混凝土中存在裂縫、蜂窩、孔洞、孔隙等缺陷時,會形成通道產生滲漏,滲漏水將混凝土中的CaO成分溶解析出,變成Ca(OH)2,沿滲漏通道流出,在CO2的作用下生成CaC03,并終導致混凝土強度降低甚至破壞。
有資料指出,當混凝土中CaO被溶出25%時,混凝土強度將降低60%;當CaO被溶出33%時,混凝土將變得疏松而失去強度。地下工程如地鐵、隧道、涵洞、基坑、人防、地下商場、地下車庫等永久性混凝土結構的設計一般大于50年,滲漏水的長期破壞會嚴重降低其壽命.因此滲漏水的治理顯得尤為重要 而化學灌漿無疑是當前處理這種工程難題的較佳方法,因為灌漿對整體結構的破壞程度較低,且注人的漿液在壓力下進人滲漏通道,通過漿材把裂縫界面粘合起來(粘結機理),利用漿材對裂縫間隙進行充填(填塞機理),利用漿材的浸水膨脹特性把裂縫脹塞起來(脹塞防滲機理),從而實現防滲堵漏的目的。
目前化學灌漿技術已成為基礎設施防滲加固處理、水工建筑物防滲補強加固、地下建筑物防水處理等領域廣泛應用的技術。但是,化學灌漿技術在快速發展的同時,也暴露出不少值得關注的問題,比如,對綠色化學灌漿的含義認識不足,對綠色化學灌漿的要求沒有完全明確,實際工作中只求把水堵住就行,術顧及到保護環境和水資源,不講究勞動場所環境保護和施工人員安全防護等等。為此,有必要認真探討綠色化學灌漿的含義,從化學灌漿材料選用、施工方案設計、施下質量管理、環境保護及施丁人員自身保護等方面分析存在的問題,明確綠色化學灌漿的要求。
1 應厘清綠色化學灌漿的含義與基本要求
所謂綠色化學灌漿,其漿液應無公害,即至少屬實際無毒,好屬基本無害;施工應無污染,即符合環境安全、衛生標準:漿液安全固化,固化物穩定、不分解、耐久,對環境友好c
根據上述綠色化學灌漿的含義,要實現綠色化學灌漿。應達到以下基本要求:
1)漿液溶劑、主劑、固化劑、其他輔助劑等組分無公害,不含致癌和有毒化合物以及有毒基團,不用或慎用有毒有害的化學灌漿漿液。
2)漿液同化反應完全,漿液反應各生成物無公害,固化物在水或應用環境中不會溶解或分解有毒有害物質,漿液、各反應物、固化物對環境友好。
3)注重提高化學灌漿從業人員自身職業道德,在科研、生產、施工各環節中注重環境和水體保護,防止施工污染環境事件的發生,注意生產與施工人員個人安全防護。
4)對現有含有害成分的漿材進行除害改性或進行新配方設計,以及采取工藝、設各、防護等措施來滿足綠色灌漿的要求'
2 應堅持綠色化學灌漿材料的選材原則
從化學灌漿技術的應用特點來看,化學灌漿材料在應用過程中可能會存在污染地下水和環境,影響操作人員的健康等問題,因此一定要堅持綠色化學灌漿材料的選材原則。
1)首先要求灌漿材料綠色環保(無毒或者低毒),固結體無毒性污染。
2)應選擇綜合力學性能好、強度高、耐老化、粘結力強、充填性好、固結后不收縮、耐低溫并能適應混凝土裂縫變形的材料。
3)應選擇具有良好滲透性和親潤性、黏度小、可以灌入微細縫隙中、對潮濕裂縫具有良好的親水性和擴散性的材料。可灌性好的化學漿液,通過高壓灌人0.3 mm以下的微細裂縫并充滿,可以防止因裂縫滲漏而引起鋼筋銹蝕和影響結構耐久性的問題。
