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谈谈化学灌浆技术在防水、防渗、堵漏工程应用中注意的问题
陈汉东
(张家港大禹防水堵漏新技术开发有限公司)

摘 要: 本文作者从所见所闻及自身的实践中提出化学灌浆技术在防水、防渗、堵漏工程应用中重视提高对绿色化学灌浆技术的含义、要求的认识,并分别从绿色化学灌浆材料选用、方案设计、施工质量管理、环境保护及生产施工人员自身保护提出存在的问题以引起同行们重视,并共同予以解决,为建筑防水事业健康发展作出贡献。
关健词:绿色化学灌浆;环境保护;自身保护;素质;培训

在国家建设提倡“可持续发展”和“以人为本”的今天,环境保护是社会各界关注的问题。发展不能以牺牲精神文明、生态环境、人的生命为代价。高度重视和切实抓好安全生产是坚持立党为公、执政为民的必然要求,是贯彻落实科学发展观的必然要求,特别是在提倡人与自然和谐相处的发展准则下,化学灌浆技术必须向环保方向发展。
由于化学灌浆材料具有防渗、堵漏、补强、加固的功能,固化后的化学灌浆材料,它的性质稳定、耐老化、寿命长,目前已在基础防渗加固处理、水工建筑物防渗补强加固、地下建筑物防水处理等土木工程中得到广泛应用。相应地也暴露出不少需要广为关注的问题。
1 对绿色化学灌浆的含义认识不足
对绿色化学灌浆的要求还没有完全明确,为此在实际工作中只求把水堵住就行,未顾及到保护环境和水资源,未讲究劳动场所安全防护和文明卫生,更谈不上从事化学灌浆工作者应具备高尚职业道德和良好自身素质。为此有关职能部门应重视这方面的宣传教育,从源头抓起。
1.1 弄清绿色化学灌浆的含义
所谓绿色化学灌浆其浆液应无公害,即至少属实际无毒,最好属基本无害;施工应无污染,即符合环境安全、卫生标准;浆液安全固化;固化物稳定、不分解、能耐久,对环境友好。
1.2 绿色化学灌浆应达到以下要求
1) 浆液溶剂、主剂、固化剂、其他辅助剂等组分无公害,不含致癌和有毒化合物以及有毒基团,不用或慎用有毒害的化学灌浆浆液。
2) 浆液固化反应完全,浆液反应各生成物无公害,固化物在水或应用环境中不会溶解或分解有毒害物质,浆液、各反应物、固化物对环境友好。
3) 注重提高化学灌浆工作者自身职业道德,在科研、设计、施工各环节中注重环境保护、水液保护,讲究劳动场所文明和安全防护,防止施工污染环境事件的发生。
4) 对现有含有害成分的浆材进行除害改性或进行新配方设计,以及采取工艺、设备、防护等措施来满足绿色灌浆的要求。
2 从化学灌浆的堵水防渗机理看更要坚持绿色化学灌浆材料的选择原则
混凝土中存在相互连通的裂缝、蜂窝、孔洞、孔隙等缺陷时,会形成通道产生渗漏,渗漏水将混凝土中的CaO成分溶化析出,变成Ca(OH)2,沿渗漏通道流出,在CO2的作用下结晶生成CaCO3,并最终导致混凝土强度降低甚至破坏。有资料指出,当混凝土中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,地下工程如地铁、隧道、涵洞、基坑、人防、地下商场、地下车库等永久性混凝土结构的设计为一般大于50年,渗漏水的长期破坏会严重降低其寿命,因此渗漏水的治理就显得尤为重要。而灌浆无疑是当前处理这种工程难题的较佳方法,因为灌浆对整体结构的破坏程度较低,且注入的浆液在压力不进入渗漏通道,通过浆材把裂缝界面粘合起来(粘结机理),利用浆材对裂缝间隙进行充填(填塞机理)、利用浆材的浸水膨胀特性把裂缝胀塞起来(胀塞防渗机理)进行防渗堵漏。从上看出化学灌浆材料在固化堵漏过程中是否会污染地下水和环境,影响操作人员的健康等至关重要,所以一定要坚持绿色化学灌浆材料的选择原则。
1) 应选材料综合力学性能好、强度高、耐老化、粘结力强、充填性好,固结后不收缩、耐低温并能适应混凝土裂缝变形等。
2) 应选材料具有良好的渗透性和亲润性,粘度小,可以灌入微细的缝隙中,对潮湿裂缝具有良好的亲水性和扩散性、粘结性能好。规范认为缝宽不小于0.3mm的裂缝会引起钢筋锈蚀,影响结构耐久性,化学浆液通过高压灌入微细裂缝并充满可予以防止。
