[实用新型]高聚物浆液自膨胀特性测试装置

说明书

本实用新型公开了一种高聚物浆液自膨胀特性测试装置，用于测试不同水压力环境下高聚物浆液的自膨胀特性。该装置包括承压容器、压力控制系统、流量监测系统和进水排水管路。压力控制系统包括安全阀和试压泵；所述进水排水管路包括进水管和排水管。本实用新型操作简便、压力可调、密封性好，为测试不同水压力环境下高聚物浆液膨胀性能提供了一种有效手段，所得测试结果能够为地下工程水害防治高聚物注浆参数设计提供依据。

技术领域

本实用新型属地下基础设施安全防护领域，具体涉及一种高聚物浆液自膨胀特性测试装置及。

背景技术

受不良地质条件的影响，渗漏、突涌水等灾害始终是隧道施工和矿井生产过程中无法回避的技术难题。据统计，我国岩溶地区修建的隧道，90%以上在施工过程中曾遭受不同程度的突涌水侵害，不仅给施工带来巨大困难，而且严重威胁着工程设备和人员安全。在矿业开采领域，据不完全统计，我国因煤矿透水死亡人数占煤炭工业总死亡人数的比例高达30%以上。近年来，因隧道开挖和矿井采掘导致的突涌水事故不胜枚举，造成了十分惨重的损失。发展高效、可靠的水害防治技术对于保障岩体工程施工和矿业开采安全具有迫切而现实的意义。

注浆是岩体工程水害防治的主要手段。20世纪50年代以来，集岩土力学、化学和材料学于一体的化学灌浆技术得到了迅猛发展。尤其是从上世纪60年代起，随着近代高分子科学的不断进步，有机高分子化学灌浆材料的研究和应用受到国内外日益广泛的重视，新型注浆材料不断涌现。目前国内外已研制出百余种化学灌浆材料，按其主剂大体可分为水玻璃、木质素、丙烯酰胺、聚乙烯醇、脲醛树脂、糠醛树脂、环氧树脂及聚氨酯等类型，形成了一个庞大的家族。

近年来，具有自膨胀特性的双组分聚氨酯高聚物注浆材料及其高压注射技术在国际上发展十分迅速，成为化学灌浆领域较为活跃的发展方向之一，目前已广泛应用于岩体水害防治。其原理是通过向岩体裂隙（孔隙）中注射双组分高聚物材料，利用高聚物材料发生化学反应后体积迅速膨胀并固化的特性，实现填充空隙、封堵渗漏通道、防治水害的目的。

与非膨胀性浆材主要依赖于注浆压力驱动的扩散机制不同，高聚物浆液被注入到介质间隙中之后，主要依靠浆液自身膨胀作用推动浆液运动。由于高聚物浆液的膨胀性能与所处环境压力、反应时间等因素有关，因此与非膨胀性浆材相比，高聚物材料的注浆机理十分复杂，给注浆孔间距、注浆量等注浆参数设计带来极大困难，使得注浆施工主要依赖于操作人员经验，难以保障注浆效果和施工质量。

掌握不同水压力条件下高聚物浆液的膨胀性能是合理设计注浆参数（注浆孔间距、注浆量等）的关键，但目前还未见关于不同水压力下高聚物浆液自膨胀性能测试方法的报道。

实用新型内容

本实用新型结合我国地下工程水害防治的需要，针对高聚物浆液自膨胀特性测试方法匮乏的现状，提供了一种高聚物浆液自膨胀特性测试装置，易于组装、操作简便，为测试不同水压力条件下高聚物浆液的自膨胀特性提供了一种有效手段，所得测试结果可以为注浆施工参数设计提供依据。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种高聚物浆液自膨胀特性测试装置，包括承压容器、压力控制系统、流量监测系统和进水排水管路；进水排水管路包括进水管和排水管，进水管与排水管分别与承压容器连接；压力控制系统包括安全阀和试压泵，试压泵经连接管Ⅰ与进水管连接，连接管Ⅰ上安装有试压阀门，进水管上安装有进水阀门，进水阀门与承压容器之间的进水管与连接管Ⅰ连接，排水管出水端连接安全阀，安全阀的出水口通过连接管Ⅱ连接有流量监测系统，承压容器上端安设有排气阀门。

所述承压容器包括耐压圆筒、上盖板和下盖板，耐压圆筒上端与上盖板连接，耐压圆筒下端与下盖板连接。

承压容器的上盖板和下盖板与耐压圆筒连接部位刻有与所述耐压圆筒内外径尺寸相匹配的凹槽，所述耐压圆筒两端分别深入凹槽内，内嵌密封垫圈用来密封防漏。