水泥基堵漏灌浆材料及行业标准制订构想

导语

8月4日，工业和信息化部以“工信厅科（2023）42号”文发布了第二批行业标准制修订和外文版项目计划。由中建材苏州防水研究院有限公司创新研究中心申报的《水泥基堵漏灌浆材料》行业标准 制订项目名列其中。《水泥基堵漏灌浆材料》由全国水泥制品标准化技术委员会归口，由中建材苏州防水研究院有限公司、江苏凯伦建材股份有限公司、南京康泰建筑灌浆科技有限公司、辽宁九鼎宏泰防水科技有限公司、南通睿睿防水新技术开发有限公司、重庆华式土木建筑技术开发有限公司等单位负责起草编制，均计划两年内完成。

为了让同行更好地了解水泥基堵漏灌浆材料及行业标准的制定，特转发原刊于2023年6月《湖北工业大学学报》 第38卷增刊的论文《水泥基堵漏灌浆材料及行业标准制订构想》 以飨读者。同时希望更多的专家和企业参与到该标准的制订中来。

水泥基堵漏灌浆材料及行业标准制订构想

沈春林1,褚建军1,王玉峰1,孟亚楠1,李 伟1,许永彰2

(1中建材苏州防水研究院有限公司,江苏 苏州 515004;2宁德市新建工防水材料科技有限公司,福建 霞浦 355106 )

[摘 要] 水泥基类堵漏灌浆材料是一种应用历史悠久的灌浆止水材料,具有绿色环保、耐久、施工方便、无收缩、微膨胀、价格较低、用途广、来源方便等特点.但因标准缺失,材料和工程质量验收均无据可依,而无法判定其维修工程的质量优劣,影响到了产品推广使用.通过制订相应产品标准,规范其产品质量,作为现有地下工程渗漏治理材料补充,可在工程建设领域渗漏治理方面得到广泛应用.本文简要介绍了现行通用的堵漏用灌浆材料的应用、优缺点及相应标准,重点阐述了水泥基堵漏灌浆材料产品的组成、性能特点应用以及制订«水泥基堵漏灌浆材料»建材行业标准的背景、必要性、与现行国家标准规范的协调性、标准制订内容构想.

1、堵漏用灌浆材料现状

1.1堵漏用灌浆材料

注浆堵漏是地下工程渗漏治理较为有效且快速止漏的重要工法.其原理的是通过使用注浆方法将注浆材料注入可能的渗漏水通道,经过化学反应或物理凝固或与水反应并固结后形成帷幕并堵塞渗漏水通道.达到防水,经进行密封防水施工处理,达到渗漏治理的目的.根据灌浆材料的作用,灌浆通常分为地下工程堵漏注浆和混凝土裂缝加固注浆.

常见的注浆堵漏材料分为无机类和有机类.无机类:水泥浆类、水泥－水玻璃、水玻璃－氯化钙等浆液.有机类:即化学类浆液,如聚氨酯类、聚丙烯酰胺类、丙烯酸盐等;常见混凝土注浆加固材料如:环氧树脂类、疏水型聚氨酯、超细水泥等.本文主要讨论地下工程渗漏治理用灌浆材料,而水泥基浆类灌浆材料是一种常用且应用历史悠久的灌浆止水材料,在相关的规程和标准里明确规定在渗漏治理中可使用水泥基类灌浆材料,但由于无相应的产品标准来判定其质量的优劣,在渗漏治理中没有引起足够的重视和关注,影响了水泥基类灌浆材料在工程建设领域渗漏水治理过程中的推广使用.

目前已有渗漏治理灌浆材料产品标准有:JC/T2037－2010《丙 烯 酸 盐 灌 浆 材 料》、JC/T 2041－2020《聚氨酯灌浆材料》、JC/T2536－2019《水泥－水玻璃灌浆材料》.而JC/T1041－2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》是用来混凝土结构裂缝补强加固,而不是用来渗漏治理的材料,这在JGJ/T212－2010«地下工程渗漏治理技术规程»已有明确说明.

1.2 丙烯酸盐灌浆材料

丙烯酸盐灌浆材料是一种以丙烯酸类单体为主剂,以水为稀释剂,在一定的引发剂与促进剂作用下形成的一种高弹性凝胶体.丙烯酸盐灌浆液不含有丙凝中的有毒成分,属于环保型快速堵水防渗的化学灌浆材料.其粘度低,渗透能力强,主要用于细小裂缝的灌浆;凝胶体具有很好的抗渗性、粘弹性及耐老化性能等,主要应用于经常有水环境的部位,如水利工程、厨房、厕浴间等防渗堵漏;它膨胀性低,不会引起裂缝的扩张,是目前发展较快的灌浆材料.但失水后会收缩,变硬,不适合经常干湿变化的场合,再次遇水,膨胀有限.在建筑与市政工程使用量并不大.

