膠質(zhì)灌漿膠凝材料

又稱膠結(jié)料。在物理化學(xué)作用下能膠結(jié)其他材料并從漿狀體變成堅硬的具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)?？煞譃闊o機(jī)膠凝材料和有機(jī)膠凝材料兩大類。無機(jī)膠凝材料按硬化條件可分為水硬性膠凝材料和非水硬性膠凝材料兩種。前者通常稱為水泥，它拌水后既能在空氣中又能在水中硬化，如硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、無熟料水泥等;后者只能在空氣中硬化，故又稱氣硬性膠凝材料，如石灰、石膏、鎂質(zhì)膠凝材料、耐酸膠結(jié)料等。有機(jī)膠凝材料如瀝青和各種樹脂等。是工程建設(shè)中品種數(shù)量多、應(yīng)用面寬的最基本的重要建筑材料。對采空區(qū)進(jìn)行膠結(jié)充填，不僅能夠控制礦山地壓活動、避免地表塌陷、保障采礦安全，而且能夠消耗大量的尾礦、矸石等礦山固體廢棄物。因此，采空區(qū)膠結(jié)充填技術(shù)得到了日益廣泛的應(yīng)用。膠凝材料在采空區(qū)膠結(jié)充填中具有至關(guān)重要的作用，其組成和性能直接影響著膠結(jié)充填的效果和成本。

將具有膠凝性的固體顆粒漿液或化學(xué)溶液，按規(guī)定的濃度用機(jī)械壓力或漿液自重壓力，通過鉆孔或其他設(shè)施，壓送到巖石裂隙、砂礫石空隙、混凝土壩段間的接縫、巖石與混凝土接觸帶或其他需要灌漿的部位中的一種工程技術(shù)措施。用以達(dá)到防滲、固結(jié)巖體或其他一些預(yù)期目的。

灌漿的分類按灌漿作用分為：帷幕灌漿、固結(jié)灌漿，接觸灌漿、回填灌漿、接縫灌漿、混凝土缺陷或裂縫補(bǔ)強(qiáng)灌漿等；按灌漿材料，分為：水泥灌漿、水泥黏土灌漿、水泥砂漿灌漿、黏土灌漿、化學(xué)灌漿等；按灌漿對象，分為：巖石灌漿、砂礫石(或砂層)灌漿、混凝土灌漿、土體灌漿等；按灌漿壓力，分為常壓灌漿和高壓灌漿；按灌漿機(jī)理，分為滲入性灌漿和張裂式灌漿。

灌漿工程的特點(diǎn)：由于是隱蔽性工程，必須嚴(yán)格地依照施工技術(shù)要求進(jìn)行施工，同時，還應(yīng)詳細(xì)如實(shí)地做好施工記錄，并及時地對記錄資料進(jìn)行整理和分析，繪制成圖表，供指導(dǎo)施工和在竣工后進(jìn)行質(zhì)量檢查與驗(yàn)收之用。各類灌漿在設(shè)計之前，均應(yīng)將與灌漿有關(guān)的各方面的情況摸清，將有關(guān)資料搜集齊全。在設(shè)計中對灌漿質(zhì)量檢查的方法和應(yīng)達(dá)到的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)需做明確規(guī)定。帷幕灌漿和固結(jié)灌漿由于設(shè)計中的未知因素較多，為了使設(shè)計盡可能地符合實(shí)際情況，在設(shè)計之前往往需在工地進(jìn)行灌漿試驗(yàn)，以試驗(yàn)所得的成果作為制訂設(shè)計和編制施工技術(shù)要求的主要參考資料。

灌漿方法：帷幕灌漿和固結(jié)灌漿施工應(yīng)遵循逐漸加密的原則，每一灌漿孔應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行灌漿。

單孔灌漿的方法分為兩類：①全孔一次灌漿，適用于深度小于6m的淺孔。②全孔分段灌漿，適用于深孔。

全孔分段灌漿，根據(jù)灌漿孔內(nèi)各段的鉆進(jìn)和灌漿的相互順序，又分為：①自上而下逐段灌漿法，適用于裂隙發(fā)育且較為破碎的巖石。②自下而上逐段灌漿法，適用于完整且裂隙少的巖石。③綜合分段灌漿法，適用于巖石地質(zhì)條件比較復(fù)雜且灌漿孔較深的情況。④孔口封閉、無栓塞、自上而下分段灌漿法(簡稱孔口封閉灌漿法)，適用于大壓力深孔灌漿施工。每一段灌漿的方式有填壓式灌漿和循環(huán)式灌漿兩種。

高水速凝尾砂膠結(jié)充填材料(簡稱高水材料)是80年代末90年代初研究成功的新型的膠凝材料。高水材料是以鋁礬土、石灰、石灰石和石膏為主要原料，配以多種無機(jī)原料和添加劑等經(jīng)過破碎、烘干、配料、均化、燒制以及粉磨等工藝，制成甲、乙兩種固體粉料。主要包括高鋁水泥、石灰、石膏、速凝劑、解凝劑、懸浮劑等，一般加入全尾砂作為填料。高水材料具有固水能力強(qiáng)、單漿懸浮性和流動性強(qiáng)、凝固速度快、強(qiáng)度增長速度快等特點(diǎn)，可以將高比例的水迅速凝固成具有一定承載能力的固體。其體積含水率可高達(dá)70%以上，1h凝固強(qiáng)度可達(dá)0.5～ 1.0MPa。在需要快速充填和固結(jié)的條件下具有優(yōu)勢。高水材料的主要特性:

