[发明专利]地下工程用刚柔性防水密闭材料及应用

说明书

技术领域

本发明地下工程用刚柔性防水密闭材料及应用，属于土木、建筑和新材料领域，具体而言，是一种地下工程用刚柔性防水密闭新材料及应用的技术方案。

背景技术

十九世纪为桥梁的世纪，该世纪最伟大的成就是桥梁建设的辉煌成绩；二十世纪为高层的世纪，该世纪最伟大的成就是高层与超高层建筑的普及与发展。随着高层的普及和城市规模的扩大，土地不足所带来的矛盾将更加突出，向地下要发展要空间要资源将是二十一世纪各国城市建设与发展的战略目标，各类地下工程和资源的开发已成为各发达国家最积极活跃的发展产业，并相继带动一系列产业的发展。

地下工程泛指地表下用于开挖、建设、生产与经营的各类工程，按用途分为：矿山井巷工程、地下交通工程、地下储库工程、水工地下隧道洞室、地下工厂、地下民用与公共建筑、公共与服务性地下工程、地下军事与防护工程等，这些地下工程通常要受到水害、有害气体、围岩围土冒落倒塌所产生的意外事故等各种灾害的影响。水害泛指地表水、地下水、生产与生活用水、毛细水，水文地质改变产生的水害。防水泛指地下空间外部的水进入地下空间，或地下空间的水进入围岩围土等外围工程环境。地下工程除了防水以外，保持地下空间的密闭性，防止地下空间的新鲜气体沿泄漏孔洞进入围岩围土等外部环境，或围岩围土的有毒有害气体通过泄漏孔洞进入地下空间，如：长距离交通隧道、矿山巷道、人防坑道、地下空间洞室等在通风和生产运营中常出现漏风现象，不仅降低了通风效率，而且会引起许多灾害发生。漏风会污染环境，会使易燃物煤尘、瓦斯等自燃爆炸，和漏水产生复合反应出现附加灾害；漏风使地震、战争危害进入人防工事，有毒有害气体CH₄、CO₂、CO、H₂S等进入地下空间，并产生漏水通道，给人员健康造成危害。在矿井巷道中，为防止采煤工作面、老采区向巷道漏风漏水，需设置多道密闭墙和填充物工程，隧道等地下空间为防有害气体的侵入，通常在有害气体侵入地区设置密闭工程等。

目前，用于地下工程的防水材料有刚性防水材料和柔性防水材料为主，还有其他的复合防水材料。刚性防水材料是采用补偿收缩的防水混凝土材料为基材，通过改善混凝土颗粒级配以及掺入化学外加剂等，以提高混凝土本身的憎水性、密实性和抗渗性，同时还可以减少混凝土的收缩和裂缝的发生，从而达到结构和防水的双重目的。使用时一般配制成防水砂浆涂摸在地下空间的围岩围土表面、受力墙、结构体和变形缝等部位，起到防水作用。工程和实践表明，许多刚性防水材料在使用中会随着地下岩土体的变形和扩容，受到拉伸、扭曲、剪切等力学作用，而出现剥落、开裂、破坏等现象，而丧失其防水作用；柔性防水材料以高分子材料、高聚物改性沥青、合成高分子等材料作成的卷材、涂料，优点是拉伸强度大、伸长率大、质量小、施工方便，但操作要求严格、耐穿刺和老化性差。工程和实践表明，在受到岩土体的变形和扩容时，会出现开裂、破坏现象，而丧失其防水作用；复合防水材料虽具有刚柔防水材料的优点，但难以抵御岩土与结构的变形和扩容，而丧失其防水作用；刚性和柔性防水材料由于性能较为单一，起不到阻止有害气体侵入和新鲜空气的泄露的密闭作用。地下工程空间结构镶嵌在岩土体中，岩土围岩围土包围着地下结构和空间，受地下工程复杂地质条件、环境条件和开挖响应等多因素的影响，难以精确确定岩土和地下结构的本构关系，使地下工程的耦合设计和配套施工技术难以实现。所以，寻找适合地下工程复杂力学机制和变形机制的防水密闭材料具有重大意义。

发明内容

本发明地下工程用刚柔性防水密闭材料及应用，目的在于解决上述现有技术中难以解决的问题，从而公开一种地下工程用刚柔性防水密闭材料及应用的技术方案。

本发明地下工程用刚柔性防水密闭材料，其特征在于是一种由具有弹塑变形特征的松质岩或玻化微珠膨化品、强膨胀性岩石、水泥和缓膨增强增刚剂组成的兼有刚柔特征的防水密闭材料，其组成为：

I膨化品

由松质岩经高温炉烧制后形成的膨化品，对膨化品粉碎，采用筛分法，筛分成粒径小于0.5mm的细小颗粒，含量占总组分体积的20～30％；

II强膨胀岩石