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　　摘要：高强灌浆材料是一种可以对混凝土的蜂窝和孔隙的部位进行灌浆修补以及灌注大型机械地脚螺栓及机器底座的材料。分析了灌浆材料的现状及存在问题，探讨了研究意义。

　　关键词：灌浆材料；高强；波特兰水泥

　　1灌浆材料的发展

　　灌浆材料就其所用的原材料可大致分为四个阶段，分别是：原始粘土浆液阶段、初期水泥浆液阶段、中期化学浆液阶段和现代注浆阶段。

　　1.1原始粘土浆液阶段

　　1802年法国土木工程师查里士·贝里尼（CharlesBering）首次成功地运用粘土浆液为港口城市戴佩（Dieppe）维修加固砌筑墙，自此之后，这种灌浆方法相继传入英国和埃及。这一阶段的注浆技术处于原始萌芽阶段，注入方法比较原始，浆液主要是黏土、火山灰、生石灰等简单材料。

　　1.2初期水泥浆液注浆阶段

　　1824年，英国建筑工人J.阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权，并大量应用于土木工程中。自此，水泥基材料开始进入灌浆材料的领域【1】。1838年英国汤姆逊隧道开始用水泥作为灌浆材料。此后黏土灌浆，水泥灌浆一直占据着主导地位【2】。1845年W.E.Worthln第一次将水泥注入水库溢洪道的基础中以提高基础的承载能力；1864年德国人在勤恩矿井内用手摇泵注水泥浆加固竖井井壁。1880～1905年期间在德国北部和比利时煤矿工作的Reumax、Porticr、Saelier、Francors等人成功研制出高压注浆泵，改进了灌浆材料的混合方式等灌浆工艺，并将之用到隧道和大坝的建设中，成为现代注浆法的基础【3】。标志注浆技术的发展进入初期水泥浆液注浆阶段。

　　1.3中期化学浆液注浆阶段

　　人们在实践中发现普通水泥的粒径较大，当向较小的间隙中灌入时显得无能为力，这使得人们开始研究更好地灌浆材料--溶液性灌浆材料也即化学灌浆材料。1884年英国豪斯古德在印度建桥时，首次采用化学药品固砂；1887年，佐斯基利用一个钻孔注浓水玻璃，邻近孔注氯化钙，创造了原始的硅化法而获专利，化学灌浆材料才发展起来；1909年，比利时人勒马尔塔蒙特在水玻璃中加入稀酸，发现了改变水玻璃pH值的凝固机理，提出了双液单系统的一次压注法并获得专利【4】；1920年荷兰采矿工程师尤斯登首次论证了化学注浆的可靠性，并提出了使用水玻璃、氯化钙的双液双系统的注入方式，于1926年获得专利。由于水玻璃价格便宜、无毒，所以得到了很快的发展【5】。

　　直到20世纪40年代，水玻璃类的灌浆料几乎占据了整个灌浆领域【6】。随着工程上的需要和化学工业的发展，化学灌浆也在不断的发展与进步，从而补充水泥灌浆的不足，使化学灌浆逐步满足工程需要。20世纪50年代，美国研制了黏度接近水，胶凝时间可以任意调节的丙烯酰胺浆液（AM-9）。

　　1956年左右，又出现了尿素-甲醛类浆液，此后国际上相继推出了木素类（英国的TDM铬木素浆液，中国东北大学杜嘉鸿教授领导研制的微毒性铬木素浆液）、丙烯的盐类、聚氨脂类、环氧类等品种繁多的化学灌浆材料【7】。但当化学灌浆料再发展到了1974年时，日本福冈发生了灌注丙烯酰胺引起中毒的事故后，日本开始禁用有毒的化学浆液。随后一些国家也参照日本的"暂行规定"禁止使用毒性浆材。美国也于1978年停止了AM-9的生产并禁止其使用【8】。直道20世纪70年代后期世界各国相继禁止用有毒化学注浆材料，并且其他化学注浆材料的使用也有一定限制。至此，化学灌浆剂即将走下其主导地位。