(1)高結(jié)晶水性能。高水材料硬化體的主要組成水化物相是鈣礬石。鈣礬石的結(jié)晶水含量高達(dá)46%以上，鈣礬石形成的網(wǎng)狀或樹枝狀結(jié)構(gòu)，不僅使硬化體有較高強(qiáng)度，而且其孔隙內(nèi)可以容納大量的吸附水，其體積含水率達(dá)90%以上。

(2)速凝早強(qiáng)性能。甲、乙高水材料以1：1的比例制成的漿液，混拌均勻后，可在5～ 30min初凝，1h后即可承載，并且還可以根據(jù)工藝的要求，調(diào)節(jié)其初凝時間。固結(jié)后的高水充填材料硬化體，強(qiáng)度增長很快:1h抗壓強(qiáng)度可達(dá)0.5～1.0MPa，2h抗壓強(qiáng)度為壓強(qiáng)度達(dá)3.0～ 4.0MPa， 7d以上抗壓強(qiáng)度可達(dá)到5.0MPa以上，最終的強(qiáng)度可達(dá)8.0MPa?？辜魪?qiáng)度也很高，7d穩(wěn)定在2.5MPa左右。

(3)良好的懸浮性、流動性、可泵性。組成高水材料的甲、乙兩種固體粉料與水?dāng)嚢柚瞥傻募?、乙兩種漿液，輸送或單獨(dú)放置可達(dá)24h不凝固、不沉淀、不結(jié)底，具有良好的懸浮性、流動性，可泵時間長，易于實(shí)現(xiàn)長距離輸送。

(4)再生強(qiáng)度功能。高水材料硬化體壓裂后，在不失去水的情況下，存放一段時間，還會使硬化體恢復(fù)強(qiáng)度，這種特性稱為再生強(qiáng)度功能。高水材料硬化體具有彈-塑性的特征，當(dāng)其單軸受壓后，原有的裂隙被壓密，呈現(xiàn)彈性變形，當(dāng)其外力繼續(xù)加大，材料變形到屈服極限后，并沒有立即發(fā)生脆性破壞，只出現(xiàn)一定程度的破裂，還具有一定的殘余強(qiáng)度。在圍壓的作用下，硬化體更加密實(shí)，強(qiáng)度也隨之增大。這一特性對井下進(jìn)行地壓管理，有著十分重要的意義。

(5)流變特性。流變特性是指材料的流動變形特征。高水材料開始加水時，以黏塑性為主，逐漸向黏彈性發(fā)展，其流變特性可用賓漢模型來描述，漿體的黏度越小，可塑性越差;漿體的黏度越大，漿體內(nèi)分散體系的內(nèi)聚力越大，穩(wěn)定性就越好 。

油品中的膠質(zhì)在燃燒時易形成炭渣，引起機(jī)器磨損和堵塞。膠質(zhì)在受熱或常溫下氧化可轉(zhuǎn)化為瀝青質(zhì)，高溫下甚至形成不溶于油的焦炭狀物質(zhì)——油焦質(zhì)。膠質(zhì)是商品瀝青的重要組成部分 。

文獻(xiàn) 中報道，膠質(zhì)同樣可以作為藥物載體。尤其是納米尺度的藥物載體，可以發(fā)揮其相關(guān)特性。2100433B

膠質(zhì)的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，研究認(rèn)為，它是由不長的烷基（如

石油膠質(zhì)的稠環(huán)芳烴和脂環(huán)部分大體為平面結(jié)構(gòu)，支鏈部分也伸展在平面上。分子中稠環(huán)、脂環(huán)和側(cè)鏈中的C—C鍵長均分別比單獨(dú)苯環(huán)、脂肪環(huán)和烷烴的C—C鍵短。側(cè)鏈中的C—C鍵比芳環(huán)和脂環(huán)的C—C鍵弱，在催化劑的作用下將優(yōu)先裂解。重疊形成DG和TG后，鍵長、鍵角和電荷略有變化。膠質(zhì)分子的極性基團(tuán)間存在氫鍵作用，DG和TG分子間的作用能分別為-22．8416kJ/mol和-43．8455kJ/mol。

膠質(zhì)又稱樹脂或極性芳烴，是半固體或液體狀的黃色至褐色的并具有延展性的粘稠液體或半固體物質(zhì)。具有很強(qiáng)的極性。膠質(zhì)的最大特點(diǎn)之一是化學(xué)穩(wěn)定性很差。其密度約為1.0~1.1

膠質(zhì)是石油中一種組分，國際上沒有統(tǒng)一的分析方法和確定定義。其為一種不同高分子化合物的混合物，我國采用氧化鋁吸附色譜法分離膠質(zhì)，通常為褐色的粘稠且流動性很差的液體或者無定型炭，受熱時熔融，相對密度1.0。