樹脂錨固劑,用作錨桿和柔性錨桿(錨索)的錨固介質(zhì),為煤礦和隧道的頂板和側(cè)幫提供支護(hù)。其配方獨(dú)特,易
于攪拌,安裝快速,強(qiáng)度高,有多種凝固速度的產(chǎn)品可供選擇。
目前已在多種領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，具有以下性能特點(diǎn)：
1、承載快，錨固力大。具有“雙快一高”的特性：固化時(shí)間快（速度可調(diào)）、強(qiáng)度增長(zhǎng)快、強(qiáng)度高。安裝
后不僅能及時(shí)承受載荷，且錨固力大。
2、樹脂錨固劑適應(yīng)性強(qiáng)，使用范圍廣，可錨固各種木材、金屬、玻璃鋼體及其他剛性物體。樹脂錨固劑不
僅應(yīng)用于井巷支護(hù)、井筒安裝、水電工程預(yù)應(yīng)力錨桿加固，而且在建筑物加固，高速公路修補(bǔ)、隧道施工
、基礎(chǔ)生根、設(shè)備基礎(chǔ)及構(gòu)件錨固等領(lǐng)域有它廣泛的應(yīng)用之地。我公司還成功開發(fā)了在－10℃環(huán)境中使用
、－30℃環(huán)境中貯存的專用樹脂錨固劑。
3、安裝方便，支護(hù)效果好。
我公司生產(chǎn)的樹脂錨固劑質(zhì)量穩(wěn)定，品種齊全，可滿足用戶的各種需要。尤其是我公司自行研制開發(fā)成功
的雙速樹脂錨固劑因安裝方便，提高了施工速度，深受廣大用戶的好評(píng)，而且填補(bǔ)了國內(nèi)空白，達(dá)到國際
先進(jìn)水平。
4、抗水型樹脂錨固劑除以上特點(diǎn)外，當(dāng)有水存在時(shí)，具有增強(qiáng)快、強(qiáng)度高的特性，避免了水對(duì)樹脂錨固劑
固化速率、抗壓強(qiáng)度和錨固力的影響。
產(chǎn)品規(guī)格 ：
直徑有：￠21mm、 ￠23mm、￠28mm、￠32mm、￠35mm、 ￠42mm、￠70mm.
長(zhǎng)度有：300mm、330mm、350mm 、450mm、500mm、 600mm 660mm 、750mm 、 880mm等多種，還可根據(jù)用戶
需求定做。
建筑結(jié)構(gòu)膠：建筑結(jié)構(gòu)膠近幾年廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域的一種新型粘結(jié)材料，可用于建筑植筋、墻體粘鋼、
粘結(jié)炭纖維、灌縫等，具有速度快、強(qiáng)度高、操作方便等特點(diǎn)。
普通樹脂錨固劑在煤礦錨桿支護(hù)發(fā)揮著重要作用，但在遇水或者淋水的硐室中，由于水的作用，使得普通
樹脂錨固劑的性能降低，造成安全隱患。依據(jù)防水型錨固劑的基本原理。通過試驗(yàn)選擇錨固劑的樹脂類型
、速溶劑、促進(jìn)荊、阻聚劑的材料和配比，研究合成出新型的防水型錨固劑。經(jīng)過試驗(yàn)對(duì)比，認(rèn)為防水型
錨固劑的性能指標(biāo)均能達(dá)到要求，能解決在有水情況的錨網(wǎng)支護(hù)問題，提高安全系數(shù)。
關(guān)鍵詞：樹脂錨固劑；防水型錨固劑；描桿；支護(hù)
近年來，隨著礦井開采深度的增加和地質(zhì)條件的不斷變化，使樹脂錨固劑的應(yīng)用研究進(jìn)一步拓寬。然而，
由于井下作業(yè)條件具有極大的不確定性，在掘進(jìn)頭常有滲水、淋水現(xiàn)象發(fā)生。普通的水質(zhì)錨固劑因其本身
固有的性質(zhì)，在有水情況下的起凝固時(shí)間、錨固強(qiáng)度都會(huì)受到很大影響。因此，是研究防水型錨固劑的形
成機(jī)理，試驗(yàn)生產(chǎn)出防水型錨固劑，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。
