灌漿技術是指通過一定的壓力將能凝固的漿液注入結構物和地基的縫隙(裂縫和孔洞)中，改善被灌體力學性能、防滲性能及滿足其它功能的一種技術。膠質灌漿是指膠凝性的固體顆粒漿液按規定的濃度用機械壓力或漿液自重壓力，通過鑽孔或其他設施，壓送到岩石裂隙、砂礫石空隙、岩石與混凝土接觸帶或其他需要灌漿的部位中。
基本介紹
- 中文名：膠質灌漿
- 外文名：glial grouting
- 學科：土木工程
- 目的：防滲、固結岩體
- 材料：膠凝材料
- 有關術語：灌漿
膠凝材料,灌漿,高水速凝膠結材料,
膠凝材料
又稱膠結料。在物理化學作用下能膠結其他材料並從漿狀體變成堅硬的具有一定機械強度的物質。可分為無機膠凝材料和有機膠凝材料兩大類。無機膠凝材料按硬化條件可分為水硬性膠凝材料和非水硬性膠凝材料兩種。前者通常稱為水泥，它拌水後既能在空氣中又能在水中硬化，如矽酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、無熟料水泥等;後者只能在空氣中硬化，故又稱氣硬性膠凝材料，如石灰、石膏、鎂質膠凝材料、耐酸膠結料等。有機膠凝材料如瀝青和各種樹脂等。是工程建設中品種數量多、套用面寬的最基本的重要建築材料。對採空區進行膠結充填，不僅能夠控制礦山地壓活動、避免地表塌陷、保障採礦安全，而且能夠消耗大量的尾礦、矸石等礦山固體廢棄物。因此，採空區膠結充填技術得到了日益廣泛的套用。膠凝材料在採空區膠結充填中具有至關重要的作用，其組成和性能直接影響著膠結充填的效果和成本。
灌漿
將具有膠凝性的固體顆粒漿液或化學溶液，按規定的濃度用機械壓力或漿液自重壓力，通過鑽孔或其他設施，壓送到岩石裂隙、砂礫石空隙、混凝土壩段間的接縫、岩石與混凝土接觸帶或其他需要灌漿的部位中的一種工程技術措施。用以達到防滲、固結岩體或其他一些預期目的。
灌漿的分類按灌漿作用分為：帷幕灌漿、固結灌漿，接觸灌漿、回填灌漿、接縫灌漿、混凝土缺陷或裂縫補強灌漿等；按灌漿材料，分為：水泥灌漿、水泥黏土灌漿、水泥砂漿灌漿、黏土灌漿、化學灌漿等；按灌漿對象，分為：岩石灌漿、砂礫石(或砂層)灌漿、混凝土灌漿、土體灌漿等；按灌漿壓力，分為常壓灌漿和高壓灌漿；按灌漿機理，分為滲入性灌漿和張裂式灌漿。
灌漿工程的特點：由於是隱蔽性工程，必須嚴格地依照施工技術要求進行施工，同時，還應詳細如實地做好施工記錄，並及時地對記錄資料進行整理和分析，繪製成圖表，供指導施工和在竣工後進行質量檢查與驗收之用。各類灌漿在設計之前，均應將與灌漿有關的各方面的情況摸清，將有關資料蒐集齊全。在設計中對灌漿質量檢查的方法和應達到的質量標準需做明確規定。帷幕灌漿和固結灌漿由於設計中的未知因素較多，為了使設計儘可能地符合實際情況，在設計之前往往需在工地進行灌漿試驗，以試驗所得的成果作為制訂設計和編制施工技術要求的主要參考資料。
灌漿方法：帷幕灌漿和固結灌漿施工應遵循逐漸加密的原則，每一灌漿孔應單獨進行灌漿。
單孔灌漿的方法分為兩類：①全孔一次灌漿，適用於深度小於6m的淺孔。②全孔分段灌漿，適用於深孔。
全孔分段灌漿，根據灌漿孔內各段的鑽進和灌漿的相互順序，又分為：①自上而下逐段灌漿法，適用於裂隙發育且較為破碎的岩石。②自下而上逐段灌漿法，適用於完整且裂隙少的岩石。③綜合分段灌漿法，適用於岩石地質條件比較複雜且灌漿孔較深的情況。④孔口封閉、無栓塞、自上而下分段灌漿法(簡稱孔口封閉灌漿法)，適用於大壓力深孔灌漿施工。每一段灌漿的方式有填壓式灌漿和循環式灌漿兩種。
高水速凝膠結材料
高水速凝尾砂膠結充填材料(簡稱高水材料)是80年代末90年代初研究成功的新型的膠凝材料。高水材料是以鋁礬土、石灰、石灰石和石膏為主要原料，配以多種無機原料和添加劑等經過破碎、烘乾、配料、均化、燒制以及粉磨等工藝，製成甲、乙兩種固體粉料。主要包括高鋁水泥、石灰、石膏、速凝劑、解凝劑、懸浮劑等，一般加入全尾砂作為填料。高水材料具有固水能力強、單漿懸浮性和流動性強、凝固速度快、強度增長速度快等特點，可以將高比例的水迅速凝固成具有一定承載能力的固體。其體積含水率可高達70%以上，1h凝固強度可達0.5～ 1.0MPa。在需要快速充填和固結的條件下具有優勢。高水材料的主要特性:
(1)高結晶水性能。高水材料硬化體的主要組成水化物相是鈣礬石。鈣礬石的結晶水含量高達46%以上，鈣礬石形成的網狀或樹枝狀結構，不僅使硬化體有較高強度，而且其孔隙內可以容納大量的吸附水，其體積含水率達90%以上。
(2)速凝早強性能。甲、乙高水材料以1：1的比例製成的漿液，混拌均勻後，可在5～ 30min初凝，1h後即可承載，並且還可以根據工藝的要求，調節其初凝時間。固結後的高水充填材料硬化體，強度增長很快:1h抗壓強度可達0.5～1.0MPa，2h抗壓強度為壓強度達3.0～ 4.0MPa， 7d以上抗壓強度可達到5.0MPa以上，最終的強度可達8.0MPa。抗剪強度也很高，7d穩定在2.5MPa左右。
(3)良好的懸浮性、流動性、可泵性。組成高水材料的甲、乙兩種固體粉料與水攪拌製成的甲、乙兩種漿液，輸送或單獨放置可達24h不凝固、不沉澱、不結底，具有良好的懸浮性、流動性，可泵時間長，易於實現長距離輸送。
(4)再生強度功能。高水材料硬化體壓裂後，在不失去水的情況下，存放一段時間，還會使硬化體恢復強度，這種特性稱為再生強度功能。高水材料硬化體具有彈-塑性的特徵，當其單軸受壓後，原有的裂隙被壓密，呈現彈性變形，當其外力繼續加大，材料變形到屈服極限後，並沒有立即發生脆性破壞，只出現一定程度的破裂，還具有一定的殘餘強度。在圍壓的作用下，硬化體更加密實，強度也隨之增大。這一特性對井下進行地壓管理，有著十分重要的意義。
(5)流變特性。流變特性是指材料的流動變形特徵。高水材料開始加水時，以黏塑性為主，逐漸向黏彈性發展，其流變特性可用賓漢模型來描述，漿體的黏度越小，可塑性越差;漿體的黏度越大，漿體內分散體系的內聚力越大，穩定性就越好。