4)要求工藝簡單、易操作、施工方便。
5)材料價格適中、合理。
根據上述綠色化學灌漿的要求,對我國現有化學漿材的各類漿液品種作出分析并提出建議如下:
A.不提倡用但可用合適的替代物的化學灌漿漿材有:l)丙凝,可用丙烯酸鹽或聚丙烯酰胺(預聚體)替代;2)直接法脲醛樹脂,可用預聚型脲醛樹脂替代;3)鉻本素,可用非鉻本素替代;4)一步法聚氨酯,可用預聚法聚氨酯替代。
B.應慎用的化學灌漿漿材,如以糠醛做活性稀釋劑的環氧樹脂,使用該漿材配漿,傳輸漿液應在密閉設備中進性,施灌范圍周邊或上下游應采取封閉措施,嚴防糠醛污染環境。
C.預聚法生產油溶性或水溶性聚氨酯,應盡快改進預聚和后處理工藝,達到無公害水平。
D.甲凝、聚氨酯和環氧樹脂等,宜盡快研制無公害新配方漿材。
3 應重視化學灌漿方案的設計
化學灌漿在我國礦山、水利建設如大壩、水工隧洞等已使用50多年,近年來在工業與民用建筑防水工程中也得到了應用,而且發展很快,與此同時出現的問題也應予以重視。
3.l 加強對混凝土裂縫處理必要性及裂縫寬度控制標準的認識
裂縫是混凝土建筑物常見的病害,主要由荷載、溫度、干縮、地基變形、鋼筋銹蝕、堿集料反應、地基凍脹、混凝土質量差、水泥水化熱溫升等原岡引起,有的裂縫在施工期就產生,有的則在工程交付運行后形成。裂縫的存在不僅影響建筑物的外觀,而且會引發其他病害的發生與發展,如滲漏溶蝕、環境水侵蝕、凍融破壞及鋼筋銹蝕等,這些病害與裂縫相互作用,形成惡性循環,對建筑物耐久性危害極大,因此必須對裂縫進行科學、合理、有效地處理。
裂縫產生的原因不同,所處的位置不同,影響的程度不同,在處理方法上應有所不同。
3.2 化學灌漿處理的一般原則
對于結構的防水處理及缺陷修復,首先要對出現的問題進行認真仔細的調查,弄清問題的癥結,然后才能選擇不同的處理材料與工藝對癥下藥。由于管理不善和瞬間荷載產生的滲漏裂縫與孔洞,一般只要求將來水通道堵死即可,可采用非柔性材料處理,即補強灌漿或表面堵塞涂抹工藝;由于結構伸縮縫設計不合理產生的滲水,裂縫處理要選擇柔性材料;由于施工質量問題引起混凝土不密實形成的面滲水,除需要用灌漿處理外,還要結合表層抹面材料處理,材料的選擇也可分為柔性與剛性,并需設置保護層;對于持續發展的滲水通道,則應先清除滲漏源頭,后再作防水處理。
另外,用于建筑結構防水與滲漏治理的化學灌漿技術,不完全類同于大壩基礎的帷幕灌漿與固結灌漿。前者具有如下一些特點:①對于結構滲漏問題,需增加引導水工序,將面滲轉化為線漏,再轉化為點漏.然后進行灌漿處理;②孔位布置一般情況下不需要形成一片帷幕或整體防滲膜,布孔主要在滲漏點或結構缺陷部位,沒有固定的孔距和排距,在平面上顯得有些“零亂”,但形亂而實有序,這種“序”是遵照滲水規律安排的;③灌漿壓力控制,根據結構性狀選擇壓力范圍,如大體積混凝土、鋼筋混凝土結構要對微細裂縫(如0.2 mm以下)進行灌漿的,可選用較高壓力(35~45 MPa直至70 MPa),磚混結構選用壓力則小得多(0.1~0.3 MPa),同時應根據耗漿量大小取值,漿液耗量大采用低限壓力,漿液耗量小采用高限壓力;④結構外側防滲灌漿,從結構內側鉆孔,鉆孔深度穿過混凝土(或鋼筋混凝土)結構進入結構層外側,通過對已有鉆孔的灌漿,形成外包結構的一層防滲體。