1 防水樹脂錨固劑的技術(shù)要求
樹脂錨固劑一般由特種聚合物樹脂、高強(qiáng)填料、固化劑、促進(jìn)劑及各種助劑構(gòu)成。在施工時(shí)，通常將樹脂
系統(tǒng)、固化劑系統(tǒng)分別裝在兩個(gè)容器中，按比例混勻?qū)⒒旌衔锶痘驍D壓進(jìn)基孔內(nèi)，再插入金屬螺栓即可
。
對(duì)樹脂錨固劑的基本要求：在常溫甚至低溫均能快速固化；固化物本體強(qiáng)度高；對(duì)基孔混凝土、石材及金
屬要求有極大的粘結(jié)力；固化物有耐水、耐酸堿、耐鹽、耐疲勞和耐老化的能力。但由于其本身固有的性
質(zhì)，在有水的情況下，這種樹脂的凝膠時(shí)間、錨固強(qiáng)度都受到很大的影響，表現(xiàn)為：在有水情況下比無水
情況下凝膠時(shí)間變慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)速度變緩，最終強(qiáng)度也變小。
為了彌補(bǔ)上述樹脂的缺陷，新設(shè)計(jì)的防水型樹脂錨固劑應(yīng)達(dá)到以下基本要求：①根據(jù)分子設(shè)計(jì)原理，尋求
合成一種具有高強(qiáng)度、高活性和耐水性好的防水型不飽和聚酯樹脂；②尋求一種促進(jìn)效果比二甲基苯胺更
好的芳叔胺，作為錨固劑的促進(jìn)劑，使錨固劑能快速固化；③選擇能超快吸水的添加劑，阻止水對(duì)錨固劑
固化的影響；④篩選出合適的阻聚劑，使錨固劑的貯存時(shí)間大于3個(gè)月，在貯存期內(nèi)，錨固劑的凝膠時(shí)間無
漂移現(xiàn)象。
2 防水型樹脂錨固劑主要物質(zhì)組成
(1)196不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的35％，酸值25mgKOH/g，粘度95S。
(2)SR水溶性不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的34％，酸值20mgKOH/g，粘度124S。
(3)NS-1不飽和聚酯樹脂。苯乙烯占聚酯總重量的35％，酸值15mgKOH/g，粘度120S。
(4)過氧化苯甲酰(BPO)；2，4-二氯代過氧化苯甲酰(DCBPO)；二甲基苯胺；DMT；XS-1。
(5)固化劑-1：BPO占固化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的35％。
(6)固化劑-2：BPO和DCBPO占固化劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的35％和3.5％；石粉等。
3 研發(fā)過程
3.1 樹脂種類的選擇
國內(nèi)通用的不飽和聚酯樹脂的室溫固化采用氧化/還原引發(fā)體系，主要采用有機(jī)過氧化酰/芳叔胺體系或者
有機(jī)過氧化酮/變價(jià)金屬離子兩個(gè)體系。兩體系錨固劑的力學(xué)性能都能滿足要求，但樹脂的固化受含水量的
影響顯著，因而在有水的場(chǎng)所，要求錨固劑中的樹脂有特殊的要求。
試驗(yàn)結(jié)果表明，環(huán)境中的含水量對(duì)不同樹脂的凝膠時(shí)間產(chǎn)生一定的影響如表1樹脂中的含水量增加。凝膠時(shí)
間延長(zhǎng)；凝膠時(shí)間受水影響最大的SR水溶性不飽和聚酯樹脂，其次是196不飽和聚酯樹脂，NS-1不飽和聚酯
樹脂受水的影響最小。根據(jù)試驗(yàn)對(duì)比，選擇了抗水性較強(qiáng)的NS-1不飽和聚酯樹脂作為耐水性錨固劑。
表1 水對(duì)樹脂凝膠時(shí)間的影響
3.2 高分子速溶粉的選擇
