玻璃和催化剂添加量对试样强度影响大小顺序为水玻璃>催化剂>PAPI;当m(PAPI)∶m(水玻璃)∶m(催化剂)=20∶20∶1时,纯固化体抗压强度达到49.5 MPa,结石体抗压强度达到16.5 MPa,优于其他同类产品。进一步微观分析结果表明:改性后的聚氨酯材料表面均匀,无明显微裂纹,各部分连接为较好的整体;随着水玻璃用量的增加,波数在1050 cm^(-1)附近的红外特征吸收峰逐渐增强,聚合物链段中引入了无机Si—O键,该结构提高了聚氨酯的抗压强度。采用水玻璃改性制备的聚氨酯降低了使用成本,提高了材料力学强度,有望在引调水工程隧洞破碎围岩堵水加固处理中推广应用。

碾压混凝土重力坝坝体贯穿裂缝渗漏封堵技术

云南某水电站14#坝段各层廊道及坝后下游面因地质、结构、混凝土温控、库水冷击等因素而出现不同程度裂缝,裂缝渗漏量大,严重影响大坝安全稳定。本项目通过对上游侧各层廊道裂缝钻穿缝斜孔灌注LW/HW水溶性聚氨酯灌浆材料封堵渗漏,坝顶钻骑缝孔灌注LW水溶性聚氨酯灌浆材料封堵窜漏通道,解决了大坝裂缝渗漏问题,为后期裂缝补强加固奠定了基础。

高渗透环氧树脂灌浆材料低温特性研究

选取国内在水利水电工程中已成功应用的6种环氧树脂灌浆材料进行低温特性试验研究,对比在5℃低温下浆材的黏度、凝胶时间、接触角、可操作时间,测试低温养护后材料的抗拉强度、抗压强度和劈裂抗拉强度,综合评判浆材的耐低温性能。实验结果表明,6种环氧树脂灌浆材料中,A系列和D系列化学灌浆材料的低温性能较差,B系列、C系列、E系列和F系列化学灌浆材料在低温下的综合性能较好。

隧道衬砌施工缝注浆材料适用性试验研究

根据运营隧道衬砌施工缝渗漏水治理对注浆材料的要求,研究了水性聚氨酯、油性聚氨酯和改性环氧树脂的基本性能,利用室内试验测试不同注浆材料的可操作时间、体积收缩特性、浆液固化物与基面的粘结性能,评价不同注浆材料的适用性。研究结果表明,不同注浆材料在试验条件下的浆液凝结时间与标准条件下有差别;水性聚氨酯在空气中会失水收缩;不同注浆材料固化后与水泥砂浆的粘结强度不同,其粘结强度由大到小为:改性环氧树脂>室内养护水性聚氨酯>清水养护水性聚氨酯>油性聚氨酯。

装配式建筑构件连接用化学灌浆材料粘聚渗透性能研究

为探究装配式建筑用化学灌浆材料在制备中不同材料参数配比对于强度等性能的影响,选择硅酸盐水泥作为胶凝材料,配合陶粒、河砂等骨料及矿物掺和料,完成制备方法及灌浆试件的性能测试方法的设计。采用正交实验优化灌浆材料的制备配比,将水胶比、胶砂比、矿物掺和料掺量作为正交实验中的变量因素,分析不同水平下的试件相关性能。研究结果表明,当水胶比为0.19、胶砂比为1.14、矿物掺和料掺量为0.20%时得到的试件性能最佳,对应配比为水泥750 g、砂810 g、PVA120 g、水213 g时,试件力学性能最优、竖向膨胀率及自由沁水率最佳。