3.3 重視化學灌漿技術培訓和把好灌漿實施方案審核關
在實際工作中,有一些防水施工企業對于化學灌漿技術尚未能完全掌握,遇到樓房墻體滲漏、變形縫和施工縫滲漏、女兒墻和排水管口(穿墻孔)滲漏、門窗滲漏、預埋件部位滲漏,不分具體情況采用同一種化學灌漿技術,針對性差、效果不好;有的布孔特別密,有的灌漿溢出特別多,既浪費了材料,又污染了環境;有的鉆孔特別深,造成了不必要的損失。為此,—方面應通過培訓提高從事化學灌漿技術的專業人員與施工人員的素質與水平,另一方面,施工方應對業主、設計部門提出的化學灌漿方案(沒有方案則需施工企業自己制定符合客觀實際的方案)進行認真審查,從滲漏水原因分析、注漿材料的選擇(如什么情況下用油性聚氨酯,什么情況下用水性聚氨酯,什么情況下用環氧樹脂,什么情況下用黏度低的漿材,等等),到注漿孔在廁浴間、屋面板、窗口、門口等部位采用騎縫孔、斜孔如何布置,注漿機采用高壓還是低壓,壓力控制范圍等等,都要——推敲,制定出一份較為理想的方案,便于順利實施。
4 切實抓好化學灌漿的施工質量、環境及人身保護工作
有些價格不高的普通防水材料,通過精心操作也能達到不滲漏的目的;相反,再高檔的防水材料,缺乏責任感的粗糙施工,也會造成滲漏。化學灌漿工程屬于隱蔽的防水堵漏工程,質量好壞很難用一時的不漏水來衡量,故更顯其精工細作、嚴格管理之重要。
4.1 在采用化學灌漿技術處理各類工程滲漏病害時,應嚴把注漿材料質量關,嚴禁使用假冒偽劣產品,只有在了解清楚產品的特性后方可用于灌漿施工中。如果將劣質或有害產品施灌于滲漏的縫隙中,對后期處理會增加很大難度,因此一定要選擇合格優質材料用于灌漿。
4.2 在灌漿過程中,防止漿液滲漏是環境保護工作中一個不可忽視的問題。應通過合理埋設灌漿管及裂縫嵌縫處理,同時通過控制凝膠時間、調整灌漿壓力、間隙灌漿、定量灌漿等措施,減少漿液滲漏于河水、地下水中的量,切實保護好環境。
4.3 強調以人為本,做好施工人員的安全防護工作。要加強施工人員的自我保護意識,配漿人員應穿戴相應的防護用品,配漿及灌漿設備應盡可能密閉;在地下室、隧道等場合進行灌漿時,應做好通風工作。施工現場應配備足夠的藥品和清洗液,以防備由于意外造成的漿液濺入眼睛或皮膚上的事故。對于灌漿剩余的漿液,應妥善做好處理工作,不得隨意亂倒;灌漿結束后清洗設備及工具的清洗劑在使用后也不能隨地亂倒,而應該集中處理。
5 結束語
化學灌漿技術在我國已歷經50多年發展,凝聚了幾代人的心血和汗水,積累了十分豐富的理論和工程實踐經驗,發展了許多新技術、新工藝、新材料、新設備。在提倡“可持續發展”和“以人為本”的今天,環境保護是社會各界關注的問題,化學灌漿技術必須向綠色環保方向發展。我們相信,化學灌漿技術賦予了“綠色”概念后,將會通過材料施工工藝、設備機具的創新,獲得更大的發展空間,為工程建設和保護環境作出更大的貢獻。
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