聚氨酯灌浆堵漏施工方法(通用3篇)
邢春华 陈新 张永昌 成光
(通州建总集团 226300)
[摘 要] 本文简要介绍了聚氨酯堵漏施工方法 [关健词] 聚氨酯 堵漏 施工 方法 注意点
1、概况
聚氨酯灌浆材料是一种高效防渗、堵漏材料。浆液遇水后立即发生化学反应,浆液粘度逐渐增加,最终生成不溶于水的凝胶体,同时产生二氧化碳气体。浆液在气体产生的膨胀力作用下向四周扩散,把浆液压入孔(缝)隙,使孔缝充填密实达到堵水防渗作用。
聚氨酯灌浆适用于砼结构内部疏松、蜂窝、麻面、空洞和砼变形缝、施工缝、不规格的龟裂缝,处理变形缝等。
2、施工步骤
2.1.找出漏水点,确定注浆部位
当渗漏面积较大、看不清渗漏处,不能准确判断漏水点时,可用干抹布擦干潮湿处,然后在漏水表面均匀撒上一层干水泥,先出现潮湿的地方,就是主要漏水点。2.2.布注浆孔(布嘴)
视具体渗漏情况,确定是采用钻孔还是凿成V字形槽。砼渗漏、裂缝灌浆孔,可根据现场情况和是否方便施工,选择骑缝孔或斜孔。布孔的位置恰当与否将直接关系到灌浆效果。
2.2.1对于细裂缝。可不用钻孔方法布孔,选择缝较宽的部位,骑缝埋设灌浆缝嘴或灌浆盒。2.2.2在局部凿槽。凿成空腔作为进浆通道,以增大进浆断面。此种方法对于钻孔无效果、缝内情况复杂、处理难度较大的裂缝比较合适,通常凿成V形槽,增大进浆断面。用风镐或扁凿把裂缝凿大,通常规格为宽6~8cm、深为10cm,呈V字形。
2.2.3钻孔。砼结构体龟裂或有蜂巢,砼结构体(隧道、地下室、地下道)大量涌水止漏或饮用水池裂缝的灌注,常用钻孔。2.3.冲洗孔与V形槽处理
2.3.1钻孔后,应将孔内粉尘或碎末冲洗干净,以疏通钻孔和裂缝通道。如果是干缝最好不用水冲洗,宜用溶剂或风处理干净。冲洗或风的压力不能超过设计灌浆压力,压缩空气应经过油水分离器,以免油污污染缝面,影响灌浆效果。如果是湿缝,可用外流水冲洗干净。
2.3.2凿好的V形缝,将槽内的碎块、粉末等处理干净,便于封闭、粘贴注浆嘴。
2.3.3布孔、封缝。封缝的目的是确保灌浆时不使浆液流失,以便在压力作用下将裂缝填充密实,因为封缝的好坏,直接影响到灌浆质量。布孔、封缝有以下几种形式:
(1)在缝底处铺一条宽为2~3cm的薄铁皮,在缝两端的铁皮下埋设灌浆用的厚壁塑料管,埋入铁皮下应有足够的深度和长度。在铁皮上浇注防水砂浆,应封闭密实不漏水,表面干燥。
(2)骑缝埋设灌浆嘴或灌浆盒,将灌浆嘴固定、压实,确保不漏气,并把V形槽密封,可用环氧水泥封闭加固表面,24h后即可注浆(环氧水泥配比:环氧树脂100份、邻苯二甲酸二丁脂50份、乙二胺100份、水泥80份)。
(3)骑缝沿缝凿成V形缝,然后嵌入止浆封缝材料,一般对于渗漏水的裂缝采用此方法。(4)表面封缝,即沿缝涂布高强度封缝涂料或用环氧树脂基液粘贴玻璃丝布2~3层,每层玻璃丝布必须贴的平整,不得留有气泡和皱纹,对于一般细缝采用此法。2.4.试压
埋嘴封缝结束,环氧树脂固化后,在正式灌浆前应进行试压,检查缝质量、测定进浆压力和进浆量。
压水的目的有两个:一是检查注浆嘴是否埋好,有无漏水现象;二是通过压水或压溶剂计算缝的容积和记录其开始压水或溶剂至各排气孔的时间来确定浆液的凝固时间和配浆量参数。
试验以每条缝为单元进行,从最低点开始逐步向最高点进行,当某孔压水或压溶剂时,其它各孔的阀门全部敞开,发现有串孔、直通时,即将此阀门关掉,发现一个关一个,直到所有孔都被关闭为止,再持续一段时间,确定每个孔、缝都能通过。2.5.灌浆
经过试验检查后,如封缝质量良好,无渗漏、孔阀门好用,即可准备灌浆。
