化学灌浆在建筑防水堵漏工程中的综合应用
更新时间:2014-06-29 17:56:41 来源: 作者: 浏览:746次 评论:0条
导读： 化学灌浆是建筑防水堵漏手段之一。性能优良的化学灌浆材料和合理可行的施工灌浆方法是化学灌浆防水堵漏得以实现的关键所在。1 几种化学灌浆材料简介1.1 水泥—水玻璃浆材 该材料固结强度为0.5～15MPa，固结率为98%～100%，凝胶时间30～120s。具有成本低、适应..
化学灌浆是建筑防水堵漏手段之一。性能优良的化学灌浆材料和合理可行的施工灌浆方法是化学灌浆防水堵漏得以实现的关键所在。
1 几种化学灌浆材料简介
1.1 水泥—水玻璃浆材
该材料固结强度为0.5～15MPa，固结率为98%～100%，凝胶时间30～120s。具有成本低、适应性好，尤其适合突发性漏水、泥、砂的整治，浆液充填率又高，湿条件耐久性好等优点。其浆液特点如下：①浆液凝胶时间可准确地控制在几秒至几十分钟范围内；②结石体抗压强度可达10～20MPa；③结石率为100%；④结石体渗透系数为10-8cm/s；⑤适宜于0.2mm以上裂隙和1mm以上粒径的砂层使用；⑥材料来源丰富，价格便宜。
1.2 中化—656(丙烯酸盐类)浆材
该材料广泛用于各种混凝土的渗漏水、油的堵截。具有浆液起始粘度低，可灌性能好，固化时间可任意调节两秒至十几分钟，甚至数小时等优点。固结体抗渗性k＜10-8cm/s，抗挤出强度35kg/cm2；固砂体抗压强度3～8kg/cm2，浆液起始粘度η(25℃)1.2～1.6cp。该浆材荣获全国科学大会奖。
1.3 改性环氧树脂浆材
该材料具有广泛的应用范围，价格较便宜，强度、粘度、固化时间可调节，材料力学性能良好。抗压强度为700～1200kg/cm2，抗张强度为70～300kg/cm2，抗弯强度300～850kg/cm2，劈裂粘结强度干缝19～31kg/cm2、有水缝13～19kg/cm2，浆材起始粘度η(25℃)6～150cp。该浆材荣获全国科学大会奖。
2 建筑工程防渗堵漏的工艺流程及效果检测方法
2.1 工艺流程
(1) 查水：在潮湿和积水的地方排水及用棉纱吸擦干，寻找渗漏水的缝(伸缩缝、接触分界缝、沉降缝、施工缝、应力缝、结构缝、后浇带缝等)，或漏水洞、漏水孔、混凝土体蜂窝、砂眼点面等漏水渗水部位。
(2) 凿槽：在缝或点四周开凿U型槽，一般槽深除去砂浆保护层外，还需深入混凝土体2～10cm；槽宽度原则上把松软漏水的混凝土清除为止，常规槽(点)宽度5.0～30cm。
(3) 清洗：把新槽内的残渣清除，并用干棉纱擦干净，不能留下粉砂和积水。
(4) 埋管：在漏水孔口洞位置上垂直放置一定长度的铝管，其周围再放置小碎石或棉纱，再用水泥—水玻璃埋管封槽，最后用外加剂防水混凝土砂浆盖面抹平封顶。
(5) 灌浆：按工程需要调节好粘度、硬度、固化时间等指标，用手压泵把浆材从灌浆嘴压注入被灌体。
(6) 封孔：对达到灌浆要求的灌浆管，需要切除高出基面的铝管，并用老虎钳夹闭管口，再进行表面修复处理。
2.2 效果检测方法
(1)套管盖帽检查法。在埋好铝管约12小时后，用胶管套盖在铝管上，再用小铁线扎紧胶管进行封水，即可检查埋管质量效果。
(2)感觉检查法。在灌完浆24小时后，可用肉眼观察或手触摸灌体干爽情况，即可定性检查灌浆质量效果。
3 化学灌浆在建筑防水堵漏工程中的综合应用
3.1 广州市南方剧院假山池涌水化学灌浆堵漏处理
该工程位于西湖路与教育路十字路口。由于观赏花园中假山池底面低于地表1.00m，造成多个点状分布的涌水泉眼，积水较多，影响周围环境。受院方的委托，采用中化—656堵水，以保证假山池底干燥。
中化—656是一种以丙烯酰胺为主剂，甲撑双丙烯酰胺为交联剂，配以其它材料组成的化学灌浆材料。各组分的水溶性很好，是一种无色透明的真溶液，粘度很低，接近于水，可以注入极细微的孔隙中。水溶液在氧化—还原引发体系的作用下，能够迅速聚合形成具有体型高分子结构，富有弹性，不溶于水及一般溶剂的硬性凝胶。这种硬性连续的凝胶可以封闭水在土、砂空隙或岩石细裂隙间的通道，阻止水的通过，并把松散的土、砂粘结在一起，从而起到防渗堵水和加固的双重作用。
