高分子灌漿材料

灌漿材料的發展具有悠久的歷史。自發明水泥並作為灌漿的主要材料以來，直至化學漿材時代的開始，經歷了 60多年的實踐，此後到 20 世紀40年代，化學灌漿一直由水玻璃佔據主導地位，隨着現實的需要，化學灌漿由單純的無機物，逐漸開始採用有機材料。20世紀50年代，美國發明瞭丙烯酰胺漿材，其黏度很小，接近水，且凝膠時間可以任意調節，由此高分子灌漿材料迅速發展。
　　我國化學灌漿技術研究起步較晚，迄今只有50多年的歷史。上世紀50年代末形成環氧樹脂、甲基丙烯酸甲酯等灌漿材料；60 年代形成丙烯酰胺灌漿材料；至 70 年代末，才形成了聚氨酯灌漿材料；80年代後，彈性聚氨酯、水溶性聚氨酯、丙烯酸鹽、不飽和聚脂、熱瀝青、木質素類、脲醛樹脂類等不同程度地在各種工程中得到應用。

高分子灌漿材料的發展方向是：（1）對環境無污染，主要是通過使用無溶劑或水做溶劑作為高分子灌漿材料的改性方向，譬如現在正在研究的水溶性環氧樹脂灌漿材料。並且使用無毒的固化劑，無毒的催化劑等。另外使用廢舊高分子材料作為灌漿材料也是目前研究的熱點；（2）較高的強度，就是通過對高分子材料的改性使其擁有較高的強度；（3） 施工的便捷性，施工簡單快速高效，這不僅侷限於施工方法的改進上，也是對材料的滲透性以及浸潤性提出了更高的要求。除此之外，漿材的儲存穩定性的研究，計算機技術在灌漿性能方面的模擬以及研究也是灌漿材料發展不可缺少的。 ^[1] 

理想灌漿材料的要求是：①原料來源豐富，價格便宜；②運輸、儲存時是固體，使用時可配製成低粘度的溶液；③對地層具有高滲透性；④灌入地層後能在常温常壓下凝固，對環境中的雜質不敏感；⑤固化後與地層構成高強度、高穩定性和高抗滲性的整體；⑥凝固時間易於控制；⑦無毒、無污染、無腐蝕性。

近30年發展的灌漿材料大致分下列幾類：

是理想的一類灌漿材料，其水溶液的粘度接近於水，並在整個誘導期間保持不變，膠凝時間短而可控，溶液的滲透性很好。就地聚合後能形成穩定的、不透水的並具有彈性的聚丙烯酰胺凝膠，從而起到堵水防滲和穩定加固地層的作用。缺點是丙烯酰胺單體對人體有毒。

主要成分是木素磺酸鹽，來源於造紙廢液，具有原料來源豐富，價格低廉,溶液粘度低,膠凝時間可控，穩定性較好等優點；但凝膠體的強度較低，抗滲性較差。由於採用重鉻酸鹽作固化劑，六價鉻離子是高毒性的，現在以這種成分為主的灌漿材料已經從美國市場消失。

由間苯二酚與甲醛在常温下反應生成的縮聚物(見酚醛樹脂)。通常用氫氧化鈉作催化劑，膠凝時間可通過調節pH值控制。這種漿液的粘度低，可用於固結土質，其強度與樹脂含量成正比；缺點是對乾濕循環的抵抗能力較差，且三種原料都有毒性和腐蝕性。

由多元異氰酸酯和多元醇或其他含有羥基的聚合物如聚醚、聚酯等製成，有非水溶性和水溶性兩種，都能與水反應，但水溶性聚氨酯能被大量（最大達40倍）的水稀釋。聚氨酯與水反應，發泡、交聯而形成水合凝膠體，既起到穩定土質的作用，又達到止水的效果。但多元異氰酸酯及其漿液的其他組分是有毒的。

目前世界各國研究的主攻方向是降低材料的毒性，消除污染和提高浸透性能等。中國自1959年開始研究高分子灌漿材料,20多年來,先後研製成功環氧樹脂類、丙烯酰胺類、甲基丙烯酸酯類、木素類、聚氨酯類、脲醛樹脂類和丙烯酸鹽類等灌漿材料，用於水工建設、文物保護、油井堵水、礦井建設等工程中。