2.5.1先将同一灌浆单元所有灌浆孔阀全部打开,有条件的可用压缩空气将缝内积水吹干净,尽量达到无水或干燥状态。
2.5.2灌浆对于水平缝应按水平缝从一端向另一端灌,垂直缝按先下后上的顺序进行。先选较低处及漏水量较大的灌浆嘴或接近水源的注浆孔,灌浆压力宜大于地下水压力0.05~0.1Mpa。一般裂缝采用0.3~0.5 Mpa,或按设计提供的压力进行注浆。为使浆液扩散的范围更大点,可适当提高压力,压力应逐渐增加,避免缝面骤然受力,使缝面裂开或封缝遭到破坏。
在灌浆进行当中,当灌浆孔见浆后即关闭其孔,但继续压浆,直到所有注浆孔溢出浆液时关闭阀门。灌到不再进浆时,应保持压力稳定,以恒压不吸浆为标准。按经验在关闭阀门后,灌浆压力再稳定保持5~10min,作为结束标准。此时,应注意观察压力表,防止爆管注意安全。
2.5.3若在灌浆过程中,在缝面或灌浆嘴的相邻裂缝出现漏浆情况,可减少进浆速度或暂停进 2 浆,待漏浆固化后,或采用其它措施后,尽可能短时间内恢复灌浆,以免缝内浆液凝固影响灌浆质量。若间断后难以灌浆,应更换注浆孔位置或重新打孔灌浆。2.6.整理缝面
待浆液凝固后,可将外露的灌浆嘴切除,并用砂浆封填平整、密实、表面回复原状。
3、操作过程中的注意事项
3.1、施工人员需带口罩、防护眼镜及乳胶手套等劳保用品。3.2、灌浆材料应贮存在干燥通风处,不得让水溅入。
自预拌(商品)混凝土大量推广应用以来,混凝土的裂缝问题越来越困绕着混凝土工程技术人员。我国的防水堵漏材料品种多,生产单位多,生产规模工艺和质量控制水平各异,影响到防水堵漏材料质量的稳定性。因此,施工单位须根据工程的实际情况,通过试验选用有效的防水堵漏材料。现将常用的堵漏材料品种性能配合比等介绍如下。
1 水泥系列灌浆堵漏材料
水泥系列灌浆料,是指用水泥为主要材料掺入水玻璃、石膏粉、缓凝剂、减水剂、早强剂等,加水搅拌而成的灌浆料。当浆料灌入缝隙固化后,一般强度能满足设计要求,但很难灌入细小的裂缝中。
1.1 水泥灌浆料
适用范围:可灌注较宽的裂缝或砖结构裂缝以及混凝土构件上的蜂窝状缺陷。
配合比为:水泥:水=1:0.6~0.8,根据工程需要可以加入减水剂早强剂等。水泥为42.5级,本文以下所提标号同。
施工方法:手压泵,最高压力5 MPa,流量7~8 L/min,灌注压力控制在1.5~5 MPa。
1.2 水泥水玻璃灌浆材料(CS浆液)
适用范围:该浆料适用于一般地下结构中较深较大的空洞及宽度大于0.5 mm的裂缝、施工缝、沉降缝等的渗透处理。
配合比:水泥浆[C:W=1:(1~0.6)]:水玻璃溶液(35波美度)=1.5:1,初凝时间约1min,如需要延长凝结时间,加水泥用量的1%~2.8%的磷酸钠或磷酸氢二钠。水玻璃模数为2.4~2.8,浓度在35~45波美度范围内,浓度高,浆液黏度大,可灌性差。
施工方法:手压泵,最高压力5 MPa,流量7~8 L/min,灌注压力控制在1.5~5 MPa。
1.3 水泥加石膏堵漏材料
适用范围:堵嵌水压小的空洞与裂缝。
配合比:将炒热的石膏粉和水泥按重量比1:1混合均匀,加水适量,调和成可塑的糊状,将糊状膏子嵌入渗漏的孔洞和缝隙,3~5 min用完。
1.4 堵漏灵
适用范围:可防水堵漏、防渗、防潮,能和混凝土砂浆砖石整体黏结,可以粘贴装饰砖、马赛克、大理石等,可在潮湿基层面上施工。
施工方法:堵漏灵粉料:水=1:(0.15~0.2),在盆内搓拌成湿硬料,切成块状或条状,嵌入孔洞,挤压密实,能立刻止漏。
2 化学防水堵漏灌浆材料
化学防水堵漏灌浆材料是指将配制成的浆液,用压浆设备压入渗漏水的缝隙或孔洞或混凝土裂缝中使其扩散、胶凝、反应、固化、膨胀,从而达到修补裂缝和止水的目的。这一方法技术含量高,操作复杂,也是工程应用的重点。