通常丙烯酰胺灌浆材料是一种浓度为5%～30%的水溶液。这种浆液性质稳定，两组分单独存放可以长时间保存。如浆液中加入铁氰化钾后，可以推迟起始凝聚时间，减缓聚合速度，用量很少即有明显效果。计量甲、乙液组分和浆液的溶器不要共用，否则可能改变浆液性能，甚至报废。
根据现场调查情况(包括注浆目的、灌浆部位的土质、水流、水质、温度、压力及原料质量等)确定配方(主要是浆液浓度、凝胶时间和浆液用量)，再依现场资料在实验室进行配方试验确定。本工程浆液浓度一般用10%(丙烯酰胺和N，N＇—甲撑双丙烯酰胺的比例固定在95∶5，改变浓度时只改变它们在水中的总含量)，如特殊情况可适当考虑改变浆液浓度。对个别涌水流量大的泉眼点，为克服地下水对浆液的稀释作用，需提高浆液浓度至12%～15%，甚至提高到20%；相反，在细裂缝点中，由于含有饱和水而进浆量极少，这些水足以稀释浆液，因此，也需提高浓度至12%，特别细微的裂缝点要提高浓度至15%。浆液分批配制，两液双组分最好按1∶1配比灌注，一边配比混合，一边灌浆施工，流水作业效果更佳。
经随机取样检查，丙烯酰胺浓度为10%的凝胶固砂体抗压强度有0.2～0.8MPa，能承受较大的静水压力，抗渗性好，渗透系数为2×10-10cm/s。虽然浆液原料和配好的浆液均有一定毒性，在凝胶前对人体有害，对金属也有腐蚀性，溶出的金属离子还对浆液性能有影响，但凝胶后基本无害。同时，由于浓度高于5%(＜5%无法凝胶)的浆液凝固时形成半透明状态的凝胶，不溶于水、煤油和汽油等溶剂(目前尚未发现溶解这种凝胶的溶剂)；不被稀酸、气体、菌类侵蚀；凝胶干后遇水可以重新溶胀，因此，可认为是半永久性材料，放心使用，质量有保证，耐老化性强。
3.2 广州市百花香料厂主厂房屋面梁板漏水化学灌浆防渗处理
该工程位于芳村，由于多种原因，屋面梁板出现多条裂缝，局部还有蜂窝点。遇雨天就渗漏水，还会风化腐蚀钢筋影响建筑结构承载力。受厂方的委托，采用化学灌浆进行防渗补强处理。
环氧树脂具有强度高、粘结力强、稳定性好及可在室温固化等一系列优点，广泛用于电绝缘材料、增强塑料、涂料、粘合剂及电子灌封材料等方面。一般采用双酚A型环氧树脂，大多数情况下使用E—44(6101)环氧树脂，用脂肪胺或改性胺如T31等为固化剂。由于通常的环氧树脂粘度均在2000厘泊以上，需加入适当的稀释剂才能把浆液灌入细小缝隙。同时，由于环氧树脂固化后性质较脆等原因，通常还加入增韧剂、促进剂以及表面活性剂等，以适应各种各样的情况，这就是研制和使用改性环氧树脂灌浆材料的原故。在特种岩土工程中，可在环氧树脂中加入各种特殊助剂，使浆液具有高渗透性、浸润性等性能，以适应特殊场合的灌浆需要。
本工程选用FYZ材料，糠醛、丙酮稀释体系。由于糠醛和丙酮均具有较低的粘度，加入环氧中可以使浆液具有可灌性好，可在含水裂缝中灌注，价格又便宜等优点。糠醛、丙酮在加入固化剂后形成酮亚胺缓慢地固化环氧树脂，游离的糠醛和丙酮也逐渐生成它们的低聚物，最后成为呋喃树脂，因此，浆液固化后为复合体系，并具有以下几个特点：①强度高，抗压强度达60kg/cm2以上；抗张强度达70kg/cm2以上；抗弯强度达250kg/cm2以上。②粘结力强，具有良好的粘结力，尤其是对混凝土，其干缝粘结强度达17kg/cm2以上，湿缝粘结强度达12kg/cm2以上。③具有良好的抗腐蚀性和抗老化能力。④固结体具有良好的抗渗透性能。
该工程的施工程序是：
(1) 清缝：打掉批挡保护层，直到结构层。
(2) 刷缝、吹缝：用钢丝刷刷掉松动的碎块和粉土，并用高压吹风机(器)吹掉粉尘埃。
(3) 打基液；用1∶1的FYZ进行渗透处理。