對(duì)水流比較大的巖洞，膠泥和固化劑在攪拌摻合過程中，如果未能及時(shí)凝膠，這時(shí)膠泥會(huì)變稀，甚至從巖
洞中沖出來。為了解決此問題，在樹脂中添加了2％的NS-1速溶膠粉，這種膠粉可以遇水瞬間吸水，阻止了
水在樹脂中的擴(kuò)散，即使樹脂中的含水量高達(dá)30％，樹脂粘度未下降反而提高，固化后體積不但不收縮反
而膨脹，相對(duì)來說錨固段變長(zhǎng)，錨固力變大，但其變化并不是無止境的，當(dāng)達(dá)到一定程度后會(huì)下降。而且
含高分子速溶膠粉的樹脂膠凝時(shí)間同無水樹脂相同。膠凝時(shí)間不受影響如表2。
表2 膠粉對(duì)樹脂膠凝時(shí)間的影響
3.3 促進(jìn)劑的選擇
通過對(duì)凝膠時(shí)間、固化時(shí)間、溫度、固化劑含量如表3、固化劑力學(xué)性能如表4，發(fā)現(xiàn)所選擇的兩種促進(jìn)劑
的凝膠時(shí)間和固化時(shí)間都隨著促進(jìn)劑的含量增加而縮短，并且DMT要比DMA的大約縮短2倍以上；DMT的凝膠
時(shí)間和固化時(shí)間要比DMA的受濃度影響?。粌煞N促進(jìn)劑的凝膠時(shí)間都隨溫度的升高而縮短，但是低溫對(duì)DMA
的凝膠時(shí)間影響顯著，特別是低溫影響更嚴(yán)重，而DMT受溫度影響小得多；DMT的凝膠時(shí)間隨著固化劑含量
的增加凝膠時(shí)間要比DMA的要縮短2倍以上，固化時(shí)間比DMA的要縮短1.6倍以上；DMT和DMA的錨周劑的力學(xué)
性能(抗壓強(qiáng)度和錨固力)相近(參見表5)。從以上的分析和比較，認(rèn)為DMT比DMA更適合做防水型錨固劑的促
進(jìn)劑。
3.4 阻聚劑的選擇
對(duì)于錨固劑來說，由于填料石粉中含有大量的過渡元素，而且膠泥中加有促進(jìn)劑DMT，這就使得錨固劑在儲(chǔ)
存時(shí)不穩(wěn)定。常用的不飽和樹脂阻聚劑為：對(duì)苯二酚、叔丁基鄰苯二酚和環(huán)烷酸銅。然而對(duì)苯二酚和叔丁
基鄰苯二酚的含量過多時(shí)，錨固劑凝膠時(shí)間延長(zhǎng)嚴(yán)重，影響固化；含量過少時(shí)，錨固劑的貯存穩(wěn)定性受限
；萘醌的含量的錨固劑的凝膠時(shí)間和貯存穩(wěn)定性沒影響，但石粉中加有含鐵量物質(zhì)較多時(shí)，凝膠時(shí)間的漂
移較嚴(yán)重。通過實(shí)驗(yàn)，選用對(duì)苯二酚、環(huán)烷酸銅、萘醌和MHQ組成的復(fù)合阻聚劑，80℃熱穩(wěn)定超過20h，凝
膠時(shí)間未漂移。
4 防水型錨固劑和普通錨固劑性能對(duì)比分析
根據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，生產(chǎn)的防水型樹脂錨固劑與普通樹脂錨固劑的性能進(jìn)行對(duì)比(參見表6、表7)，防水型
錨固劑在有水的情況下的錨固力和普通錨固劑在無水情況下的凝膠時(shí)間和錨固力相同，說明此樹脂錨固劑
完全可以在有水流或淋水的洞室中使用，錨固性能較好。適應(yīng)性強(qiáng)。防水型樹脂錨固劑在有水的條件下固
化不受水分子干擾，其粘結(jié)力和錨固力均有所提高；在支護(hù)過程中能及時(shí)有效的承受載荷，對(duì)有水流的洞
室加固、支護(hù)都能起到很好地預(yù)緊力作用。
表6 防水型樹脂錨固劑和普通型樹脂錨同劑性能對(duì)比
表7 防水型樹脂錨固劑的技術(shù)指標(biāo)
5 結(jié)論
研發(fā)的防水型錨固劑在開采下組煤的葛泉東井得到了成功應(yīng)用，解決了井下出水或者淋水時(shí)錨網(wǎng)支護(hù)問題
，而且加快了采掘速度，具有巨大的應(yīng)用和推廣前景。