1.3聚氨酯灌浆材料

聚氨酯灌浆材料是由异氰酸酯、聚醚和促进剂等配制而成.采用单液或双液灌注,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,堵漏止水见效快,效果直观,是目前工业与民用建筑最常用的灌浆材料.聚氨酯灌浆材料分为亲水型聚氨酯灌浆材料、疏水型聚氨酯灌浆材料.亲水型聚氨酯灌浆料失水后会收缩,不适合用于干湿变化的场合,疏水型聚氨酯灌浆料与水反应膨胀后,强度不高.这类产品最适合用于地下渗漏水抢修工程.失水收缩是造成复漏的根本原因.为此,有多个地方的地铁公司以使用聚氨酯灌浆材料的渗漏治理复漏率较高为由,叫停了聚氨酯灌浆料的使用.在防水堵漏行业引起较大反响.

1.4水泥－水玻璃灌浆材料

水泥－水玻璃灌浆材料是以水泥和水玻璃为主剂,两者按一定的比例采用双液方式注入,必要时加入速凝剂或缓凝剂所组成的快速渗漏治理注浆材料.水泥－水玻璃浆液的凝结固化反应包括水泥水化反应、水泥水化反应产物 Ca(OH)2与水玻璃的反应,即水泥与水拌和成水泥浆液后,由于水解和水化作用,产生活 性很强的 Ca(OH)2;水 玻 璃 与 Ca(OH)2起作用,生成具有一定强度的凝胶体—水化硅酸钙.

水玻璃注浆材料固结体在长期泡水过程中会发生水解,强度会逐渐衰减.中国工程建设协会标准CECS 370: 2014《隧道工程防水技术规范》中10.6.2-7条规定水玻璃注浆材料可用于非永久性的防渗堵漏，不得用于永久性的防渗堵漏。2010年02月25日《21世纪建筑材料》杂志,刊登了山东大学土建与水利学院许茜等人撰写的«注浆材料的发展及其应用»文章,文中提到武汉理工大学模拟淡水侵蚀环境的注浆材料水溶蚀试验,其结果表明:水泥－水玻璃注浆材注浆材料结石体在水溶蚀作用180d条件下强度损失达50％.证实了水玻璃注浆材料固结体强度在长期泡水过程中会逐渐衰减.

2、水泥基堵漏灌浆材料

2.1 产品简述

水泥基堵漏灌浆材料是以水泥为基本材料,掺加细骨料、外加剂和矿物掺合料等,在工厂按比例计量混合而成,在使用时按规定比例,加水或配套组分拌合,具有流动性、微膨胀性、早强等特点,适用于地下混凝土结构渗漏水治理、帷幕防渗等工程所用的水硬性胶凝材料.

2.2 产品特点

水泥基作为渗漏治理灌浆材料与其他化学灌浆材料相比具有以下特点:1)绿色环保:产品无毒,无味等优点,产品的应用符合国家的产业政策;2)固结体稳定、耐久:灌浆时对地下外围结构形 成的帷幕,不老化,比任何灌浆材料,更具有稳定性、耐久性;3)无收缩,微膨胀:产品可制成无收缩,微膨胀补偿功能;4)对钢筋无锈蚀;5)来源方便、成本低:产品生产所用材料来源方便,价格低廉,渗漏治理成本较其他化学灌浆材料要低得多;6)注浆工艺简单,操作、安全、方便.灌浆设备,在国内成熟生产制造.根据工程,选用相应灌浆设备,方便使用;7)可灌性好:具有较好的可操作性,灌浆时可制成流动性,初始流动度≥300mm,可填充全部空隙.可与混凝土基面可以牢固粘接;8)水中固化:产品在水中固化而不分散,正常8~24h内可凝固,且强度、凝固时间还可根据工程需要可以调节.

2.3 产品用途

产品适用用于地铁车站、地下连续墙、隧道、涵洞、水库大坝、矿井等混凝土结构结构开裂、涌(渗)漏水、孔洞的堵漏施工,以及背衬结构帷幕注浆、加固防渗.特别适用于渗水量大的地下工程渗漏水治理,不宜应用于地下渗漏抢修工程和小局部微渗的维修工程.水泥基堵漏灌浆材料工程应用见图1.

