9.4化学灌浆材料化学灌浆（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，使其渗透、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加固基础，防水堵漏和混凝土缺陷补强技术。化学灌浆是化学与工程相结合，应用化学科学、化学浆材和工程技术进行基础和混凝土缺陷处理（加固补强、防渗止水），保证工程的顺利进行或借以提高工程质量的一项技术。化学灌浆应用领域1.大坝、水库、涵闸等基础防渗帷幕和地基或地基断层破碎带泥化夹层加固；地上混凝土建筑物、构筑物(如混凝土坝、城市大厦、工厂、油、气和粮库等)的地基加固和裂缝补强加固;地下建筑物(如地铁、人防、隧道等)的防渗、堵漏止水、地基加固和裂缝的补强加固;10.机场跑道和停机坪、公路和铁路特殊路段的软弱地层加固、防渗和混凝土裂缝补强加固;11.江河海港港工建筑物(如码头、船闸、防波堤等)的基础防渗和加12.文物和古建筑物的裂缝修补和保护等。目前最常用的化学灌浆材料可分为两大类，六个系列，上百个品牌：一是防渗止水类，有水玻璃、丙烯酸盐、水溶性聚氨酯、弹性聚氨酯和木质素浆等；二是加固补强类，有环氧树脂、甲基丙烯酸甲酯、非水溶性聚氨酯浆液等，近年来应用最多的是水玻璃、聚氨酯和环氧树脂浆材。我国常用的六种化学灌浆浆材系列表化学灌浆材料品种较多，性能各异。理想的化学灌浆材料其一般性能应符合下列要求:材的一般要求浆液稳定性高，在常温/常压下存放一段时间其基本性质不变；浆液的凝胶或固化时间可在一些范围内按有必要进行调节和控制，凝胶过程可瞬间完成；凝胶体或固结体的耐久性好，不受气温、湿度变化和酸、碱或某些微生物侵蚀的影响；固结体的抗压、抗拉强度高，不会龟裂，特别是与被灌体有较好的粘接强度；浆液无毒、无臭，不易燃、易爆，对环境不造成污染，对人体无害；三峡工程化学灌浆从研究与应用所获成果水平来看是比较高，该工程在以下三个方面都达到了国际领先水平：应用国内研制的无毒丙烯酸盐浆材，替代有毒并有致癌可疑的丙凝浆材，首次建造大坝化学防渗帷幕网；选用CW环氧浆材和水泥——化学复合灌浆技术，加固软弱泥化断层破碎带；采用包括化学浆材在内的五层防渗止水措施，处理好泄水闸迎水面多条混凝土活缝。化学灌浆方法：三峡大坝按工程设计分为泄洪、导墙、左右厂房、临时船闸、纵向围堰、左右非溢流坝等8大主体坝段，每个主体坝段又分若干个浇筑坝段，共有80余个坝段，每个坝段又分几个坝块进行混凝土浇筑，各个坝块之间设计有缝隙，为使各坝块连成一体，就需要用接缝灌浆，这就如同砌一堵墙，砖块之间需要用水泥浆连接一样。三峡二期工程在混凝土施工时，设计接缝灌浆量约43.5万立方米。接缝灌浆根据施工工艺的不同分为预埋管灌浆和拔称灌浆两种，灌浆管网包括进浆管、回浆管和排气管。预埋管灌浆的管网呈立体排列布置，进、回浆管主管道埋于混凝土内部，再由支管连接到混凝土缝面上。拔管灌浆的进、回浆管呈纵向布置于缝面上，间距一般为1.5米。由于三峡大坝泄水闸门必须在接缝灌浆完成后才能进行金属结构安装，所以混凝土浇筑、接缝灌浆和金属结构安装在施工上形成了相互制约的关系。由于三峡水库蓄水位高程175米，强大的水压可能使水穿过基岩深层裂隙而产生渗漏。