| 混凝土裂縫系質量通病，嚴重影響到工程結構的耐久性。各大城市軌道交通、地鐵建設，對混凝土裂縫修補材料有迫切需求。如上海地鐵1號線，采用環氧樹脂基料漿材，修補圓形區間隧道的道床與混凝土襯砌之間裂縫，已有近十年的歷史，應用技術趨于成熟。GB50208—2002《地下防水工程質量驗收規范》，規定了混凝土襯砌裂縫注漿材料采用環氧樹脂基料漿材。
[關鍵詞] 混凝土裂縫 環氧樹脂漿材 區間隧道道床 防水堵漏工法
1 化學灌漿的技術進步
化學灌漿“ChemicalGrouting”是將一定的化學材料，無機或有機材料，配制成真溶液，用化學灌漿泵等壓送設備將其灌入地層或縫隙內，使其擴散、膠凝或固化，以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項地基處理和混凝土修補技術。即化學灌漿是化學與工程相結合，應用化學科學和化學漿材解決地基和混凝土缺陷處理，加固補強、防滲堵漏，保證工程質量的一項特種技術。
1.1 環保型漿材開發
1.1.1 無毒催化劑的研制
環氧樹脂漿材粘接強度高、穩定性好、因此是固結灌漿常用的漿材。該漿材毒副作用主要來自所采用的固化劑和溶劑。在過去的近20年中，對環氧漿材胺類固化劑的降低毒性研究已取得一些成果，國內生產出的T31，810，X-89，CD等毒副作用較低的一批改性胺類固化劑，對環氧漿材的推廣應用起了較好作用。
1.1.2 無溶劑型漿材的開發
環氧樹脂一般粘度較大，制成化灌漿材要添加有機溶劑，但很多有機溶劑不但氣味難聞，而且具有毒副作用(如糠醛)，添加后往往會產生環境問題。因此，人們在研究無毒作用環氧固化劑的同時，也展開了無溶劑型環氧漿材的研制。無溶劑型環氧漿材的研究將得益于環氧樹脂工業的發展，國產的低分子量環氧樹脂粘度僅(20～25)MPa.s，這對今后無溶劑環氧化灌漿的發展開辟了較好的前景。
1.1.3 水做介質的化灌漿材的研制
水做介質，不用有機溶劑，對化灌漿材的無公害化是很有益的。過去已開發的為數不多的水溶性聚氨酯漿材，今后在水溶性環氧漿材等的開發上將會有較為理想的進展。
1.2 新型高親潤、高滲透性化灌漿材的研究
目前我們雖然已有了一些高滲性的化灌漿材，解決了不少工程難題，但所用溶劑和固化劑多半都有毒副作用，不符合環境標準，對工程地基微細裂隙、斷層破碎帶和泥化夾層及混凝土微細裂隙的處理仍有探索新型高親潤、高滲透性、無毒副作用化灌漿材的必要。這很大程度取決于表面活性劑和活性稀釋劑體系的研究進展。
1.3 彈性化灌漿材的開發
在工程的變形縫補強灌漿中需要具有彈性的化灌漿材。應加強對彈性環氧的研究，以適應工程建設之需。
1.4 化學灌漿的標準化工作
化灌行業是一個亟待規范的行業，多數企業沒有制定自己的企業標準；雖然個別行業對某種化灌漿材制定過施工規范，但沒有國家制定的設計規范、施工規范和驗收規范，設計單位無規可依；國家建設行政主管部門還沒有建立化灌施工企業和專業人員的準入制；國家建設行政主管部門沒有制定化灌工程的定額標準。
2 化學灌漿材料的年需求量
中國水利學會化灌分會曾就某些局部用漿量調查統計來推測市場規模。該分會對2004年沿海八城市12家化學灌漿企業銷售和使用的水玻璃、聚氨酯、環氧樹脂、丙烯酸鹽四種漿材量作了粗略統計，總銷售價超過1億元。若以通常漿材消耗花費只占化灌工程總花費包括鉆孔、漿材、設備勞務、管理及稅費 的1／5算一般是1／3～1／10，則推測出化灌市場約有5個億。事實上，這僅是所了解的少數城市中僅12家企業的不完全統計。
3 環氧樹脂漿材的研發歷程
我國在化學灌漿材料方面的研究是從50年代開始的，當時針對長江三峽工程基礎加固和混凝土裂縫處理的要求，國家科委立項，由長江科學院，中科院廣化所等部門對環氧樹脂和甲基丙烯酸甲酯類材料進行了研究，很快取得了成果。這些灌漿材料在我國的水利部門得到了廣泛的應用，解決了許多工程中的難題,從而推進了化學灌漿材料的研究。在處理軟弱夾層及斷層破碎帶的化學灌漿材料方面，廣東化學研究所、水科院和長江科學院作了大量的研究工作。在環氧樹脂方面，選擇了低粘度的環氧；在稀釋劑方面，對稀釋劑進行了預反應和改性，從而改善了漿材的穩定性；在固化劑方面，優選了目前適合于水中固化的高分子胺類，增加了固化劑的韌性，使固化體系無毒；在表面活性劑方面，選擇了能夠提高漿液滲透性的反應表面活性劑，使漿液有更好的滲透性。
中國科學院綿陽化學所先后成功研制了三代高滲透性的環氧系列灌漿材料。青海龍羊峽大壩采用中化798環氧漿材處理G4偉晶巖劈裂帶也堪稱國際上處理低滲透性軟弱巖土地層的先進技術。
近幾年我國科研工作者利用高分子領域中比較先進的技術—互穿聚合物網絡技術(簡稱IPN)和高分子合金技術研究出一些獨創的新的灌漿材料。如環氧一聚氨酯互穿網絡灌漿材料。
目前國內常用的化學灌漿材料按其性能與用途大致分為兩大類，共有六大品種系列和上百種品牌產品。第一類是防滲止水型，包括水玻璃、丙烯酸鹽、聚氨酯和木質素漿材四大品種系列。第二類是補強加固型，包括環氧樹脂與甲基丙烯酸甲酯漿材兩大品種。環氧樹脂漿材又可分為非活性稀釋劑、活性稀釋劑及蚨喃樹脂三大品種。國內主要環氧樹脂漿材品牌及研發單位見表5.1，進入中國市場的國外環氧樹脂漿材品牌及代理商見表5.2。
