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摘要：對建筑防水材料的重要成員之一——化學(xué)灌漿材料作了扼要介紹，包括其特點、分類及用途，目前國內(nèi)生產(chǎn)、科研及應(yīng)用概況，在三峽工程中的應(yīng)用成果，以及考慮到環(huán)境保護(hù)而提出的選用化灌漿材的原則。

 

關(guān)鍵詞：化學(xué)灌漿；水玻璃；丙烯酸鹽；聚氨酯 ；環(huán)氧樹脂；三峽工程


1 建筑防水材料的重要成員

化學(xué)灌漿材料又稱防水漿材，其與防水卷材、防水涂料、防水膩子或膠泥、橡塑止水帶或金屬止水帶等同屬建筑防水材料范圍。而所不同處則是化學(xué)灌漿材料具有如下特性：①它是溶液，而且是真溶液，永不分層，無沉淀；②粘度很低，有些漿材粘度甚至接近于水；③固化或膠凝時間可人為控制；④可用泵灌入裂縫，充填裂隙，堵截滲漏水，具有原位修復(fù)止水結(jié)構(gòu)或單獨構(gòu)建防滲帷幕之功能，特別適用于地下隱蔽工程；⑤固化或膠凝時體積收縮很小；⑥固化物或膠凝體本身不滲水；⑦固化物或膠凝體耐久性良好。上述特點和功能是建筑防水材料所不具備也無法替代的。正因如此，化學(xué)灌漿材料在防水工程上具有特殊的重要性，并成為建筑防水材料中不可或缺的重要成員。

2 常用化灌漿材的分類

目前國內(nèi)常用的化學(xué)灌漿材料按其性能與用途大致分為兩大類，共有六大品種系列和上百種品牌產(chǎn)品。第一類是防滲止水型，包括水玻璃、丙烯酸鹽、聚氨酯和木質(zhì)素漿材四大品種系列。第二類是補(bǔ)強(qiáng)加固型，包括環(huán)氧樹脂與甲基丙烯酸甲酯漿材兩大品種系列。其中水玻璃漿材又可分為堿性與酸性兩大品種，聚氨酯漿材又可分成油溶性、水溶性與彈性三大品種，環(huán)氧樹脂漿材又可分為非活性稀釋劑、活性稀釋劑及呋喃樹脂三大品種。必須指出，第一類型中的水玻璃漿材也能用于補(bǔ)強(qiáng)加固工程，只是強(qiáng)度較低；第二類型中的環(huán)氧樹脂漿材也能用于防滲止水工程，只是單價偏高。現(xiàn)將國內(nèi)用量較大的環(huán)氧樹脂和聚氨酯漿材品牌及研發(fā)單位列于表1和表2。

 

表1 國內(nèi)常用環(huán)氧漿材品牌及研發(fā)單位

 

3 主要用途及應(yīng)用部門

由于化灌漿材具有前述七大特性，化灌漿材和技術(shù)特別適用于工程建設(shè)中的堵漏止水、帷幕防滲、地基加固和裂縫修補(bǔ)。從目前來看，化學(xué)灌漿的應(yīng)用領(lǐng)域主要在水電、建筑、采礦和交通四個行業(yè)，具體應(yīng)用領(lǐng)域大體如下：①大壩、水庫、涵閘等基礎(chǔ)防滲帷幕和地基加固；②大堤、渠道、渡槽等的防滲堵漏及加固；③核電站等的封閉止水防滲和地基加固；④地下建筑物（如地鐵、人防、隧道等）的防滲、堵漏止水、地基加固和裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固；⑤礦山、工廠有毒廢渣、廢水和城市垃圾場等截滲工程的防滲帷幕；⑥礦井建設(shè)中的涌水堵漏、流沙治理及對軟弱地層加固、穩(wěn)定的預(yù)灌漿；⑦石油鉆井開采中的堵漏止水、鉆孔護(hù)壁加固和驅(qū)油；⑧橋基加固及橋體裂縫補(bǔ)強(qiáng)；⑨機(jī)場和停機(jī)坪、公路和鐵路特殊路段的軟弱地層加固、防滲和混凝土裂縫補(bǔ)強(qiáng)加固；⑩江河海港港工建筑物（如碼頭、船閘、防波堤等）的基礎(chǔ)防滲和加固。

 

表2國內(nèi)常用聚氨酯漿材品牌及研發(fā)單位

 

4 國內(nèi)化灌漿材應(yīng)用概況

化學(xué)灌漿材料在防水材料中雖屬小品種，但隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，應(yīng)用量在逐年增加，年用量已遠(yuǎn)超萬t。根據(jù)2004年沿海八城市12家單位粗略統(tǒng)計，用量就達(dá)6 635 t，見表3。

 