2.1 环氧树脂糠醛浆料
环氧树脂糠醛浆料是常用的一种防渗补强灌浆材料,以环氧树脂为主剂,掺入稀释剂、固化剂、促凝剂填充料配合而成。强度高,黏结力强,收缩率小,化学稳定性好,可在常温下固化。
适用范围:环氧树脂糠醛浆料能有效地灌入0.05 mm宽的混凝土细裂缝,可在有水的条件下固化,固结体的韧性较好。
配合比见表1、表2。
2.2 氰凝灌浆料
以过量的异氰酸酯在一定条件下与羟基的聚醚反应,生成低聚氨制酯——“预聚体”,并与表面活性剂乳化剂催化剂配合成浆液。浆液不遇水是稳定的,遇水则立刻发生化学反应,生成不溶于水的固结物。遇水反应后,放出大量CO2气体,使浆体膨胀,并向四周渗透扩散,因而有较大的渗透半径和凝固体积比。具有固结体稳定性高,有较高的机械强度,耐磨、耐酸碱、耐老化,使用寿命长。
适用范围:氰凝灌浆料用于在有水条件下的地下建筑、蓄水构筑物等因混凝土内部松散蜂窝空洞变形裂缝造成渗漏水的封闭堵嵌防水。
配合比:氰凝灌浆料可在施工现场随配随用。在定量的主剂内按顺序掺入定量的添加剂,在干燥容器中搅拌均匀后倒入灌浆机内使用。具体用量及顺序见表3。
2.3 甲凝灌浆料
甲凝灌浆料是以甲基丙烯酸甲酯为主剂,加入增塑剂、亲水剂、促凝剂等配制而成,是一种高度聚合物。此浆料黏度(0.097 MPa.S)比水略低,表面张力为2~3 Pa,是水的1/3;有良好的渗透性,可灌性好,能灌入0.03 mm的细裂缝中,灌浆压力为0.5~0.8 MPa,最大可达1.2 MPa。浆液凝结时间可控在几秒到几十分钟,与构件粘结强度高。
注:(1)预聚体混合作用时,可按TT-1为90,TP-1为10采用;(2)有机锡常用二月桂酸二丁基锡;(3)如果浆液凝固太快,可加入少量的对甲苯磺酰氯作为缓凝剂;(4)三乙胺加入量视需要的胶凝时间定,用量多,时间短;(5)丙酮加入量视裂缝大小定,用量多,可灌性提高,但胶结强度降低。
适用范围:甲凝灌浆料适用于干燥状态下的混凝土裂缝补强,尤其是微裂缝的补强。该浆液忌水,故不使用于直接堵漏止水。
配制方法:先量取甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸,加入过氧化二苯甲酰、对甲苯亚磺酸和焦性没食子酸,待完全溶解后,再加入二甲基苯胺(表4)。
2.4 丙凝灌浆料
丙凝灌浆料是丙烯酰胺浆液的简称,又名MG-646浆液,是以丙烯酰胺为主剂,添加交联剂还原剂、氧化剂、按一定配比调制而成。分甲、乙两液,施工时等量混合,注入裂缝补漏部位,经过引发聚合交联反应后,形成富有弹性不溶于水的高分子硬性凝胶。具有黏度低(基本与水相同),渗透性好(能注入0.1 mm以下的细裂缝中),可在水压和水流的环境下凝聚的特点,抗渗性好。丙凝胶不溶于水和有机溶剂,能耐酸碱和细菌的侵蚀,具有较好的弹性和可变性。
适用范围:丙凝灌浆料适用于地下建筑,地下构筑物等工程的堵渗和防水的灌浆。
配合比见表5。
2.5 水溶性聚氨酯化学灌浆材料
水溶性聚氨酯化学灌浆材料是由过量的多元异氰酸酯和多羟基化合物预先制成含有游离异氰酸基团的低聚的氨基甲酸预聚体。常用的多异氰酸酯有TDI、MDI、PAPI 3种。多羟基化合物采用聚醚,它的官能团和分子量可以有好几种。浆液灌入混凝土裂缝后,与渗漏水相遇发生化学反应,放出二氧化碳,并形成脲的衍生物,从而达到防渗堵漏的目的。水溶性聚氨酯化学灌浆材料是一种低黏度、单组份合成的高分子聚氨酯材料,形态为浆体,有遇水产生交联反应、发泡生成多元网状封闭弹性体的特征。当它被高压注入到混凝土裂缝结构延展直至将所有缝隙填满,遇水后伴随交联反应,释放大量二氧化碳气体,产生二次渗压,高压推力与二次渗压将弹性体压入并充满所有缝隙,达到止漏目的。单浆灌液在施工时不需要再配浆液,施工设备简单,具有操作及清洗设备方便,材料节约,黏度低,可灌性好和亲水性强的特点。与水具有良好的相溶性,浆液遇水后自行分散、乳化,立刻进行聚合反应。材料胶凝时间一般为2~5 min。材料稳定性好,对人身无害,对水质无污染。