表3.1 國內主要環氧樹脂漿材品牌及研發單位
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環氧樹脂漿材品牌 |
研發單位 |
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SK-1 |
中國水利水電科學研究院(北京) |
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中化—798 |
中科院綿陽化學研究所 |
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中化-798-3(KH-3) |
綿陽科化防水防腐補強有限公司 |
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CW系列 |
長江委長江科學院(武漢) |
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HK-G |
杭州國電水利電力工程有限公司(原華東院科研所) |
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JX |
中國水電基礎局有限公司科研所(天津) |
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801 |
湖南省水電設計院科研所(長沙) |
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SJK-02 |
綿陽市金科化灌有限公司 |
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廣東灌漿島路橋新技術發展有限公司(廣東陽江) |
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TS系列 |
綿陽市臺實防水補強有限公司 |
表3.2 進入中國市場的國外環氧樹脂漿材品牌及代理商
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環氧樹脂漿材品牌 |
代理商 |
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DENEPOX 40(比利時) |
上海遂星工貿有限公司 |
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MC(德國) |
上海先特涂裝工程有限公司 |
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(德國) |
上海麥斯特建材有限公司 |
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Sikadur 752(瑞士) |
水利部小浪底咨詢有限公司 |
4 環氧樹脂漿材廠商的牌號及主要物理力學性能實例
1、牌號：Denepox40 (環氧樹脂漿材)
混合比率(A/B)：重量比 100/30
生產廠：比利時de neef conchem 公司
經銷商：上海遂星工貿有限公司
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性能 |
數據 |
檢測標準 |
|
干混凝土的粘接強度/N/mm2 |
6.0 |
GB 16777—1997 |
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濕混凝土的粘接強度/N/mm2 |
3.6 |
JC/T 894—2001 |
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抗壓強度/MPa |
90 |
GB 2569—1981 |
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抗拉強度/MPa |
60 |
GB 2568—1981 |
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斷裂延伸率/％ |
< 10 |
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密度/(g/cm3) |
1.1 |
ASTM D-638 |
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粘度/(25℃)/ MPa·s |
75 |
|
|
操作時間(100g,25℃)/min |
80 |
|