图1水泥基堵漏灌浆材料工程应用示意图

3、制订«水泥基堵漏灌浆材料»建材行业标准构想

3.1 申请背景

地下防水工程质量,在一定程度上决定着建筑物的使用价值,并且与建筑物的安全性能和使用年限息息相关.如果地下混凝土结构长期渗水,破坏了地下混凝土结构的整体性,影响主体结构的稳定性和使用寿命.建筑防水的优劣关乎结构安全和百姓安康.遮风避雨是人类生活的最低需要,现代建筑本应赋于我们的是安全、健康和舒适生活,但我们还在渗漏带来的安全隐患和烦恼而担忧.渗漏已经引起各级建设主管部门高度重视.解决渗漏问题也是我们从事防水行业的责任.

地下工程渗漏治理所用是灌浆材料,通过渗漏的混凝土(墙、底板)注入到混凝土的外围,形成具有一定宽度的隔水帷幕,帷幕的作用是切断地下水流入地下工程的补给通道,阻止水源沿着混凝土裂缝,进入室内.这个帷幕的质量好坏、是否耐久、是否长期有效,直接决定了地下工程渗漏水治理的直接效果和持久效果,现有渗漏治理注浆材料,不足以完全解决现在地下工程渗漏治理,并存在施工性、造价高、环保性等问题,有必要开发与之相适应的渗漏灌浆材料.

3.2 与现行国家标准规范协调性

GB 50108-2008《地下工程防水技术规范》、GB 50208-2011《地下防水工程质量验收规范》、JGJ/T 212-2010《地下工程渗漏治理技术规程》等明确的表述渗漏治理可采用水泥基类灌浆材料，但目前无国家和行业的产品标准可依。

本标准的制订,将与GB 50108-2008《地下工程防水技术规范》、GB 50208-2011《地下防水工程质量验收规范》、JGJ/T 212-2010《地下工程渗漏治理技术规程》协调和配套。并可在这些标准、规程的指导下,推广使用水泥基渗漏治理灌浆材料.在工业与民用建筑工程、市政隧道工程、铁路隧道、矿井工程等方面的渗漏治理工程中得到广泛应用.

3.3制订行业标准的必要性

一是有利于产品推广应用:没有国家标准或行业标准的产品,即使最好的产品,也列不进国家的防水工程的技术规范和标准,难免会影响到地下工程用水泥基堵漏灌浆材料的推广应用;二是可提高渗漏治理防水工程质量与防水工程可靠性:地下工程用水泥基堵漏灌浆材料,形成的帷幕,不老化,比任何灌浆材料,更具有稳定性、耐久性三是符合国家的产业政策:产品无毒,无味,绿色环保,符合国家的产业政策.

3.4可借鉴现有同类材料产品的国家、行业标准

国家先后颁布了了GB/T50448-2015《水泥基堵漏灌浆材料应用技术规程》、JC/T986-2018《水泥基灌浆材料》、中国石油天然气集团公司颁布了Q/CNPC92-2003《水下不分散混凝土施工技术规范》,但这些规程、规范、标准制订,虽然不是用来对混凝土渗漏治理,但表明了国家、行业对水泥基堵漏灌浆材料产品和施工应用的高度重视.我们可以借鉴这些规程、规范、标准,来制订适用于地下工程用水泥基渗漏治理的水泥基堵漏灌浆材料产品标准.

3.5«水泥基堵漏灌浆材料»行业标准制订内容构想

3.5.1主要技术要求 «水泥基堵漏灌浆材料»产品标准的主要技术要求应依据GB 50108-2008《地下工程防水技术规范》、GB 50208-2011《地下防水工程质量验收规范》,结合地下工程渗漏 治理的特征,规范水泥基堵漏灌浆材料的技术要求.

3.5.2主要项目设置 标准将规定地下工程用水泥基堵漏灌浆材料的的范围、术语和定义、分类、规格和标记、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、贮存与运输.技术要求中确定地下工程用水泥基堵漏灌浆材料性能,如细度、流动度、抗压强度、泌水率、凝结时间、膨胀率、收缩率、氯离子含量、产品的有害物质限量等环保要求.

3.5.3试验方法 主要试验方法可以参照现行国家标准GB/T50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规程》、JC/T986-2018《水泥基灌浆材料》、Q/CNPC92-2003《水下不分散混凝土施工技术规范》进行.