　　1.4现代注浆阶段

　　由于化学灌浆材料有毒，而水玻璃类浆材在固结强度和耐久性方面又不能满足大型工程的需要。因此，人们又开始把目标转到硅酸盐水泥的开发利用上，但是由于水泥颗粒的粒径较大，导致其在一些细小缝隙上的灌入能力大打折扣。为此，Shimoda和Clarke分别于1982年和1984年用超细水泥，很好的解决水泥基灌浆料在应对细小缝隙上的困难。当时他们使用的超细水泥是日本奥罗达水泥联合公司和吉涯德岩土化学联合公司生产的MC-500号水泥；粒径为1～5μm，50%（wt）的中间粒径为4μm，该浆液可灌入到3.75×10-4cm的细砂层，固结砂胶体的渗透系数提高到1×10-6cm/s，固结砂试样的3d和28d的抗压强度分别为25MPa和54MPa【9】。随后日、美、法等国开发了超细水泥、湿磨水泥灌浆技术，并声称其应用范围大体等同于化学灌浆材料。

　　我国于20世纪80年代中期在一些科研机构、大专院校等单位开始研制超细灌浆水泥。目前中、日、德、法、瑞士等国均能生产出比表面积800～1600m2/kg的超细水泥，最大粒径小于20μm，平均粒径小于5μm。20世纪90年代初，我国已开始自主研发并生产水泥基灌浆材料。水泥基灌浆材料是以高强度材料作为骨料，以水泥作为结合剂，辅以高流态、微膨胀、防离析等物质配制而成。它在施工现场加入一定量的水，搅拌均匀后即可使用。

　　与化学灌浆料相比，水泥灌浆料的材料来源广、价格低、无毒、环保、运输和储存方便，固结体强度高，抗渗性强等一系列优点。

　　自此，水泥基灌浆材料再次被人们所重视，它主要被应用于混凝土结构的修补、改造和加固、设备基础的二次灌浆、桥梁接缝连接等工程领域。

　　2国内水泥基灌浆料现状

　　2005年4月11日，国家发展和改革委员会发布了建材行业标准《水泥基灌浆材料》JC/T986-200。

　　2008年3月31日，中国住房和城乡建设部与国家质量监督检验检疫总局联合发布了国家标准《水泥基灌浆材料应用技术规范》GB/T50448-2008，系统地对灌浆工程的设计、施工、质量控制与工程验收提出具体要求。

　　目前国内从事水泥基灌浆材料的生产企业达200余家，年产量近50万吨。由于改革开放、我国与世界接轨、各种新技术运应而生，各种公司相继来中国建厂、建公司，这使得建筑业发展迅猛。这也使灌浆料的使用范围，已逐渐从早期单一的冶金建设全面拓展到市政、建筑等各行业，并获得了良好的效果。目前它主要被应用于混凝土结构的修补、改造和加固、设备基础的二次灌浆、桥梁接缝连接等工程领域。

　　近些年来，随着人们对环保、健康的重视，使得水泥基高强灌浆料更有了很好的发展。相比之化学灌浆料，生产水泥基高强灌浆料所造成的污染以及其自身的毒性被极大的降低了。这也使得它被广泛的应用于建筑的修补、加固领域。

　　3灌浆材料的定义及分类

　　按化学组成可分为有机灌浆材料、无机灌浆材料和有机-无机复合灌浆材料三大类。

　　3.1有机灌浆材料

　　随着灌浆技术的发展，研究和应用低毒甚至无毒的有机灌浆材料已经成为一种趋势。有机化学灌浆材料有许多优点，可以解决传统水泥基灌浆料所不能解决的问题，但有它致命缺点，比如受稀酸、稀碱和其他外界因素的影响很敏感，且大多数有毒，污染周围环境和地下水资源。虽然有机灌浆材料向低毒甚至无毒型发展，但在市场上能满足环保要求的产品少之甚少，在加上耐久性差，而且其昂贵的价格更让使用单位望而却步。