化学加固法

更新时间:2024-05-21 17:16

化学加固法是利用化学溶液或股结剂,灌入土中,将土粒胶结起来。采用的化学浆液有水泥浆液、以水玻璃为主的浆液、以丙烯酸胺为主的浆液和以纸浆为主的浆浓等。加固的施工方法有灌注法、旋喷法、旋转搅非法和电渗硅化法等。本节只介绍电渗硅化法。

常见方法

硅化加固法

通过打入带孔的金属灌注管,在一定的压力下,将硅酸钠(俗称水玻璃)溶液注入土中;或将硅酸钠及氯化钙两种溶液先后分别注入土中。前者称为单液硅化;后者称为双液硅化。

单液硅化

适用于加固渗透系数为 0.1~2.0米/日的湿陷性黄土和渗透系数为0.3~5.0米/日的粉砂。 加固湿陷性黄土时,溶液由浓度为10~15%的硅酸钠溶液掺入2.5%氯化钠组成。溶液入土后,钠离子与土中水溶性盐类中的钙离子(主要为硫酸钙)产生离子交换的化学反应,在土粒间及其表面形成硅酸凝胶,可以使黄土的无侧限极限抗压强度达到0.6~0.8兆帕。加固粉砂时,在浓度较低的硅酸钠溶液内(比重为1.18~1.20)加入一定数量的磷酸(比重为1.02),搅拌均匀后注入,经化学反应后,其无侧限极限抗压强度可达0.4~0.5兆帕。

双液硅化

适用于加固渗透系数为 2~8米/日的砂性土;或用于防渗止水,形成不透水的帷幕。硅酸钠溶液的比重为1.35~1.44,氯化钙溶液的比重为1.26~1.28。两种溶液与土接触后,除产生一般化学反应外,主要产生胶质化学反应,生成硅胶和氢氧化钙。在附属反应中,其生成物也能增强土颗粒间的连结,并具有填充孔隙的作用。砂性土加固后的无侧限极限强度可达1.5~6.0兆帕。

硅化法总结

硅化法可达到的加固半径与土的渗透系数、灌注压力、灌注时间和溶液的粘滞度等有关,一般为0.4~0.7米,可通过单孔灌注试验确定。各灌注孔在平面上宜按等边三角形的顶点布置,其孔距可采用加固土半径的1.7倍。加固深度可根据土质情况和建筑物的要求确定,一般为4~5米。

硅酸钠的模数值通常为2.6~3.3,不溶于水的杂质含量不超过2%。 此法需耗用硅酸钠或氯化钙等工业原料,成本较高。其优点是能很快地抑制地基的变形,土的强度也有很大提高,对现有建筑物地基的加固特别适用。但是,对已渗有石油产品、树胶和油类及地下水pH值大于9的地基土,不宜采用硅化法加固。

碱液加固法

碱液对土的加固作用不同于其他的化学加固方法,它不是从溶液本身析出胶凝物质,而是碱液与土发生化学反应后,使土颗粒表面活化,自行胶结,从而增强土的力学强度及其水稳定性。为了促进反应过程,可将溶液温度升高至80~100°C再注入土中。加固湿陷性黄土地基时,一般使溶液通过灌注孔自行渗入土中。黄土中的钙、镁离子含量较高,采用单液即能获得较好的加固效果。

电化学加固法  在地基土中打入一定数量的金属电极杆,通过电极导入直流电流,使水分从阴极排走,从而使土固结。用电化学法加固地基时,主要发生三个过程:①电渗,电渗后土大量脱水并固结;②离子交换作用,交换时吸附的钠、钙被氢及铝代替;③结构形成过程,由铝胶形成土粒结构,也可采用电流和化学溶液配合的方法使土加固,即化学溶液通过带孔的灌注管网注入土中,通电后溶液随着水的运动由阳极向阴极扩散,提高加固效果。

电化学法

一般用于加固渗透系数小于0.1米/日的淤泥质地基。但此法昂贵,需由专门的设备作试验,确认有效后才采用。

高分子化学加固法  将高分子化学溶液压入土中进行地基处理的一种方法。它适用于砂类土地基加固、帷幕灌浆,以及地下工程的止水堵漏;对坝基工程的泥化夹层与断层破碎带的加固亦有成效,如将氰凝灌入砂土后的抗压强度可达10.0兆帕。

用于地基加固的高分子材料品种较多,有脲醛树脂丙烯酰胺类(也称丙凝)、聚氨酯类(也称聚氨基甲酸酯或氰凝)等,其中以聚氨酯类比较好。60年代末,日本首先研制的TACSS灌浆材料和中国在 70年代初研制成的氰凝,都是以过量的异氰酸酯与聚醚反应而得,称为预聚体。预聚体含有一定量的游离异氰酸基(-NCO)能与水反应,当浆液灌入土中时,-NCO基遇水后在催化剂作用下,进一步聚合和交联,反应物的粘度逐渐增大而凝固,生成不溶于水的高分子聚合物,达到加固地基的目的。

氰凝灌浆的特点是:遇水反应后,由于水是反应的组成部分,因此,浆液被水冲淡或流失的可能性较小;而且在遇水反应过程中放出的二氧化碳气体使浆液发生膨胀,向四周渗透扩散,又扩大了加固范围。高分子材料价格昂贵,限制了它的使用。有剧毒,施工中应有防毒措施,并应考虑对环境污染的问题。

化学锚栓化

化学锚栓是继膨胀锚栓之后出现的一种新型锚栓,是通过特制的化学粘接剂,将螺杆胶结固定于砼基材钻孔中,以实现对固定件锚固的复合件。 应用范围: 各种设备基础的固定;各种建筑结构中的钢筋埋植;铁路、铁轨的锚固;幕墙安装锚固;化工设备、管道、广告牌等的安装锚固;水利设施、码头、公路、桥梁等工程的各种锚固。 产品优点: 靠化学物质粘接受力,经过检测锚固力强,形同预埋;无膨胀应力,对基材要求低,可应用在开裂混凝土中,边间距小;产品采用玻璃密封包装,化学成分与大气不发生接触,性能稳定,透明玻璃可直接目测管内药剂质量,在安装过程中粉碎的玻璃(SiO2)直接充当骨料,粘接更牢靠;产品内管固化剂同样由玻璃密封,搅拌后充分混合迅速凝固,安装快捷,节省施工时间;化学药剂性能优良,耐酸碱、耐低温、耐老化,耐热性能好,常温下无蠕变,耐水渍,在潮湿环境中长期负荷稳定,抗焊性、阻燃性能良好,抗震性能好。

膨胀螺栓上包一个圈筒,这个圈筒上是有缝隙的,用时在墙上打一个洞.把膨胀螺栓放到这个洞里,在拧紧螺栓时圈筒被挤压撑开.这样使螺栓卡在洞里.起到固定的作用.

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