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粘土浆液 粘土固化剂

 

一 粘土固化剂化学机理

粘土固化剂溶于水后，立即生成大量的铝酸根、硅酸根、liusuan根，三者与水泥水化反应的生成物Ca(HO)2、水化铝酸三钙反应，生成均质绒毛状水化铝酸三钙、无定型水化硅酸二钙、具有较大膨胀性的硫铝酸钙。反应消耗了浆液中大量的拌合水，有利于加速水泥的水化反应，生成具有一定强度的结晶水化物即成为结石体，充填在空隙中的胶凝体会有效地堵塞渗流通道、降低其渗透系数。

铝酸根、硅酸根与粘土中的碱金属发生作用，**生成明矾石。明矾石在Ca(HO)2、CaSO4的激发下缓慢膨胀且生成胶凝钙矾石和具有一定强度的无定型胶凝体，从而改善水泥集料界面的微区结构、孔结构、应力状态等，由此提高结石体的密实度和抗压强度及抗渗能力。粘土固化剂溶于水而产生的铝酸根、硅酸根、liusuan根，作为早期形成的水化铝酸三钙、水化硅酸二钙、水化硫铝酸钙，即后续反应晶体的生长核，可加快浆液中的各种水化反应，生成更多的具有一定强度的水化结晶体和胶凝体，使胶凝速度加快、时间缩短，使结石体强度快速增长、大幅度降低渗透系数。

用粘土固化剂配制的特种粘土固化浆液与加固体的空隙具有很好的胶结作用和化学机理，因此，形成的结石体具有明显的膨胀性和耐久性。

 

二粘土固化浆液主要性能

 

粘土固化剂是粘土固化浆液的关键材料，特种粘土固化浆液主要由80～90%的粘土、20～10%的水泥以及极少用量的粘土固化剂（即水泥用量的15～20%）组成。粘土固化剂彻底解决了水泥与粘土的不相容问题。

      表1 粘土固化浆液与同类浆液的技术性能比较表             

技术性能		粘土固化浆液	普通水泥浆液		水泥粘土浆液
浆液性能	析水性	无	强	微弱或弱
	稳定性	好	差	较好
	吸水性	明显	无	微弱
	流动性与可泵性	好	较好	好
	抗地下水稀释性	很强	差	较弱
	可重复灌注性	好	差	较好
	胶凝时间可控性	可控	不可控	可控性小
	初始粘度可控性	可控	可控	可控
结石体性能	膨胀性与收缩性	明显微膨胀	收缩性大	微收缩
	抗冻性	好	较好	未见检测资料
	抗震性	很好	差	较差
	早期强度可控性	可控且增长快	不可控且增长慢	可控性差
	抗地下水和酸碱侵蚀性	强	差	较强
	标准养护28天抗压强度	可达6－7Mpa	10Mpa	5－6Mpa
	结石体整体堵水性	10-6-10-9cm/s
	灌浆防渗加固可靠性	可靠性好	可靠性差	可靠性一般
胶凝化学产物		大量胶体成分和结晶水化物

 

三粘土固化剂灌浆技术经济指标

 

 基岩灌注时，和纯水泥浆液相比，至少可节约工程成本10%以上。

**，粘土固化剂灌浆技术的灌浆材料是80%的粘土、20%的水泥，粘土固化剂为水泥用量的15%。按水泥400元/t、固化剂7.5元/kg、粘土15元/t计算，可节约灌浆材料成本20%以上。

 其次，由于粘土固化浆液基本无析水性、胶凝时间可控、形成的结石体具有微膨胀性等特点，因此在进行基岩灌注时，可以有效控制浆液的扩散距离，减少浆液流失，提高灌注效率。采用粘土固化浆液进行基岩帷幕灌浆时，和传统的纯水泥灌浆相比，可节省机械台时和人工工时15%以上。

对于坝体而言，传统的防渗加固一般采用冲抓回填或高压旋喷或土工膜技术。冲抓回填受坝体高度、水位和天气限制，且防渗效果相对较差；高压旋喷虽然防渗效果相对较好，但工程造价高，而且还受场地和电力限制；土工膜技术施工工艺要求高。采用粘土固化剂进行坝体防渗加固，同冲抓回填相比，可显著提高防渗性能；尤其与高压旋喷相比，经济效益十分显著，可节约30%以上的工程成本；与土工膜施工工艺相比，前者采用传统的钻孔灌浆工艺，简单易行。

 

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