4、水泥基渗漏治理灌浆材料工程案例

水泥基渗漏治理灌浆材料在工业与民用建筑工程、市政隧道工程、铁路隧道工程等方面的渗漏治理已经得到广泛应用.如:广州中医药大学金沙洲医院二期工程(放疗中心)衰减池地下渗漏水治理工程(图2)、南京某水下大直径盾构隧道渗漏综合整治(图3)、中交路建四川九绵高速公路木座隧道涌水病害整治施工(图4)等工程得到了广泛应用,渗漏治理效果明显,受到有关单位的好评.

图2：广州中医药大学金沙洲医院

图3：南京某水下大直径盾构隧道渗漏

图4：水泥基堵漏灌浆工艺

5、结束语

1)水泥基堵漏灌浆材料因其耐久性、施工方便、无收缩、微膨胀,可有效有效提高地下工程渗漏治理工程质量和可靠性.产品因无毒、无味、绿色环保,产品的推广使用,可减少化学灌浆材料的使用,符合国家的产业政策.又因价格较低、来源方便等特点,可用最少的代价(成本)达到渗漏治理最佳效果,并可作为现有地下工程渗漏治理材料补充,值得在工业与民用建筑工程、市政隧道工程、铁路隧道、矿井注浆等工程建设领域渗漏治理方面推广应用.

2)订渗漏治理方案,合理选用防水堵漏材料,科学施工,才能根治地下工程渗漏问题,确保工程质量.避免年年修、年年漏的尴尬境地.

3)地下工程采用水泥基堵漏灌浆材料在渗漏治理过程中形成的帷幕,可有效提高渗漏治理防水工程质量.但由于水泥粒径较大,粗颗粒多,最大粒径可达90～100μm.水灰比较大时,浆液的稳定性差,易析水回浓,不能有效灌入混凝土细微裂隙,因此,当帷幕形成以后,虽阻断了水源,但混凝土细微裂缝内还需要注入如环氧树脂灌浆料、疏水型聚氨酯灌浆材料等材料,来堵塞混凝土细微裂缝,这就需要复合灌浆来进行混凝土裂缝治理.

4)目前,«水泥基堵漏灌浆材料»已通过全国水泥制品标准技术委员会行业标准制订立项申请,并已通过工信部组织的专家标准立项答辩.制订«水泥基堵漏灌浆材料»产品标准,不仅对现有标准规范体系的完善和补充,同时也是提供建设工程渗漏治理迫切需要的防水材料之一。

欢迎各企事业、科研单位和人员，加入到中建材苏州防水研究院有限公司创新研究中心标准和图集的编制中来，共同推动行业规范健康发展！

联系人：

沈春林教授 （13306211108）

王玉峰教授 （18626206889）

来源：福建新建工防水公众号，本文根据《湖北工业大学学报》2023年6月增刊第３８卷摘编，版权归原作者所有。

双液注浆巧解东六环盾构难题

11月的北京天气渐冷，但在东六环改造工程施工现场，超大直径盾构机“运河号”却在热火朝天地掘进。

东六环改造工程位于北京市通州区，路线全长16公里，隧道段全长9.2公里，为全国最长地下公路隧道。中交隧道局承建第4标段，全长约7.4公里，为整个项目的关键控制性工程。

北京东六环改造工程地形图

工程建设伊始，项目团队就遇到了大麻烦。盾构隧道开挖直径达16.07米，最大埋深75米，地下水压约0.7兆帕，盾构隧道穿越高密富水砂层，下穿众多公路、铁路、地铁、河流及地下管线等环境风险源，施工难度极大。如何控制地层沉降、成型隧道位移和成型隧道防水尤为重要，而控制这些指标的关键就是盾构施工的注浆工艺。

“如果采用传统单液注浆工艺，将一种浆液通过一个注浆加压单元、一条注浆管道注入目标地层，浆液的凝结时间较慢、强度不高、填充效果欠佳等问题易引发地层沉降、渗水等安全质量问题。”项目经理何剑光分析说。通过查阅相关施工案例并咨询专家后，何剑光在生产会上提出了同步双液注浆工艺的方法，利用双液注浆快凝、早强、抗渗的特点，克服单液注浆工艺的不足。然而，双液浆同步注浆工艺复杂、应用难度较大，仅有少数小直径盾构采用过，在大直径盾构领域尚无应用案例。“没有先例，我们就做‘第一个吃螃蟹’的人！”何剑光带领团队开启了攻坚之旅。

经过一番摸索，项目团队发现同步双液注浆工艺首先要解决浆液的配比问题。为了使双液注浆达到良好的效果，何剑光组织试验人员对双液浆进行改良，通过添加膨润土和稳定剂提升其稳定性，再调整比例试验混合浆液的性能，重点围绕3项关键指标，开展3千多次试验，最终确定了最优配合比。

