丙烯酸盐灌浆材料

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1、丙烯酸盐灌浆材料——在混凝土伸缩缝中的堵水防渗作用张维欣1邝健政1胡文东1盛乔灵2中科院广州化灌工程有限公司广东广州市510070华南师范大学广东广州市510631摘要本文概括了当前堵水防渗材料的优缺点重点介绍了一种新型的环境友好防渗堵漏灌浆材料——丙烯酸盐灌浆材料的基本性能详细阐述了该种材料在各种地下工程中作为堵水防渗材料方面的优势并以地下室伸缩缝堵水为工程实例进行了施工工艺、施工注意事项、施工效果等方面的探讨。关键词丙烯酸盐、环境友好、伸缩缝、堵水防渗、灌浆材料混凝土中存在相互连通的裂缝、蜂窝、孔洞、孔隙等缺陷时会形成渗漏通道产生渗漏

2、渗漏水将混凝土中的CaO成分溶化析出变成CaOH2沿渗漏通道流出在CO2的作用下结晶生成白色的CaCO3并最终导致混凝土强度降低甚至破坏。混凝土产生渗水析钙现象标志着混凝土已发生病变严重的渗水析钙将降低混凝土的耐久性。有资料指出若混凝土中CaO被溶出25时混凝土强度将降低60当CaO被溶出33时混凝土将变得疏松而失去强度1。地下工程如地铁、隧道、巷道、涵洞、基坑、地下室等永久性混凝土结构设计寿命一般大于50年渗漏水的长期破坏会严重的降低混凝土的设计寿命因此渗漏水的治理就显得尤为重要。而灌浆法无疑是当前处理这种工程难题的最好方法因为灌浆法对

3、整体结构的破坏程度较低且注入的浆液在压力下进入渗漏通道固化后填塞通道堵住渗漏水解决了以往那种“堵排结合”不能从根本上消除渗漏水的对混凝土侵蚀破坏的难题是一种从根本上解决各种混凝土渗漏问题的方法。当前能够在有水的条件下用于堵水防渗的灌浆材料主要有水泥-水玻璃、丙凝、聚氨酯、丙烯酸盐等。水泥-水玻璃属于无机速凝注浆材料丙凝、聚氨酯、丙烯酸盐属于高分子类的速凝灌浆材料。1.当前防渗堵漏材料的优缺点1.1水泥-水玻璃其特点是颗粒大固化速度快可以暂时封堵大的涌水或者把涌水量有效的降低缺点是颗粒大不能注入细小的裂缝或渗漏点与混凝土界面的融合性较差存在

4、界面问题无法彻底解决渗漏水的问题1.2丙凝丙凝的特点是低粘度和高渗透性能沿着渗漏通道固结后凝胶体与混凝土的融合性好能够较牢固的粘附在混凝土面上且固结体为不溶于水的弹性体能够较好的起到封堵渗漏水的效果缺点是丙烯酰胺是一种中等毒性的亲神经毒物可通过未破损的皮肤、粘膜、肺和消化道吸收入人体分布于体液中长期职业接触丙烯酰胺表现为四肢麻木、乏力、手足多汗、头痛头晕、远端触觉减退等另外大量的实验动物数据证实了丙烯酰胺具有一定的致癌作用2。已经被许多国家禁止使用如美国环保局对自来水中丙烯酰胺的限量制定了非常严格的标准规定不得高于0.5g/kg。而在当前

5、的施工条件下丙烯酰胺溶液在施工过程中难免会溅到地面上污染渗漏水进而污染人类用水同时沿着渗漏通道进入地下的丙烯酰胺溶液如果遇到地下水的稀释可能不固化或者固化不完全在这种情况下丙凝就会污染地下水威胁人们的生命健康安全。当前由于缺乏监管还有很多地区在使用丙凝进行堵水这是潜在的安全隐患。1.3聚氨酯聚氨酯堵水灌浆材料又分为油溶性和水溶性灌浆材料。油溶性聚氨酯是由低分子量的聚氧化丙烯多元醇与多异氰酸酯TDI、MDI、PAPI反应制得的预聚体为基料以有机溶剂为稀释剂制备的溶剂型单组分或双组分浆材。粘度在几十到几千mPa·s之间固结后可形成坚固的弹性体

6、体积可膨胀至数倍由于-NCO含量较高所以固结物的弹性较差3。浆液中含有游离的TDI单体TDI是一种挥发性较强的物质具有明显的刺激和致敏作用它的蒸气对人体的毒害较大如刺激眼粘膜与呼吸系统引发咳嗽、头痛、哮喘等TDI的实际危害在于它的慢性毒性即长期接触对人体造成很大的危害4。浆液不溶于水所以在潮湿面和有水的条件下对混凝土面的粘接性能较差无法实现完全堵水一般用来临时封堵大的涌水通道少量的渗漏无能为力。而且含有大量的有机溶剂固化后有机溶剂挥发固结体易收缩会导致重新渗漏。如五强溪大坝1995年3月至1996年6月对528坝段间的15条漏水横缝进行防

7、渗处理时根据五强溪工地现场动水灌注试验资料和其他一些工程动水堵漏的经验或教训最终优选出SM-1聚氨酯TPT浆液配方供五强溪工程大坝横缝动水堵漏使用5。采取以钻孔注浆为主、嵌缝注浆为辅的方法从坝顶和廊道内对横缝灌入化学材料处理后初期止漏效果明显但1998年1月检查发现经过化学灌浆处理的横缝又全线滴水经分析该坝横缝止漏处理方法考虑得比较周到而化灌材料耐久性较差仅仅2年时间已经失去止漏的作用6。水溶性聚氨酯灌浆材料是由多异氰酸酯与亲水性的聚醚多元醇反应生成-NCO封端的预聚体与一些添加剂所组成的单液型化学浆液。该浆液具有良好的亲水性能水做固化剂

8、灌浆后对水质无污染依靠浆液二次发泡的压力推动浆液在裂缝中充填。当前隧道、地铁、大坝等都大量采用水性聚氨酯灌浆材料进行裂缝或各种施工缝的堵水但是往往持续不长时间就会重新出现渗漏水暂时堵水效果较好