表3 沿海八城市12家企業(yè)或公司

2004年用漿量粗略統(tǒng)計


在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，化學(xué)灌漿材料的應(yīng)用也因工程要求不同而有所不同，選擇也有差別。如地下建筑業(yè)及地鐵建筑防水多選用聚氨酯漿材；采礦部門止水和交通部門修復(fù)路基多選用廉價的水玻璃漿材；水電部門修筑大壩多選用丙烯酸鹽做防滲帷幕和選用環(huán)氧漿材加固壩基；文物保護(hù)部門則選用甲基丙烯酸甲酯漿材來修復(fù)文物建筑等。

化學(xué)灌漿材料在大型工程中應(yīng)用量是很大的，如葛洲壩電站一期工程護(hù)坦止水系統(tǒng)滲漏事故的修復(fù)，一次用彈性聚氨酯漿材20余t;上海地鐵4號線塌方冒水事故僅止水一項用聚氨酯漿材就達(dá)102 t；三峽工程近幾年防滲堵漏和地基加固應(yīng)用各種化學(xué)灌漿材料570多t（見表4 ）；廣東一家化灌企業(yè)，去年僅在桂、粵、湘公路修復(fù)工程的路基加固防滲中就用了水玻璃漿材2 000 t以上。

 

表4 三峽工程化灌漿材應(yīng)用概況

 

5 國內(nèi)化灌漿材研究概況

我國化學(xué)灌漿事業(yè)是新中國成立后開創(chuàng)的，經(jīng)50余年發(fā)展，成績斐然。這也與一些產(chǎn)業(yè)部門和部分大專院校培養(yǎng)了一批從事化學(xué)灌漿技術(shù)的研究隊伍密切相關(guān)。隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，防水化灌漿材應(yīng)用量逐年上升，漿材開發(fā)與應(yīng)用的研究也在逐步增多。以近5年為例，在科技期刊雜志庫檢索中化學(xué)灌漿的研究論文約有323篇，其中漿材研究與應(yīng)用占240篇（見表5）。

 

表5 近5年國內(nèi)化灌漿材研究與應(yīng)用論文檢索概況


 

由表5可見，從研究論文數(shù)量排序講，前三位是環(huán)氧樹脂漿材、聚氨酯漿材和水玻璃漿材，而實際應(yīng)用中則正好相反，水玻璃漿材多于聚氨酯漿材，而聚氨酯漿材又多于環(huán)氧樹脂漿材。從研究與應(yīng)用所獲成果水平來看也較高，世人矚目的三峽工程化學(xué)灌漿的成果就是例子。該工程在以下三個方面都達(dá)到了國際先進(jìn)水平：①應(yīng)用國內(nèi)研制的無毒丙烯酸鹽漿材，替代有毒并有致癌可疑的丙凝漿材，首次建造大壩化學(xué)防滲帷幕網(wǎng)；②選用CW環(huán)氧漿材和水泥——化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù)，加固軟弱泥化斷層破碎帶；③采用包括化學(xué)漿材在內(nèi)的五層防滲止水措施，處理好泄水閘迎水面多條混凝土活縫。這其中，三峽工程的高水頭混凝土活縫處理，一直是中外媒體關(guān)注的焦點。

6 化灌漿材與環(huán)境保護(hù)

化學(xué)材料中常含有一些有毒害作用的化合物，用于防水的化學(xué)灌漿材料也不例外，因此研究與應(yīng)用化灌漿材的人員一定要提高環(huán)保意識，做好防止污染的工作。筆者積多年從事研究與應(yīng)用防水化灌漿材工作的經(jīng)驗。提出了如下選擇與應(yīng)用化灌漿材中防止污染的四條原則：①能用水泥漿材解決工程防滲加固問題的絕不用化灌漿材；②在滿足工程防水基本要求的前提下，選用化灌漿材應(yīng)首選無環(huán)境污染的水玻璃漿材；③選用其它防水化灌漿材應(yīng)選用無公害產(chǎn)品，并注意不要任意擴(kuò)大應(yīng)用范圍及用量；④對含有毒化合物的化灌漿材建議停用、禁用，盡快研究尋找替代用品。譬如以丙烯酰胺為主劑組成的丙凝漿材、以糠醛為稀釋劑的環(huán)氧漿材、以甲醛為主要成分的脲醛樹脂漿材等，其所含丙烯酰胺、甲醛有致癌可疑，而糠醛對人的神經(jīng)中樞有害，已被聯(lián)合國有關(guān)組織正式列入12種禁用、限用化合物名單。上述三種漿材應(yīng)屬禁用、限用范圍。

化學(xué)灌漿材料由于具有獨特的優(yōu)良性能使之成為建筑防水材料中不可或缺的重要成員之一。其在我國的研究、生產(chǎn)與應(yīng)用都在不斷發(fā)展。應(yīng)用化學(xué)灌漿材料要注重環(huán)境保護(hù)。相信化灌漿材今后在我國水電、交通、建筑、采礦等行業(yè)的應(yīng)用前景一定是很寬廣的。