环氧树脂灌浆治理混凝土裂缝技术 稿件来源： jiangsz 作者： jiangsz 点击数： 更新时间： 2009-4-23 环氧树脂灌浆治理混凝土裂缝技术薛绍祖上海地铁咨询监理科技有限公司内容摘要混凝土裂缝系质量通病，严重影响到工程结构的耐久性。各大城市轨道交通、 地铁建设，对混凝土裂缝修补材料有迫切需求。如上海地铁 1号线，采用环氧树脂基 料浆材，修补圆形区间隧道的道床与混凝土衬砌之间裂缝，已有近十年的历史，应用 技术趋于成熟。GB502082002地下防水工程质量验收规范，规定了混凝土衬砌 裂缝注浆材料采用环氧树脂基料浆材。 JC/T 1041-2007 混凝土裂缝用环氧树脂灌浆 材料 2007年5月29日发布， 2007年11月1日实施。关键词 混凝土裂缝 环氧树脂浆材 区间隧道道床 防水堵漏工法1 化学灌浆的技术进步化学灌浆“ChemicalGrouting”是将一定的化学材料，无机或有机材料，配制成真溶液，用化学灌浆泵等压送设备将其灌入地层或缝隙内，使其扩散、胶凝或固化，以 增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行混凝土建筑物裂缝修补的一项 地基处理和混凝土修补技术。即化学灌浆是化学与工程相结合，应用化学科学和化学 浆材解决地基和混凝土缺陷处理，加固补强、防渗堵漏，保证工程质量的一项特种技 术。1.1 环保型浆材开发1.1.1 无毒催化剂的研制环氧树脂浆材粘接强度高、稳定性好、因此是固结灌浆最常用的浆材。该浆材毒副 作用主要来自所采用的固化剂和溶剂。在过去的近 20年中，对环氧浆材胺类固化剂的 降低毒性研究已取得一些成果，国内生产出的T31, 810, X-89, CD等毒副作用较低 的一批改性胺类固化剂，对环氧浆材的推广应用起了较好作用。1.1.2 无溶剂型浆材的开发环氧树脂一般粘度较大，制成化灌浆材要添加有机溶剂，但很多有机溶剂不但气味 难闻，而且具有毒副作用（如糠醛），添加后往往会产生环境问题。因此，人们在研究无 毒作用环氧固化剂的同时，也展开了无溶剂型环氧浆材的研制。无溶剂型环氧浆材的 研究将得益于环氧树脂工业的发展，国产的低分子量环氧树脂粘度仅（2025）MPa.s, 这对今后无溶剂环氧化灌浆的发展开辟了较好的前景。1.1.3 水做介质的化灌浆材的研制水做介质，不用有机溶剂，对化灌浆材的无公害化是很有益的。过去已开发的为数 不多的水溶性聚氨酯浆材，今后在水溶性环氧浆材等的开发上将会有较为理想的进展。 1.2 新型高亲润、高渗透性化灌浆材的研究目前我们虽然已有了一些高渗性的化灌浆材，解决了不少工程难题，但所用溶剂和 固化剂多半都有毒副作用，不符合环境标准，对工程地基微细裂隙、断层破碎带和泥 化夹层及混凝土微细裂隙的处理仍有探索新型高亲润、高渗透性、无毒副作用化灌浆 材的必要。这很大程度取决于表面活性剂和活性稀释剂体系的研究进展。1.3弹性化灌浆材的开发在工程的变形缝补强灌浆中需要具有弹性的化灌浆材。应加强对弹性环氧的研究， 以适应工程建设之需。1.4化学灌浆的标准化工作化灌行业是一个亟待规范的行业，多数企业没有制定自己的企业标准；虽然个别行业 对某种化灌浆材制定过施工规范，但没有国家制定的设计规范、施工规范和验收规范， 设计单位无规可依；国家建设行政主管部门还没有建立化灌施工企业和专业人员的准 入制；国家建设行政主管部门没有制定化灌工程的定额标准。