为防止这样的一种情况发生，实施工程人员沿着坝轴线打深孔再用高压把浆液灌注到基岩深处的裂隙中，这些浆液在岩石深处连成一体，形成一道完整的挡水帷幕，所以称作帷幕灌浆。三峡大坝基岩体主要为微新（花岗）岩体，一般透水性微弱，局部透水性较强。为了有效控制坝基渗漏，降低坝基扬压力，减小坝基渗透水量，增强基岩构造结构面内软弱充填物质的长期渗透稳定性，在大坝坝基、通航建筑物上闸首、山体连接段及两岸坝肩均布置有一定深度的灌浆孔，并在挡水前缘形成一道连续的防渗灌浆帷幕，全长约3950米，钻孔进尺33.6万米。三峡工程帷幕灌浆钻孔最大深度超过100米，钻孔口直径为56至76毫米，灌浆压力为5.0至6.0兆帕。固结灌浆大多数都用在处理大坝基础浅部岩体及地质缺陷部位岩体的裂隙，改善坝基的应力状况，加强建基面的整体性，提高大坝稳定性，一般处理深度为5到8米。三峡大坝建设基面优质和良质岩体约占98%，中等及较差岩体仅占2%。由于地质及坝基开挖、爆破等原因，基岩表层会产生大小不等的裂隙，三峡大坝建设在这样的岩石上，如不进行灌浆，局部可能会产生不均匀沉降，坝基浅层也有一定可能会造成漏水。所以在基础混凝土浇筑到3米左右时，就要从混凝土表面钻孔，孔距一般为2.5米，对浅层裂隙进行灌浆处理，把大坝牢牢固定在可靠的基岩上。基岩上的混凝土浇筑属于工程上的强约束区，不能有较长的间歇，因此，对固结灌浆工期要求较紧。三峡大坝设计固结灌浆进尺约30.7万米。环氧树脂类灌浆材料9.4.1环氧树脂灌浆材料具备强度高，粘结力强，收缩小，化学稳定性高等特点。其粘结力和内聚力均大于混凝土，因此对于恢复结构的整体性，能起很好的作用。但其浆液黏度大、可注性小、憎水性强、与潮湿裂缝黏结力差。一般适用于裂缝修补和加固补强。聚氨酯类浆液分非水溶性聚氨酯浆液（简称PM）和水溶性聚氨酯类浆液（简称SPM）。非水溶性聚氨酯类浆液：由多异氰酸酯和多羟基化合物聚合而成。不溶于水，只溶于有机溶剂中。PM与SPM的主要不同之处在于SPM所用的聚醚是环氧乙烷聚合物，而PM所用的聚醚是环氧丙烷聚合物，前者具有亲水性。聚氨酯类灌浆材料技术中心化学灌浆材料研发计划建筑用聚氨酯系列灌浆材料（包括油性和水性、单组分和双组分共四种产品）高渗透环氧灌浆材料一种以环氧树脂为主料，并添加活性稀释剂、高强度特种树脂、固化剂等复合而成的高渗透、高强度、实施工程简单方便以及耐腐蚀、耐老化性能优异的裂缝修补材料。由A、B两个组份组成，固化后凝结成坚硬的高聚物。灌浆时浆液沿钢筋走向渗透，可提高混凝土内的钢筋保护、增强钢筋与砼体的粘结效果；灌浆粘结时，浆液除充满裂缝外，还进一步渗透到两侧的毛细缝中，从而可使砼裂缝粘结处的加固带变宽；可在砼体处于动载开合的情况下进行灌浆粘结修复；可修复严重破损的砼裂缝，经灌浆处理后的裂缝不重新开裂、不渗漏。JC/T1041—2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》优异的耐腐蚀和耐老化性能，对钢筋混凝土有极强的保护作用；价格实惠公道，性价比优良。【性能特点】【性能指标】基面处理：裂缝应彻底的除尘、除垢及除锈处理，必须无灰、无油脂、无封闭剂或任何其它可能会影响树脂对混凝土粘接的物质。