3) 工艺简单、易操作、施工方便。
4) 材料环保(无毒或者低毒),固结体无毒性污染。
5) 材料价格适中、合理。
综上所述,根据绿色化学灌浆的要求,以及对我国现有化学浆材的各类浆液品种分析建议:
A.不提倡用但可用合适的替代物的化学灌浆浆材有:① 丙凝,可用丙烯酸盐或聚丙烯酰胺(予聚体)替代;② 直接法脲醛树脂,可用预聚型脲醛树脂替代;③ 铬本素,可用非铬本素替代;④ 一步法聚氨酯,可用预聚法聚氨酯替代。
B.应慎用的化学灌浆浆材如含糠醛做活性稀释剂的环氧树脂,使用该浆材配浆,传输浆应在密闭设备中进行,施灌范围周边或上下应采取封闭措施,严防糠醛污染环境。
C.应尽快改进预聚和后处理工艺,选用达到无公害水平的浆材——预聚法生产的油溶性或水溶性聚氨酯。
D.希望有关企业或部门早日研制出无公害新配方浆材如甲凝,弹性聚氨酯和环氧树脂等。
3 要重视化学灌浆方案的设计
我国的化学灌浆在矿山、水利建设如大坝、水工隧洞等已使用五十多年,近年来在工业与民用建筑防水工程中也得到了应用,而且发展很快,与此同时出现的问题也应及时予以重视。
3.1 加强对混凝土裂缝的成因因素及裂缝宽度控制标准的认识
裂缝是混凝土建筑物常见的病害,主要有荷载、温度、干缩、地基变形、钢筋锈蚀、碱集材料反应、地基冻涨、混凝土质量差、水泥水化热等原因引起,有的裂缝在施工期就产生,有的则在工程运行中形成裂缝的存在不仅影响建筑物的外观,而且会引发其他病害的发生与发展,如渗漏溶蚀、环境水侵蚀、冻融破坏及钢筋锈蚀等,这些病害与裂缝相互作用,形式恶性循环,对建筑物耐久性危害极大,因此必须对裂缝进行科学、合理、有效的处理。
裂缝产生的原因不同,所处的位置不同,影响的程度不同,在处理方法上也会不同。根据国内外建设规模及有关资料,混凝土最大裂缝宽度的控制标准大致如下:① 无侵蚀介质,无防渗要求0.3~0.4mm;② 轻微侵蚀,无防渗要求0.2~0.3mm;③ 严重侵蚀有防渗要求0.1~0.2mm。
3.2 坚持化学灌浆处理的设计原则
对于结构防水处理及缺陷修复,首先要对出现的问题进行认真仔细的调查,弄清问题的症结,然后才能选择不同的处理材料与工艺对症下药。由于管理不善和瞬间荷载产生的渗漏裂缝与孔洞,一般只要求将来水通道堵死即可。可采用非柔性材料处理,即补强灌浆或表面堵塞涂抹工艺;由于结构伸缩缝设计不合理产生的渗水,裂缝处理要选择柔性材料;由于施工质量不好使混凝土不密实形成的面渗水,除需要用灌浆处理外,还要结合表层抹面材料处理,材料的选择也可分为柔性与刚性,并需设置保护层;对于继续发展的渗水通道,则要先清除渗漏的原因,然后再作防水处理。
另外建筑结构防水与修复的化学灌浆技术不完全类同于大坝基础的帷幕灌浆与固结灌浆。① 对于结构渗漏问题,需增加引、导水工序,将面渗化为线漏再化为点漏,然后再进行处理;② 孔位布置一般情况下不需要形成一片帷幕或整体防渗膜,布孔主要在渗漏点或结构缺陷部位,没有固定的孔距和排距,在平面上显得零乱,但形乱而实有序,这种“序”是遵照渗水规律安排的;③ 灌浆压力控制,根据结构性状,选择压力范围,如大体积混凝土、钢筋混凝土结构要去灌浆进至微细裂缝如0.02mm的,可选用较高压力(35~45直至70MPa),砖混结构选用压力要小(0.1~0.3MPa)应根据耗浆量大小取值。大耗量采用低限压力,小耗量用高限压力;④ 结构外侧防渗灌浆,从结构内侧钻孔,钻孔深度穿过混凝土(或钢筋混凝土)结构进入结构层外侧,通过对已有钻孔的灌浆,形成外包结构的一层防渗体。
3.3 把好施工前化学灌浆方案的审核关