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使用低溫度/℃ |
10 |
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*固化時間為7d(25℃)
*A組份粘度/(25℃) 125 CPS + 25
*B組份粘度/(25℃) 25 CPS + 5
2、牌號：MC-DUR 1264KF(環氧樹脂漿材)
混合比率(A/B)：重量比 3/1
生產廠：德國MC-Bauchemie 公司
經銷商：上海先特涂裝工程有限公司
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性能 |
數據 |
檢測標準 |
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干混凝土的粘接強度/N/mm2 |
|
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濕混凝土的粘接強度/N/mm2 |
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抗壓強度/N/mm2 |
85 |
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抗拉強度/N/mm2 |
35 |
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斷裂延伸率/％ |
|
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密度/g/cm3 |
1.07 |
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粘度/(25℃)/MPa·s |
95 |
|
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操作時間(100g 25℃)/min |
57 |
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使用低溫度/℃ |
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玻璃化溫度/℃ |
51 |
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儲存期/月 |
>12 |
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3、牌號：中化-798-Ⅲ高滲透改性環氧化學灌漿材料(KH-3)
雙組份混合比率(A/B)：重量比
研制生產單位：綿陽科化防水防腐補強有限公司
企業標準號：Q/(J)KH 00 -2004
力學性能及防水能力(膠砂體*)
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項 目 |
單 位 |
指 標 |
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抗壓強度 |
MPa |
≥60 |
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抗拉強度 |
MPa |
≥7 |
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抗剪強度 |
MPa |
≥20 |
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粘結強度 |
MPa |
≥6/≥5 |
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抗壓系數** |
％ |
≥0.9 |
|
透水壓力比 |
％ |
≥300 |
* 膠砂體是化灌材料和砂按1L ：1.75kg的比例混合而成，砂為120目的石英砂。
** 抗壓系數 = 凍融循環后的抗壓強度/凍融循環前的抗壓強度×100
*** 透水壓力比 = 受壓試件的透水壓強/基準試件的透水壓強×100
5 隧道及地下工程防水堵漏工法
“土木建筑上海市市級工法”(1990～1996年度)一書中，編有《隧道防水堵漏工法》。
該工法在上海地鐵一號線區間隧道、延安東路越江隧道、打浦路越江隧道、金山石化總廠進排水隧道等大型工程上得到應用，達到了止水、防水的目的，取得了較好的社會效益和經濟效益。其中列有“環氧樹脂漿料”的工程應用方法。該工法的要點如下。
5.1 特點
防水堵漏工法能有效解決地下工程中混凝土結構的接縫、施工縫、變形縫、蜂窩麻面及混凝土收縮裂縫等滲漏水、止水、防水效果顯著。利用特殊的工藝、材料可對混凝土裂縫進行補強。
5.2 適用范圍