可在潮湿的基面上施工，但不能有明水，以免涂层未固化前被稀释而影响效果。料：依据施工用量，将A、B组份按特殊的比例配制，并用低速搅拌机搅拌混合液直至获得均匀的液体，搅拌器具必须干燥、清洁。浆：沿裂缝处凿成为宽深为2-3～2-3cm“V”型小槽，清洗整理干净后用该产品将槽口均匀涂刷一次，将混合液（配比好的）与沙子（建筑用沙）按1:4-6的比例配成聚合物沙浆以填于缝内。或先钻孔并安装注浆嘴：根据现场情况，确认注浆孔间距。选择适宜的注浆嘴，并粘贴，然后用手动泵或 机械泵注浆。由于本产品粘度较低，所以通常情况下没必要 采用很高的注浆压力，以免破坏混凝土。 【施工工艺】 聚氨酯注浆堵水材料（堵水号） 【产品描述】 固化物强度高，与岩石拥有非常良好的粘结性，能对涌水裂隙起到快速有效的封堵效果，拥有非常良好的柔韧性，能随岩层 一起变形，保证良好的堵水效果； 渗透性好，反应时间快，生成的树脂具有比较强的抗磨、抗冲击性能，能够长久的稳固地层； 采用专门的注浆泵和混合枪施工。遇水反应快速膨胀，有效封堵水流通道； 粘度低、渗透性强； 粘结性好、强度高，拥有非常良好的塑性； 良好的韧性能适应长期的地压影响； 施工快捷简单； 【产品特点】 煤矿井巷工程堵水 防水煤柱堵水与加固 坝体渗漏水治理及结构补强 隧道熔岩、裂隙水封堵 煤岩体加固 【适合使用的范围】 产品特性 A组分 B组分 外观 淡黄色液体 深褐色 23的密度 1.00.05 1.20.05 23的粘度 300 300 混合比例 1：1 存储温度 5~30 5~30 保质期/月（20） 包装（塑料桶）25 30 发泡性能 本身不发泡，遇水发泡 完全固化时间 120 技术参数： 固化物 23时的反应数据 抗压强度（MPa） 60 粘结强度（MPa） 抗拉强度（MPa）20 应用实验： 9.4.2甲凝灌浆材料 甲基丙烯酸甲酯堵漏浆液。简称甲 凝,是以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯 酸丁酯为主要的组成原材料，加入过氧化苯甲 酰、二甲基苯胺和对甲苯亚磺酸等组 成的一种低粘度灌浆材料。其粘度比 水低,渗透力很强,可灌入0.05～0.1毫 米的细微裂隙，聚合后强度和粘结力 都很高,可用于大坝、油管、船坞和 基础等混凝土的补强和堵漏。 9.4.3丙凝灌浆材料 丙烯酰胺堵漏浆液。简称丙凝。它以丙烯酰 胺为基料，以甲醛、过硫酸胺、三乙醇胺、 硫酸亚铁、铁等为助剂。使用时，将 氧化剂和其他材料分别配制成两种溶液，按 特殊的比例一起进行灌注。丙凝浆液的粘度很 低，能灌到水泥浆所不能到达的缝隙，然后 在缝隙中聚合，变成凝胶体而堵塞渗漏通道。 但是，丙凝聚合体的强度很低，可以掺加一 定量的脲醛树脂，配成强度较高的丙凝灌浆 材料。大多数都用在防渗堵漏工程。 9.4.4丙强灌浆材料 聚氨酯灌浆材料。简称氰凝,是由异氰酸 酯、聚醚和促进剂等配制而成。采用单液 灌注，遇水后立即生成不溶于水的凝胶体 并同时放出气体，使浆液膨胀，再次向四 周渗透，即具有二次渗透的能力。氰凝最 后形成的聚合体的抗渗性强，结石强度高， 目前用于地下工程的渗漏缝处理。 9.4.5氰凝灌浆材料