注:(1)丙凝灌浆料配制的环境温度宜为23℃左右。丙凝的凝固温度是45℃;(2)使用时,甲液与乙液的混合比例为1:1;(3)正确确定和控制丙凝浆液的凝结时间,是保证注浆质量,节约浆液的关键;(4)根据施工需要缩短凝结时间的措施:加氨水,使浆液PH大于3;提高水温至40度左右;适当加大过硫酸胺的用量,但不大于1%;(5)根据施工需要延长丙凝灌浆料凝结时间的措施:可掺0.05%以内的铁氰化钾;降低拌和水的温度,适当降低过硫酸胺的用量,但不应小于0.5%。
适用范围:(1)各种建筑物与地下混凝土工程的裂缝、伸缩缝、施工缝、结构缝的堵漏密封。(2)地质钻探工程的钻井护壁堵漏加固。(3)水利水电工程的水库坝体灌浆,输水隧道裂缝堵漏、防渗,坝体混凝土裂缝的防渗补强。(4)高层建筑物及铁路、高等级公路路基加固稳定。(5)煤炭开采或其他采矿工程中坑道内堵水,顶板等破碎层的加固。(6)桥梁基础的加固和桥体裂缝的补强。(7)已变形建筑物的加固,混凝土构筑物如水塔、水池缝隙的补强及防止沉陷。(8)土壤改良、土质表面的防护及稳定加固等。
配方:(1)聚氨酯预聚体100:苯二甲酸二丁酯10:丙酮10:吐温-80 1:水泥50-80。(2)甲组分[NCO为10-13%的TDI与蓖麻油预聚体100+NCO为4.5%~6.5%的TDI与N220预聚体100]:乙组分[30%MOCA丙酮溶液100+30%MOCAN220溶液50]=1:1。(3)甲组分[NCO为10-13%的TDI与蓖麻油预聚体90+汽油5+丙酮5]:乙组分[303聚醚20+50%403聚醚醋酸丁酯溶液20]=1:1。
应当指出,(1)配方用于较大的裂缝;(2)(3)配方用于微裂缝灌浆液,单位为克。单浆灌液在施工时不需要再配浆液。
3 化学灌浆高压堵漏施工
3.1 高压灌浆堵漏简述(以水溶性聚氨酯化学灌浆材料为例)
高压灌浆堵漏就是利用机械的高压动力,将水溶性聚氨酯化学灌浆材料注入混凝土裂缝中,当浆液遇到混凝土裂缝中的水分会迅速分散、乳化、膨胀、固结,这样固结的弹性体填充混凝土所有裂缝,将水流完全地堵塞在混凝土结构体之外,以达到止水堵漏的目的。高压灌浆堵漏技术是具有国际先进水平的高压无气灌注防水新技术,是发达国家水溶性灌浆材料使用的新型工艺。
3.2 高压灌浆堵漏作用机理
(1)对裂缝形成化学链结。(2)对表面的孔隙形成高强度锚栓。(3)高压力的推挤下填充所有裂缝。
3.3 高压灌浆堵漏技术运用特点
(1)高度成品化。(2)操作简捷。(3)可四季施工。(4)无毒无污染。(5)费用合理。
3.4 高压灌浆堵漏施工方法
检查:仔细检查漏水部位,清理渗漏部位附近的污物,以备灌浆。
布孔:在漏水部位打灌浆孔,对深层裂缝可钻斜孔穿过缝面,一般孔距为20~50 cm。
埋嘴封缝:埋设注浆嘴,用聚合物水泥封闭。
灌浆:根据渗漏部位的具体情况确定灌浆压力、灌浆量。用堵漏注浆泵将本产品灌入裂缝,当全邻孔出现纯浆液时,移至邻孔,在规定的压力下灌浆,直至压不进为止(注入率≤0.01 L/min),随即关闭阀门。(一般灌浆压力0.3 MPa)。
72 h后检查渗漏部位有无渗水,无渗水将灌浆嘴折断,用聚合物水泥将基面封闭、抹平。