CW系化学灌浆材料与技术及其在水库大坝除险加固中的应用

大坝渗漏治理是水库大坝除险加固中一项非常重要的工作。水利水电工程复杂不良地质体和混凝土深层微细裂缝缺陷所引起的坝基和坝体渗漏问题,对水库大坝的力学和渗透稳定性极为不利,如何有效处理是工程界面临的重大技术难题之一。仅采用普通水泥、湿磨细水泥或超细水泥灌浆往往难以达到预期防渗补强加固要求,化学灌浆是一种更为有效的技术手段。长江科学院结合国家重大水利水电工程建设需求,针对以上技术难题,通过多年持续创新与突破,研发了CW系列高性能化学灌浆材料,开发了配套灌浆装备系统和精细控制工艺,由此形成水库大坝除险加固CW化学灌浆成套新技术。该技术已成功应用于国内外100余个重点水利水电工程,有效保障了工程安全运行和综合效益发挥,产生了巨大的社会、经济和生态效益。

高分子灌浆材料的研究现状及展望

国内防渗加固工程日益增多,加固要求逐步提高对我国灌浆材料的研究提出了新的要求。针对目前高分子灌浆材料使用现状,在综合分析国内外文献的基础上从高分子灌浆理论、灌浆材料、灌浆方法、目前存在的问题以及未来的研究方向五个方面的问题进行了论述分析。回顾了高分子灌浆材料的发展历史,搜集了国内应用较多的高分子灌浆材料以及一些比较新的高分子灌浆材料的改性的研究成果,并对高分子灌浆材料的优缺点以及今后改性的方向做了展望。

CW系环氧树脂化学灌浆材料的研究及应用

介绍了以低黏度环氧树脂为主剂,无毒、高韧性且适合于水中固化的固化体系,以及反应性表面活性剂为主要组成的CW系环氧树脂化学灌浆材料,此灌浆材料具有初始黏度低、可操作时间长、胶凝时间可调、渗透性好以及力学强度高等优点。通过在断层破碎带固结灌浆、溶蚀带基础防渗、混凝土裂缝修补等工程实例中的成功应用,说明CW系环氧树脂化学灌浆材料能成功地解决灌浆材料对岩石断层破碎带和泥化夹层的渗透和固结,对尚不完善的岩基处理技术提供了一种新方法。为处理有压流动水环境的地基和混凝土裂缝提供了以憎水性为主兼亲水性的化学灌浆材料。

水利行业化学灌浆技术最新研究及应用

介绍了水利行业常用的化学灌浆材料,如水玻璃、环氧、聚氨酯、丙烯酸盐等灌浆材料的最新研究成果,对目前化灌行业内常用设备,如化学灌浆泵、化学灌浆记录仪及深孔阻塞设备进行了介绍;对水利行业涉及的化学灌浆有关规范、标准以及化学灌浆理论的最新研究成果进行了概括和总结。并结合典型工程实例,介绍了化学灌浆技术在水工建筑物中的应用情况,综合提出水利行业化学灌浆技术的可持续发展之路。

新型高性能糠酮化学浆材

采用质子酸、Lewis酸均相催化法研制出环氧改性糠醛丙酮化学灌浆材料 ,研究了糠醛丙酮酸均相催化反应的反应机理、环氧改性糠醛丙酮浆材固结体的力学性能。实验结果表明 ,胺固化的环氧改性糠酮化学浆材具有良好的应力 -应变关系 ,2 8d压缩强度可达 86 .2 MPa,压缩弹性模量为 9.2 3× 10 2MPa,浆材的渗透性能与其粘度密切相关。酸直接均相催化固化的浆材粘度低、渗透性好 ,2 8d压缩强度达 86 .8MPa。

某水电站大坝6坝段化灌加强帷幕防渗耐久性分析

在分析坝址地质条件的基础上,依据近年来区内地下水宏观、微观动态以及析出物等特征,对6坝段化灌加强帷幕的防渗耐久性作了多手段综合分析和评价。分析表明:幕后Up6孔扬压力实测值近年来有回升之势,且与库水位之间的相关性趋于密切;幕后灌64孔排水量较大,且与库水位之间亦有较密切的相关性;幕后局部地下水的pH值低于坝前库水,且含有较高的HCO-3,为水溶液中含有源于化灌材料的有机质的氧化所致;幕后局部地下水溶液为非饱和态,即SI<0,表明相应部位具有较好的径流条件。据此认为,该坝段加强帷幕的局部防渗性能已发生了衰减。