2化学灌浆材料的年需求量中国水利学会化灌分会曾就某些局部用浆量调查统计来推测市场规模。该分会对2004 年沿海八城市12家化学灌浆企业销售和使用的水玻璃、聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸盐 四种浆材量作了粗略统计，总销售价超过1亿元。若以通常浆材消耗花费只占化灌工 程总花费 包括钻孔、浆材、设备劳务、管理及税费 的1/5算 一般是1/31/ 10,则推测出化灌市场约有5个亿。事实上，这仅是所了解的少数城市中仅12家企业 的不完全统计。3环氧树脂浆材的研发历程我国在化学灌浆材料方面的研究是从50年代开始的，当时针对长江三峡工程基础加固 和混凝土裂缝处理的要求，国家科委立项，由长江科学院，中科院广化所等部门对环 氧树脂和甲基丙烯酸甲酯类材料进行了研究，很快取得了成果。这些灌浆材料在我国 的水利部门得到了广泛的应用，解决了许多工程中的难题，从而推进了化学灌浆材料的 研究。在处理软弱夹层及断层破碎带的化学灌浆材料方面，广东化学研究所、水科院 和长江科学院作了大量的研究工作。在环氧树脂方面，选择了低粘度的环氧；在稀释 剂方面，对稀释剂进行了预反应和改性，从而改善了浆材的稳定性；在固化剂方面， 优选了目前适合于水中固化的高分子胺类，增加了固化剂的韧性，使固化体系无毒； 在表面活性剂方面，选择了能够提高浆液渗透性的反应表面活性剂，使浆液有更好的 渗透性。中国科学院广州化学所先后成功研制了三代高渗透性的环氧系列灌浆材料。青海龙羊峡大坝采用中化798环氧浆材处理G4伟晶岩劈裂带也堪称国际上处理低渗透性软弱 岩土地层的先进技术。最近几年我国科研工作者利用高分子领域中比较先进的技术互穿聚合物网络技术（简称IPN）和高分子合金技术研究出一些独创的新的灌浆材料。如环氧一聚氨酯互穿网络 灌浆材料。目前国内常用的化学灌浆材料按其性能与用途大致分为两大类，共有六大品种系列和 上百种品牌产品。第一类是防渗止水型，包括水玻璃、丙烯酸盐、聚氨酯和木质素浆 材四大品种系列。第二类是补强加固型，包括环氧树脂与甲基丙烯酸甲酯浆材两大品 种。环氧树脂浆材又可分为非活性稀释剂、活性稀释剂及蚨喃树脂三大品种。国内主 要环氧树脂浆材品牌及研发单位见表5.1，进入中国市场的国外环氧树脂浆材品牌及代 理商见表 5.2。表 3.1 国内主要环氧树脂浆材品牌及研发单位环氧树脂浆材品牌研发单位SK-1中国水利水电科学研究院（北京）中化一798中科院广州化学研究所中化-798-3（KH-3）广州科化防水防腐补强有限公司CW系列长江委长江科学院（武汉）HK-G杭州国电水利电力工程有限公司（原华东院科研所）JX中国水电基础局有限公司科研所（天津）801湖南省水电设计院科研所（长沙）SJ K-02广州市金科化灌有限公司广东灌浆岛路桥新技术发展有限公司（广东阳江）TS系列广州市台实防水补强有限公司表 3.2 进入中国市场的国外环氧树脂浆材品牌及代理商环氧树脂浆材品牌代理商DENEPOX 40（比利时）上海遂星工贸有限公司MC（德国）上海先特涂装工程有限公司（德国）上海麦斯特建材有限公司Sikadur 752（瑞士）水利部小浪底咨询有限公司4 环氧树脂浆材厂商的牌号及主要物理力学性能实例1、牌号：Denepox40 （环氧树脂浆材）混合比率（A/B）:重量比100/30生产厂： 