浆液的配比问题刚解决，在哪里生产的问题又出现了。以往，洞内注浆的浆液大多采用地面搅拌站拌制，再通过长距离运输到盾构机储浆箱，不仅效率低，还导致能耗过高。为了克服难题，项目团队多次邀请业内专家进行技术研讨，在一次咨询会上，何剑光提出，“能否实现在盾构隧道内部拌和浆液？”对此，部分参会人员持怀疑态度。“能不能行，得试了才知道。”何剑光并不气馁，带领团队不断进行试验研究，完善施工方案，5个月后，通过充分运用大直径盾构设备空间大的优势，何剑光团队开创性地将地面拌合站改移至盾构机台车上，设计出“制浆-储浆-注浆”一体化集成系统，既解决了双液浆长距离运输的难题，又能满足北京核心城区高标准环保要求。

为了实现同步双液注浆工艺的智能化，项目团队还研究设计出一套自动化控制系统，在盾构机的尾部配置了8组内置式注浆管，同时配置冲洗管路，在注浆结束后可实现对注浆管道的自动化冲洗，并在浆液混合器前端设置了自动阀门，通过编写自动控制程序，预先设置 流量、压力值等，实现操作终端智能化控制。

不渗不漏的成型隧道

如今，随着“运河号”盾构机顺利掘进，超大直径盾构同步双液注浆工艺技术优势日趋显著，地层沉降控制在2毫米以内，隧道上浮控制由30毫米逐步保持在10毫米以内，成型隧道位移稳定在15毫米以内，渗漏水控制也达到“零渗漏”标准，填补了大直径盾构施工技术领域一项空白。

来 源 | 隧道局

供 稿 | 忽慧涛

责 编 | 邓红叶

相关问答

防水注浆液有几种?-楼盘网

[最佳回答]按性能可分为水泥注浆和化学类注浆两种,常见的有丙烯酸、环氧树脂。按照物理状态可分为防水卷材、聚乙烯涤纶、PCM自粘卷材等三种。防水注浆液的种...

丙烯酸盐注浆机使用说明?

丙烯酸盐注浆机是一种用于地质灾害治理和地下工程加固的专业设备。使用时,首先将丙烯酸盐注浆液配制好,并通过泵送系统输送到注浆机内。然后,将注浆机设定好...

r25中空注浆标准尺寸?

1、注浆锚杆长度3.0m,按照1.0×1.0m间距梅花形布置,每环25根;2、注浆浆液采用水泥-水玻璃双液注浆,水玻璃浓度350Be,缓凝剂(Na2HPO4)参量2%,水泥浆浓度1...1...

4OO柱子2O0梁设水平加液吗?

不需要。因为400柱子200梁的结构通常是混凝土结构,混凝土的强度一般比较高,具有较好的抗震性能,因此不需要进行水平加液的处理。另外,如果是在某些特殊情况下...

注浆液有毒吗?

当然没有毒。没毒。高品质的没有危害,皮肤敏感型的人会有轻微的皮肤发红,无毒害,没有副作用。灌浆料具有自流性好,快硬、早强、高强、无收缩、微膨胀;无毒、...

注浆管标准规格是什么?_住范儿家装官网

注浆管标准规格●规格:内径:8mm;外径:12mm;内径公差:±0.3mm;每卷长度:60m。●优点:1.安装简单,成套提供;2.可以在施工现场,根据接缝的实际需...

ab水固化注浆液配方?

配比为1比1。AB胶是两液混合硬化胶的别称,一液是本胶,一液是硬化剂,两液相混才能硬化,是不须靠温度来硬应熟成的,所以是常温硬化胶的一种,做模型有时会用...

水溶性注浆液和油溶性注浆液区别?

1、性质不同油性注浆液为聚氨酯灌浆料。水性注浆液由亲水性聚醚多元醇与异氰酸酯反应而成的未端含有异氰酸根基团的一种高分子化学灌浆材料。2、应用范围不...

打孔注聚氨酯注浆液套什么定额合适?-答疑解惑-广联达服务新干线

[最佳回答]那是防水补救工作无定额可套可根据实际耗工料机补充定额

注浆液防冻措施?

1、注意拆模时间,灌浆料浇筑完成正常气温下三天即可拆除模板,在气温低的环境中应适当推迟拆模时间;2、在冬季浇筑完成的灌浆料,如果在室内施工可在其表...1...