环氧树脂灌浆治理混凝土裂缝技术

混凝土裂缝属于质量上的通病，严重影响工程结构的耐久性。各大城市轨道交通、地铁建设，对混凝土裂缝修补材料的市场需求迫切。以上海地铁1号线为例，运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，已经有将近十年的时间，由此来说，应用技术趋于成熟。GB50208—2002《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(20～25)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金磨石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1／3～1／10，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。像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。