比利时 de neef conchem 公司经销商：上海遂星工贸有限公司性能数据检测标准干混凝土的粘接强度/N/mm26.0GB 167771997湿混凝土的粘接强度/N/mm23.6J C/T 8942001抗压强度/MPa90GB 25691981抗拉强度/MPa60GB 25681981断裂延伸率/%123、牌号：中化-798-111高渗透改性环氧化学灌浆材料(KH-3) 双组份混合比率(A/B):重量比研制生产单位：广州科化防水防腐补强有限公司企业标准号：Q/(J)KH 00 -2004力学性能及防水能力(胶砂体*)项目单位指标抗压强度MPa60抗拉强度MPa7抗剪强度MPa20粘结强度MPa6/5抗压系数*%0.9透水压力比%300*胶砂体是化灌材料和砂按1L : 1.75kg的比例混合而成，砂为120目的石英砂。*抗压系数二冻融循环后的抗压强度/冻融循环前的抗压强度X100*透水压力比二受压试件的透水压强/基准试件的透水压强X1005 隧道及地下工程防水堵漏工法“土木建筑上海市市级工法”（19901996年度）一书中，编有隧道防水堵漏工法。该工法在上海地铁一号线区间隧道、延安东路越江隧道、打浦路越江隧道、金山石化 总厂进排水隧道等大型工程上得到应用，达到了止水、防水的目的，取得了较好的社 会效益和经济效益。其中列有“环氧树脂浆料”的工程应用方法。该工法的要点如下5.1 特点防水堵漏工法能有效解决地下工程中混凝土结构的接缝、施工缝、变形缝、蜂窝麻面 及混凝土收缩裂缝等渗漏水、止水、防水效果显著。利用特殊的工艺、材料可对混凝 土裂缝进行补强。5.2 适用范围 适用于各种地下工程的防水、堵漏施工，如人防地下室、地下通道、地下车库等工程 的防水堵漏。5.3 工艺原理防水堵漏工法所采用的基本原理是化学灌浆。化学灌浆就是利用手工或机械手段，在 压力作用下，将特制的化灌材料灌入到建筑物结构裂隙中，使灌浆材料在裂隙中凝固 以达到充填裂隙和止水的目的。5.4 施工工艺5.4.1 柔刚结合防水堵漏工艺 防水堵漏工艺程序为：打毛、切割、剔槽；抽管、嵌缝、抹面、注浆。541.1割缝、剔槽：用金刚石锯片混凝土切割机切割，切割宽度（45）cm,沟深（56）cm,然后用冲击电钻剔槽，最后用电铲和人工精修成（56）cm深的沟槽。5.4.1.2抽管、嵌缝：采用申14mmPVC胶管作模，双快水泥或其他快凝水泥压管封 缝，进行抽管作业，最后留出引水注浆管。5.4.2.3 抹面抹面防水可按五层抹面防水做法实施。也可采用氯丁胶聚合物砂浆抹面。抹面完成后 要浇水养护 34 天。5.4.2.4 注浆首先用手掀式注浆泵向引水管压水，然后再压注化学灌浆材料。待浆液固化后，用小 刀割掉预埋引水管，再用双快水泥封闭。5.5 防水堵漏材料5.5.1 封缝材料5.5.2 嵌缝材料5.5.3 化学灌浆材料化学灌浆材料种类繁多，常有的为水溶性聚氨酯、油溶性聚氨酯、环氧树脂灌浆材料 化学灌浆材料固结体要有一定抗压抗拉强度，耐久性、稳定性好。5.6 质量要求 防水堵漏质量首先要满足委托方要求，大型的隧道、地下车站、泵站等防水堵漏经施 工后的渗漏量应符合国家规范所规定的渗漏量。施工中要及时做好隐蔽工程验收工作。5.7 机械设备：冲击电锤、冲击电钻、空气压缩机、风镐、齿轮注浆泵等5.8 施工安全5.9 劳动组织：以小型施工队为好，通常由 5