適用于各種地下工程的防水、堵漏施工，如人防地下室、地下通道、地下車庫等工程的防水堵漏。
5.3 工藝原理
防水堵漏工法所采用的基本原理是化學灌漿�；瘜W灌漿就是利用手工或機械手段，在壓力作用下，將特制的化灌材料灌入到建筑物結構裂隙中，使灌漿材料在裂隙中凝固，以達到充填裂隙和止水的目的。
5.4 施工工藝
5.4.1 柔剛結合防水堵漏工藝
防水堵漏工藝程序為：打毛、切割、剔槽；抽管、嵌縫、抹面、注漿。
5.4.1.1 割縫、剔槽：用金剛石鋸片混凝土切割機切割，切割寬度(4～5)cm，溝深(5～6)cm，然后用沖擊電鉆剔槽，后用電鏟和人工精修成(5～6)cm深的溝槽。
5.4.1.2 抽管、嵌縫：采用φ14mmPVC膠管作模，雙快水泥或其他快凝水泥壓管封縫，進行抽管作業，后留出引水注漿管。
5.4.2.3 抹面
抹面防水可按五層抹面防水做法實施。也可采用氯丁膠聚合物砂漿抹面。抹面完成后要澆水養護3～4天。
5.4.2.4 注漿
首先用手掀式注漿泵向引水管壓水，然后再壓注化學灌漿材料。待漿液固化后，用小刀割掉預埋引水管，再用雙快水泥封閉。
5.5 防水堵漏材料
5.5.1 封縫材料
5.5.2 嵌縫材料
5.5.3 化學灌漿材料
化學灌漿材料種類繁多，常有的為水溶性聚氨酯、油溶性聚氨酯、環氧樹脂灌漿材料； 化學灌漿材料固結體要有一定抗壓抗拉強度，耐久性、穩定性好。
5.6 質量要求
防水堵漏質量首先要滿足委托方要求，大型的隧道、地下車站、泵站等防水堵漏經施工后的滲漏量應符合國家規范所規定的滲漏量。施工中要及時做好隱蔽工程驗收工作。
5.7 機械設備：沖擊電錘、沖擊電鉆、空氣壓縮機、風鎬、齒輪注漿泵等
5.8 施工安全
5.9 勞動組織：以小型施工隊為好，通常由5～8名施工人員組成。其中需配備1名中等專業技術人員，進行灌漿材料的配制。施工小隊中還應配有電工、機修工各1名。
6 《地下防水工程質量驗收規范》的襯砌裂縫注漿條文
6.1 注漿工程章節中襯砌裂縫注漿的基本內容釋義
本規范“襯砌裂縫注漿”專指采用化學注漿的方法，對鋼筋混凝土襯砌裂縫進行滲漏水治理的施工質量控制。
防水混凝土結構出現寬度小于2mm的裂縫應選用化學注漿，注漿材料宜采用環氧樹脂、聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯等漿液；寬度大于2mm的混凝土裂縫要考慮注漿的補強效果，注漿材料宜采用超細水泥、改性水泥漿液或特殊化學注漿。
6.2 襯砌裂縫注漿的技術立法著眼點
6.2.1 明確了適用的工程對象
·鋼筋混凝土襯砌裂縫的滲漏水治理
6.2.2 按防水混凝土裂縫寬度選用漿材
防水混凝土結構出現寬度小于2mm的裂縫應選用化學注漿，注漿材料宜采用環氧樹脂、聚氨酯、甲基丙烯酸甲酯等漿液；寬度大于2mm的混凝土裂縫要考慮注漿的補強效果，注漿材料宜采用超細水泥、改性水泥漿液或特殊化學注漿。
6.2.3 對裂縫注漿所選用水泥的細度作了規定
6.2.4 規定了5條襯砌裂縫注漿過程質量控制具體內容
規范第7.2.4條規定了襯砌裂縫注漿過程質量控制的要求。
·淺裂縫應騎槽粘埋注漿嘴，必要時沿縫開鑿“V”槽并用水泥砂漿封縫；
·深裂縫應騎縫鉆孔或斜向鉆孔至裂縫深部，孔內埋設注漿管，間距應根據裂縫寬度而定，但每條裂縫至少有一個進漿孔和一個排氣孔；
·注漿嘴及注漿管應設于裂縫的交叉處、較寬處及貫穿處等部位；對封縫的密封效果應進行檢查；
·采用低壓低速注漿，化學注漿壓力宜為(0.2～0.4)Mpa, 水泥漿灌漿壓力宜為(0.4～0.8)Mpa；
·注漿后待縫內漿液初凝而不外流時，方可拆下注漿嘴并進行封口抹平。
6.3 襯砌裂縫注漿質量驗收的主控項目和一般項目
主控項目
·注漿材料及其配合比必須符合設計要求。
檢驗方法：檢查出廠合格證、質量檢驗報告、計量措施和試驗報告。
·注漿效果必須符合設計要求。
檢驗方法：滲漏水量測，必要時采用鉆孔取芯、壓水(或空氣)等方法檢查。
一般項目
·鉆孔埋管的孔徑和孔距應符合設計要求。
檢驗方法：檢查隱蔽工程驗收記錄。
·注漿的控制壓力和進漿量應符合設計要求。
檢驗方法：檢查隱蔽工程驗收記錄。
7 結語
7.1 國外同類產品進入中國市場的有比利時的De Neef 公司牌號Denepox40(上海遂星工貿有限公司代理)、德國MC-Bauchemie公司牌號MC-DUR1264KF(上海先特涂裝工程有限公司代理)、德國Degussa公司牌號INLECTIONRESIN LPL(上海麥斯特建材有限公司)等近十家公司產品。因環保性能好，占有一定市場份額。工程應用范圍不斷增加。
7.2 國內環氧樹脂漿材的基礎化工原材料與國外有一定的差距。因此，終產品的色澤、氣味明顯不同。這一差距，就使市場上國內外產品的價格差增大。國內生產廠，有待技術創新，改善自己產品的環保性能。
綿陽大勝防水補漏工程有限公司是一家正規實力公司，承接給類建筑建設工程及防水堵漏工程，歡迎您的垂詢： 0816-2991672 唐先生
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