三峡工程丙烯酸盐灌浆材料研究

时间：2025-04-26

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绿色化学灌絮技雍

三峡工程丙烯酸盐灌浆材料研究

陈昊王坦

（长江科学院湖北武汉４３００１０）

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本文介绍了专门为三峡工程帷幕灌浆研究的丙烯酸盐化学灌浆材料，测试了浆液胶凝性能。

研究表明，丙烯酸盐浆液的胶凝性能受引发剂、促进剂和缓凝剂的浓度以及环境温度影响较大。凝胶体的渗透系数均极低（Ｋ＜１０。ｏｍ／ｓ），可以认为属于不透水材料。凝胶体具有很强的抗挤出能力，能承受较高的水头压力，是一种防渗效果很好的灌浆材料。荚键镯

丙烯酸盐；化学灌浆；三峡工程；材料研究

１前言

三峡大坝基础岩石裂隙细微，由于水泥是颗粒材料，可灌性受粒径大小的限制，对于微细裂隙，如断层破碎带，水泥灌浆往往灌不进，达不到帷幕要求，因此提出并开展了化学灌浆材料的研究。２０世纪６０年代中期开始，丙烯酰胺类化学灌浆材料先后解决了丹江口、葛洲坝、陈村等许多水电工程中水泥灌浆不能解决的部位的帷幕问题。但是，丙烯酰胺是一种具有中等毒性的化合物，丙烯酰胺类化学灌浆材料的应用范围在许多国家受到限制，而代之以实际无毒的丙烯酸盐类化学灌浆材料。丙烯酸盐材料毒性较低，有的资料认为丙烯酸盐浆液的毒性只相当于丙烯酰胺浆液的ｌ％。为了满足三峡工程坝基防渗工作的要求需要，还研制出了实际无毒的丙烯酸盐化学灌浆材料。在化学灌浆设计与施工中，浆材的胶凝时间是一个很重要的因素。如果胶凝时间过短，浆液来不及渗透到必需的范围，出现漏灌部位，会影响施工质量，造成帷幕达不到要求的防渗效果；如果胶凝时间过长，浆液渗透到要求范围以外，会造成浆液的浪费和延长工期，影响施工进度和经济效益。通过研究各种因素对丙烯酸盐灌浆材料胶凝时间的影响、测试材料的渗透系数和抗挤出强度，证明丙烯酸盐作为帷幕防渗材

料的可行性和优越性。

２丙烯酸盐材料性能试验

２．１

丙烯酸盐浆液的基本组成和主要性质

丙烯酸盐浆液的基本组成如表１所示。

表１丙烯酸盐浆液的基本组成

作者简介：陈昊（１９７２一），男，高级工程师，长江科学院岩基所环境岩石力学与工程技术研究室副主任，主要从事基础加固材料与工程技术研究。

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其中，丙烯酸盐通过一定配比的复合金属氧化物与丙烯酸在一定条件下反应合成。浆液的主要性质：外观为淡黄色溶液（与合成丙烯酸盐所用的原材料的纯度、颜色相关），密度为Ｉ．０５～Ｉ．１２９／ｃｍ３，粘度为１２～３０ｍＰａｓ，ｐＨ值为６－７。

２．２丙烯酸盐浆材胶凝时间的研究

配制一定配比的浆液，配好后在１７℃温度下用旋转粘度计测量浆液在不同时间的粘度，直到浆液完全胶凝固化。主要研究不同浓度的主剂、交联剂、引发剂、促进剂、缓凝剂以及环境温度对浆液胶凝时间的影响。结果如表２所示。

表２试验编号