丙烯酸盐灌浆材料的研制及其在万安工程中的应用

江西万安水电站坝基防渗处理，采用垂直式防渗灌浆帷幕。为解决坝基基岩细微裂隙和断层影响带裂隙密集区的灌浆问题，特研制具有高穿透性的灌浆材料。研究发现丙烯酸钙和丙烯酸镁混合溶液是一种良好的化学灌浆材料。它具有高穿透性、凝胶抗挤出能力强等性能，与丙烯酰胺化学灌浆材料性能基本类似，但其毒性却低得多。已在该工程的船闸和厂房的帷幕灌浆和船闸温度伸缩缝止水堵漏中应用，效果良好。

渗透型改性环氧灌浆材料

以环氧树脂为主剂、脂肪族多胺为固化剂,以糠酮树脂、活性稀释剂糠醛丙酮、硅烷、Mannich型酚醛胺为主要改性材料的改性环氧灌浆材料,具有优异的渗透性,结合适当的施工工艺,可获得固化时间可调、固化物强度符合实际工程的渗透型改性环氧灌浆材料,并可用作多种用途。

化学注浆在兴隆庄煤矿西风井深井井筒微裂隙防渗中的应用

兴隆庄煤矿位于地应力较大的地区 ,由于井壁受力的特点 ,在第四系与下伏基岩接触的部位 ,西风井井筒已发生严重的变形破坏。为保证井筒的正常使用 ,在此部位需要开挖卸压槽以缓冲井筒所受的压力 ,在开挖卸压槽的过程中 ,如何防止壁后第四系含水层发生溃砂涌水的事故是一个需要解决的难题。结合工程实例 ,本文详细地介绍了化学注浆的设计方案及施工工艺 ,评价了化学注浆的效果 ,结果表明 ,化学浆液具有较好的渗透性 ,能有效的封闭岩层中的微裂隙 ,达到很好的堵水固砂的效果。

堵漏灌浆材料AC-MS的研究与应用

文中主要对堵漏灌浆材料—— AC- MS浆液 (主剂为丙烯酸镁 )的性质 ,特别是 AC- MS浆液与水泥浆混合使用情况进行了试验研究 ,并进行了 AC- MS浆液和水泥浆混合使用在动水条件下的室内模似堵漏灌浆试验和AC- MS- -水泥浆液在贵州某水电站基坑溶洞漏水处理中的应用。试验结果表明 AC- MS是一种性能良好的堵漏灌浆材料 ,其凝胶体具有较好的粘结性、弹性和水中膨胀性 ;AC- MS浆液与水泥浆混合使用 ,可使水泥浆速凝 ,凝胶体粘结强度和抗冲性能较好 ,可以用于封堵较高流速和较大流量的涌水 。

湿面粘接理论

本文叙述了粘接面上水的状态，水影响胶接强度的机理和湿面粘接理论．介绍了按照湿面粘接理论设计的环氧树脂胶粘剂和甲基丙烯酸酯类胶粘剂对混凝有水表面的胶接强度分别提高31％和1．6－2．2倍．

边角煤工作面煤壁片帮机理分析及注浆加固技术

以显德汪矿二采区1223工作面为工程背景,针对不规则边角煤工作面大角度调采期间,出现的煤岩体破碎较严重且在仰采时出现煤壁片帮等问题进行了分析,针对性地提出了采用高分子加固材料进行注浆加固的方式,阐述了高分子加固材料的注浆加固原理,设计出注浆加固方案并进行应用。回采实践表明,采用高分子加固材料进行注浆加固后,工作面片帮和冒顶得到有效控制,实现工作面正常回采。

植物根系和化学类有机高分子灌浆材料固坡机理及适用范围对比研究

对植物根系固坡和化学类有机高分子灌浆材料固坡进行对比研究,得出如下结论:植被固坡主要适用于2 m以下浅层边坡的防治性处理;灌浆固坡适合于空隙较大土体、裂隙较多的堆积岩石坡体,灌浆体对植物无法涉足的次深层边坡有较好的治理效果,但灌浆固坡治理深度宜在7 m以内。