(4) 埋灌浆盒：用1∶1.75的FYZ进行埋灌浆盒，一般埋在顶面，每米3个左右。对个别厚梁需双面灌浆，即在底面多埋一次灌浆盒，并与顶面上埋的盒错开位置构成穿插加密状，利于均匀灌浆。
(5) 封缝：用1∶1.75的FYZ进行封缝，如底板面有缝的还需多封一面缝。一般每条缝留2～3个排气、排水小眼(0.5～1.0cm)，利于诱导灌浆。
(6) 灌浆：用FYZ进行灌浆。固化剂选用二乙烯三胺或乙二胺，约占主剂的5%～16%，而个别特别细微的裂缝，需使用渗透性更好的FEZ浆材机械灌注(FEZ其它性能基本与FYZ材料相同)。遇较大的裂缝，采用人工送浆自由渗漏浆液施工即可。
经过几年来的连续观测，证实改性环氧树脂材料性能稳定，防水效果良好。
3.3 广州市新大地宾馆地下室歌舞厅顶板渗漏化学灌浆止水处理
该工程受街边电缆沟降雨积水和宾馆正门浇灌花草水的影响，地下室歌舞厅顶板混凝土出现间歇性漏水，呈点状和线状分布。受业主的委托，采用化学灌浆进行补救处理。
首先，对漏水部位的松软混凝土进行全面剥离清除，然后，在个别漏水量大的点开凿直径3～5cm、深5～8cm的楔形孔(槽)，把进浆管一头置于楔形孔中，管底留空0.5～1.0cm，周围再放些碎石或棉纱，利于浆液扩散。进浆管长度根据实际情况而定，一般为8～30cm，但进浆管口一定要对准出水口孔洞部位(点)，使水引入管中流出，而管的周围用速凝剂混干水泥粉(一般为水泥—水玻璃)砂封堵，并用手指或手掌压砂浆，使被埋管周围不再有渗水。在埋管封孔(缝)第二天即可顶压中化—656注浆，以达到止水的目的。
其次，在渗水的范围内，用改性环氧树脂涂刷1～2遍，厚度1.00～1.50mm，待它基本干爽后，再用水泥—水玻璃作最后一道防水层兼作保护层。
最后，尚需进行两条裂缝楼面灌浆处理。其中一条细的裂缝直接用改性环氧树脂混干水泥粉埋管和封缝，不用开凿U型或V型槽，待水泥改性环氧浆干后，才用齿轮泵或手压泵注浆，尔后2～3天即可表面修复交付使用；而另一条较大的裂缝可用水泥砂浆渠形围缝，渠宽1～2cm，用于积蓄浆液进行渗透灌浆(用稀浆)。对难进浆段，则先用丙酮渗透开路。一般混合浆液有五六成干后，即用干水泥粉混合剩余浆液与围渠的水泥砂浆一起用灰刀铲除，以免干后表面清理时拖带出缝内浆液固结体。然后，再用小灰刀(宽1cm)做缝表面补充加强压浆修复处理。1～2天后即可交付使用。
4 结 语
化学灌浆具有简单、快速、价低及有效等诸多优点。不同的灌浆防水堵漏止水工程，其施工方案也需各有侧重。一般原则如下：
(1) 铝管直径d＝1cm，埋管根底部用棉纱缠成喇叭头至直径2～3cm为宜，铝管头高出基面3～5cm即可。
(2) 浆液固化时间为1＇30〃左右，以每点直径30～50cm计算，每根管(点)用浆量为600～1000mL，灌浆终孔压力≤2kg/cm2为宜。
(3) 灌浆原则以先快速进浆，后慢速进浆；先低压力，后高压力的规律为佳。
(4) 施灌工艺是先灌漏水小的孔，后灌漏水大的孔；先灌外围孔，后灌中间孔。
(5) 受降雨才渗漏水的工程，可用改性环氧树脂施灌；长期有水的工程，则选用中化—656(丙烯酸盐类)灌浆；而间歇性渗漏水的，可优选中化—656或改性环氧树脂与水泥—水玻璃组合(复合)灌浆。
(6) 在自然环境中，有许多物质都直接或间接影响浆液的凝胶时间和凝胶强度，因此，必须根据土质和水质，按不同建筑工程和不同的浆材，选择不同的浆液配方和灌浆工艺。
作者单位：程鉴基 中国科学院广州化学研究所 广州 510650
程鉴添 广东省郁南县四圈冶金实验厂
参考文献
1 程鉴基，化学灌浆在混凝土补强加固工程中的综合应用，施工技术，1997，(7)：34～35
2 叶林标、张玉玲、蒙炳权等，建筑工程防水施工手册，中国建筑工业出版社，1990
3 程鉴基，化学灌浆在混凝土补强加固中的应用，建筑技术，1996，23(6)：381～382
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