目前我们的防水材料生产企业和防水施工企业对于化学灌浆技术尚未能完全掌握,遇到楼房墙体渗漏、变形缝、施工缝渗漏、女儿墙、排水管口(穿墙孔)渗漏、门窗渗漏、预埋件部位渗漏,不分具体情况采用化学灌浆,有的布孔特别密,有的灌浆溢出特别多即浪费了材料,又污染了环境,有的钻孔特别深等,造成了不少损失,为此应一方面提高这些企业的自身化学灌浆技术素质,同时也希望行业内部加强培训,提高水平,切实做好承接任务时对业主提出的、设计部门提出的化学灌浆方案设计(没有方案则需本企业拿出符合客观实际的方案)进行认真的审查,从渗漏水原因分析,注浆材料的选择(例什么情况下用油性PU,什么情况下用水性PU,什么情况下用环氧树脂,什么情况下用粘度低的等),注浆孔在厕浴间、屋面板、窗口、门口等部位采用骑缝孔、斜孔等如何布置,注浆机采用高压、低压等等一一推敲,最后达到较为理想的方案,以便于在实施中顺利进行。
4 切实抓好施工质量、环境及人身保护工作
低档的防水材料,通过精心操作也能达到不渗漏的目的,相反的,再高档的防水材料,粗糙缺乏责任感的施工,同样会造成渗漏,这种例子不胜枚举。而化学灌浆技术是属于隐蔽的防水堵漏工程技术,质量好坏很难用一时的不漏水来衡量,故更显其精工细作、严格责任之重要,对业主来说找一个有诚信、施工技术精良、质量可靠的专业施工队伍尤为重要,而作为材料生产兼施工的企业或防水施工企业来说,应把施工质量当作生命、诚信的基础来对待,以国家利益、集体利益为重、为先,在此基础上求得企业的发展,职工收入的提高,为此建议务必要做到:
1)在采用化学灌浆技术处理楼房各部位、人防、交通隧道等病害时,应严把注浆材料质量关,严禁使用伪、劣、假冒产品,在清楚了解产品的特性后方可用于灌浆过程中,将不合格的产品用于缝隙的施灌中,对后处理增加很大难度,因此一定要选择合格优质材料用于灌浆。
2)在灌浆过程中,必须严格控制灌浆压力,砖墙体、楼房、门窗框、穿墙孔等灌浆压力应小,梁、柱、地下室厚墙厚底板等灌浆压力则应大;当混凝土标号较低,灌浆量较大,灌浆速率较快等情况出现时,灌浆压力视情况变化而变化,由小到大,及时调整。
3)在灌浆过程中,防止浆液渗漏是保护环境中一个不可忽视的问题,要重视灌浆管埋设及裂缝嵌缝处理,再通过控制凝胶时间、调整灌浆压力、间隙灌浆、定量灌浆等减少浆液渗漏于河水、地下水之中,导致污染环境。
4)必须强调以人为本,从源头上做好防护工作,特别是对于生产、施工的一线人员,一定要重视做好保护工作,加强施工中的自我保护意识,配浆人员应穿戴相应的防护用品,配浆及灌浆设备应尽可能密闭;在地下室、隧道等场合进行灌浆时,应做好通风工作。施工现场应配备足够的药品和清洗液,以防备由于意外造成的浆液溅入眼睛或皮肤上。对于剩余的浆液,应妥善做好处理工作,不得随意乱丢乱弃,灌浆结束后必须采用清洗剂来清洗设备及工具,以保证其下次使用有良好的状况。清洗剂在使用后不能随地乱倒,而应该集中处理。
5)加强施工前的准备工作。
① 应取得化学灌浆材料合格证、灌浆设计说明书和技术要求等工程资料。
② 应编制施工组织设计和技术措施。
③ 视工程规模大小决定施工前应进行现场灌浆试验。
④ 认真检查施工所用的风、水、电供应必须可靠。注浆设备、配件、避免爆管造成财产损失和人身伤害。
⑤ 各种计量器具应定期进行校验或检查,保持量值正确。
⑥ 从事化学灌浆施工人员,应经培训后上岗。
⑦ 严禁现场吸烟,加强防水安全管理,技术措施到位。
6)当施工作业暂时中止时,孔口应妥善保护,防止流进污水和落入异物。灌浆过程中各项施工记录应有专人负责,并保证记录准确、真实、齐全。
5 结束语
化学灌浆技术在我国已历经五十多年发展历史,凝聚了几代人的心血和汗水,积累了十分丰富的理论和工程实践经验,创造了许多新技术、新工艺、新材料、新设备。将这些成果加以认真总结,从中汲取精华十分必要。我们建筑业防水界在近十年应用中也发展较快,很多企业从“引进”到自产,从原材料到实际施工逐步形成规模。但目前确实还存在不少问题,从我公司在电缆隧道、交通隧道、地下车库、屋面、厕浴间化学灌浆施工中,从化学灌浆材料的选用、灌浆设备机具的选用,钻孔形式间距的确定、灌浆压力、灌浆量的控制、环境保护和自身环保意识的提高、责任心的加强等问题上深深体会到急需学习提高,因此我建议行业协会应对这一行业加强基础理论、操作技术、环保意识等多方面的不同层次的培训教育,以满足实际需要。

[发布日期:2010/12/10] [关闭窗口]