3.5 高压灌浆堵漏剂的基本技术参数
密度(23℃):1.1 g/cm3;粘度(23℃):250~350mpas;与水反应倍数:10~20倍;适用温度:+5~55℃;工作压力(即止漏机加压范围):0~70 MPa;反应时间:(与水混合)开始反应:10~15 s,发展期:50~60 s,形成期:2~3 min。
3.6 裂缝的高压灌注施工工艺流程
结构体裂缝漏水:(1)于裂缝最低处左或右5~10 cm处倾斜钻孔至结构体厚度之一半深处,循序由低处往高处钻,孔距为20~30 cm为宜,钻至最高处后再一次埋设灌浆止水针头,由于一般结构体裂缝属不规则状,故须特别注意钻孔时须与破裂面交叉,灌浆才会有效果。(2)灌浆止水针头设置完成后,以水溶性聚氨酯化学灌浆材料灌注,直至发现灌浆液于结构体表面渗出。(3)灌注完成后,即可去除灌浆止水针头。
施工缝漏水:(1)于施工缝最低处左或右5~10 cm处倾斜钻孔至结构体厚度之一半深,循序由低处往高处钻,孔距为20~30 cm为宜,钻至最高处后再一次埋设止水针头。(2)灌浆止水针头设置完成后,以高压灌注机注入水溶性聚氨酯化学灌浆材料,至发现灌浆液于结构体表面渗出。(3)灌注完成后,即可去除注浆止水针头。
蜂巢漏水:(1)在蜂巢范围处,每隔25~30 cm钻一孔,深度为结构体厚度之一半为宜,再埋设灌浆止水针头并加以旋紧固定。(2)灌浆止水针头设置完成后,以高压灌注机注入水溶性聚氨酯化学灌浆材料至发现灌浆液于结构体表面渗出,即可解决漏水问题。(3)灌注完成后,即可去除灌浆止水针头。
4 结语
混凝土灌浆堵漏材料及施工是一门技术很强的工作。关于混凝土结构硬化后裂缝的修补工作,往往有专门的技术施工队伍。由于化学高分子灌浆料一般具有一定的毒性,操作人员工作时应穿防护服,施工时要防火和防高温,十分注意施工安全。
摘要:介绍水泥灌浆堵漏材料和化学灌浆堵漏材料的种类和特点,阐述水溶性聚氨酯化学灌浆材料的施工特点,为广大混凝土技术工作者特别是修补灌浆技术工作者提供参考。
关键词:水泥灌浆,化学灌浆,堵漏,施工
参考文献
采用充填灌浆封堵输水涵洞渗漏通道,分别从输水涵洞内外侧进行充填灌浆。在涵洞两侧分别布置一排灌浆孔,孔间距3.0m,深入涵洞底部2.0m,从坝顶进行灌浆。在涵洞内侧每隔3m设一个灌浆断面,每个断面设6个灌浆孔,洞顶及洞底中心及两侧各布置一孔,从涵洞内侧进行灌浆(水泥浆)。灌浆压力2×104Pa~4×104Pa,灌浆材料采用水泥粘土浆。
输水涵洞充填灌浆施工方法和技术要求如下:
1、制浆土料采用粉质粘土,其粘粒含量为20~45%,粉粒含量40%~70%,砂粒含量小于10%。制浆前,应先将土料过筛,去掉大于15 cm的石子和土块。泥浆密度在1.3~1.6g /cm3之间,按照“先用稀浆,后用浓浆”的原则控制泥浆浓度。
2、为防止孔口坍塌,在灌浆前,用套管打入孔口以下3~4m以保护孔口。灌浆应采用孔底注浆的方法,使泥浆由孔底翻向全孔。灌浆压力应小于50KPa之间。泥浆密度在1.3~1.4g/cm3之间。随后,视吃浆量的大小改变灌浆压力和泥浆浓度。灌浆时,应察看灌浆孔附近的坝顶、上下游坝坡有无漏浆、冒浆、开裂、串浆、塌陷和隆起等不良现象,发现问题应及时采取措施。
3、灌浆后,由于泥浆的排水固结,孔内泥浆会发生体缩,因此必须进行复灌,复灌宜采用浓度较大的泥浆。复灌要在7天以后进行。
4、终灌标准:在各孔无压的情况下反复不小于3次的轮灌,待孔内泥浆面基本上不再下降时,即可灌终。
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