灌漿材料

灌漿材料指在壓力作用下注入地層、岩石或構築物的縫隙、孔洞中，達到增加承載能力、防止滲漏及提高構築物整體性能等效果的流體材料，由主劑、溶劑(水或其它溶劑)及外加劑（固化劑，穩定劑等）混合而成。通常所說的灌漿材料是指漿液中的主劑。灌漿材料必須是能固化的材料。

(1)漿液的初始粘度低、流動性好、可注性強，能滲透到細小的裂隙或孔隙內；

(2)凝膠時間可以在幾秒—幾十分鐘範圍內任意調整，並能準確控制；

(3)穩定性好，在常溫、常壓下較長時間存放不改變其基本性質，存放受溫度的影響小；

(4)無毒、無臭、不污染環境；

(5)漿液對注漿設備、管道、混凝土結構物等無腐蝕性，並容易清洗；

(6)漿液固化時無收縮現象，固化后與岩體、混凝土等有一定的粘結力；

(7)結石體具有一定的抗壓、抗拉強度，抗滲性好，抗沖刷及耐老化性能好；

(8)材料來源豐富，價格便宜；

(9)配製方便、操作簡單。

灌漿材料可分為固粒灌漿材料、化學灌漿材料和精細礦物灌漿材料。

固粒灌漿材料

由固體顆粒和水組成的懸浮液。它取材方便，造價低，施工簡單，並具有較好的防滲或固結能力，但其所能灌填的縫隙寬度卻受其固體顆粒的細度限制。固粒灌漿材料有粘土漿、水泥漿、水泥粘土漿和水泥粉煤灰漿4種。

①粘土漿。使用最早的灌漿材料。粘土的顆粒細，透水性小，製成的漿液穩定性好，價格低廉，但其結石強度和粘結力都很低，抗滲壓的能力也弱，僅用於低水頭的臨時性防滲工程中。

②水泥漿。目前使用最多的灌漿材料。它的膠結性能好，結石強度高，施工也比較方便，適於灌填寬度大於0.15毫米的縫隙或滲透係數大於1米/日的岩層。對具有寬大縫隙的岩石或構築物、地下水流速或耗漿量很大的岩層灌漿時，常在水泥漿中摻入砂子，以減少漿體結硬時的收縮變形，增加粘結力和減少流失。

水泥漿在各種灌漿材料中使用最廣，多用於岩石、基礎或構築物的加固及防滲堵漏、堤壩的接縫處理、后張法預應力混凝土的孔道灌漿以及製作壓漿混凝土等。

③水泥粘土漿。綜合了水泥漿的結石強度高和粘土漿的漿液穩定性好、價格便宜等優點，使用範圍比較廣，並可根據不同要求選擇不同的水泥-粘土配合比。

④水泥粉煤灰漿。粉煤灰的顆粒細，與水泥等膠凝材料共同製成的漿液穩定性和流動性都較好，在灌漿工程中的應用日趨廣泛。

為了改善固粒灌漿材料的性能，有時還摻用塑化劑、促凝劑等外加劑。

化學灌漿材料

由化學藥劑製成的流動性好的液體。用它能灌入比較細微的縫隙，還能根據需要調節凝結時間。化學灌漿材料分無機及有機兩種：無機灌漿材料以硅酸鈉為主要原料，稱硅化用灌漿材料；有機灌漿材料以各種高分子材料為主要原料，目前常用的有硅酸鈉、環氧樹脂、甲基丙烯酸甲酯、丙烯醯胺及聚氨酯等幾種。

①硅化用灌漿材料。以硅酸鈉（水玻璃）為主要原料的化學漿液。有雙液法和單液法兩種灌注方法：雙液法是將硅酸鈉和氯化鈣兩種溶液先後壓入，化合后結石強度較高，但由於所用硅酸鹽溶液的粘度比較大，一般用於滲透係數為2～80米/日的砂質土的加固及防滲；單液法採用比較稀的硅酸鈉溶液，其粘度和強度都較低，一般用於黃土或黃土類砂質土的加固。

②環氧樹脂灌漿材料。以環氧樹脂為主體，加入一定比例的固化劑、稀釋劑、增韌劑等混合而成。環氧樹脂硬化后粘結力強，收縮小，穩定性好，是結構混凝土的主要補強材料。一些強度要求高的重要結構物，多採用環氧樹脂灌漿。近年來，也能用於漏水裂縫的處理。

③甲基丙烯酸甲酯堵漏漿液。簡稱甲凝，是以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯為主要原料，加入過氧化苯甲醯、二甲基苯胺和對甲苯亞磺酸等組成的一種低粘度灌漿材料。其粘度比水低，滲透力很強，可灌入0.05～0.1毫米的細微裂隙，聚合后強度和粘結力都很高，可用於大壩、油管、船塢和基礎等混凝土的補強和堵漏。

④丙烯醯胺堵漏漿液。簡稱丙凝。它以丙烯醯胺為基料，以甲醛、過硫酸胺、三乙醇胺、硫酸亞鐵、鐵氰化鉀等為助劑。使用時，將氧化劑和其他材料分別配製成兩種溶液，按一定比例同時進行灌注。丙凝漿液的粘度很低，能灌到水泥漿所不能到達的縫隙，然後在縫隙中聚合，變成凝膠體而堵塞滲漏通道。但是，丙凝聚合體的強度很低，可以摻加一定量的脲醛樹脂，配成強度較高的丙凝灌漿材料。主要用於防滲堵漏工程。

⑤聚氨酯灌漿材料。簡稱氰凝，是由異氰酸酯、聚醚和促進劑等配製而成。採用單液灌注，遇水后立即生成不溶於水的凝膠體並同時放出氣體，使漿液膨脹，再次向四周滲透，即具有二次滲透的能力。氰凝最後形成的聚合體的抗滲性強，結石強度高，目前用於地下工程的滲漏縫處理。

精細礦物灌漿材料

精細礦物漿材是當代新發展起來的一類灌漿材料。在組分設計上更注重基於不同的天然礦物、人造礦物和特種功能材料的組合，實現漿液性能、固結性能、長期耐久性等方面關鍵性能的突破。

某些精細礦物漿的漿液性能，如漿液穩定性、漿液粘度、可注性、凝膠時間的可調整性、固結強度和固結體占容等重要性能已接近或超過性能優越的化學漿液。

在一般地層中注漿時，要想取得良好的灌漿效果，要求漿液同時具有兩個特點：一是要求漿液在可泵期內保持很好的流動性，粘度增長不大；二是要求漿液在可泵期后粘度迅速增長，從可泵期到初、終凝的時間間隔要短。第一個特點有利於漿液充分地注入地層孔隙和裂隙中去，第二個特點有利於漿液粘結岩土體，並使漿液避免在凝固前被地下水沖洗。

但是這兩個特點是相互矛盾的，一般的漿液往往只能具備其中的一個特點，不能同時兼備另外一個特點，因而無法兩全其美。在有些情況下，為了使岩土體被迅速封堵填充，採用了速凝漿液。雖然速凝漿液的封堵速度快，但是漿液進入岩土體裂隙的深度受到限制，因而漿液的注漿效果受到影響。