内容简介：: 海外防水高施工效率的聚氨酯防水技术 1 聚氨酯防水涂料聚氨酯橡胶系涂膜防水材料( 以下简称聚氨酯防水涂料) 有各种各样的分类方法，但从施工角度考虑，更看重组分数量，一般分为单组分和双组分两种。日本标准 J I S A 6 0 2 1 建筑用涂膜防水材料 2 0 0 年版将聚氨酯防水涂料分为单组分和多组分， 2 0 1 1 年修订为单组分和双组分两类，更加简明、实用。 1 1单组分聚氨酯防水涂料使用前不可先从容器中取出，特别是不透明的涂料 ( 看不到容器底的涂料 ) ，有颜料和骨料沉降、液状成分浮在表面的可能性，使用前必须先很好地混合，再尽快施工。 1 2 双组分聚氨酯防水涂料双组分聚氨酯防水涂料一般由透明主剂和着色不透明固化剂组合而成。固化剂与单组分型聚氨酯防水涂料相同，也需要预先充分混合。主剂和固化剂的混合很重要，不用说两组分的配合比也很重要。 1 - 3 搅拌方法施工时，使用电动搅拌机混合和搅拌聚氨酯防水涂料，转速在 3 0 0 6 0 0 r m i n之间，叶片形式推荐 3叶片型的。搅拌时卷入空气是涂膜产生针孔的原因，因而要注意尽量少卷入空气。 1 4 有助于提高施工效率的防水技术以下一些材料、设备，有助于提高聚氨酯防水材料的施工效率： 1 ) 单组分聚氨酯； 2 ) 压送系统； 3 ) 快速固化喷涂型聚氨酯； 4 )简易快速固化喷涂型聚氨酯； 5 ) 手涂高强度型聚氨酯。 2 单组分聚氨酯单组分聚氨酯是借助水分( 湿气) 的作用实现固化的，有代表性的单组分聚氨酯有三类，见表 1 。单组分聚氨酯由主剂和固化剂相配合，不用混合和搅拌，因而易引起配合失误和固化不良。利用空气中水分固化的单组分聚氨酯，在气温低和空气中水分少的状态下，固化迟缓。再者，此类聚氨表 1 有代表性的单组分聚氨酯种类反应固化的成分单组分聚氨酯底涂料空气中的水分( 湿气) 单组分聚氨酯防水涂料特殊固化剂( 依靠空气中的水分实现固化) 水固化聚氨酯防水涂料添加定量的水酯有从涂膜表面固化、涂膜内部未固化的情况，必须注意克服。单组分聚氨酯也有使用专用固化促进剂的情况，这时必须使用指定的产品，其他单组分聚氨酯和双组分聚氨酯使用的固化促进剂绝对不能套用。反过来，双组分聚氨酯也不能使用单组分聚氨酯用的固化促进剂。 3 聚氨酯防水涂料压送系统手涂型聚氨酯防水涂料先用泵从地面压送到施工场所( 屋顶) ，再用专用耙子等施工。这一般适用于双组分聚氨酯防水涂料。 3 1 双组分聚氨酯防水涂料压送系统分别压送主剂和固化剂，在静态混合器中混合后喷出，用专用耙子等进行施工。压送系统有以下特点： 1 ) 压送量( 喷出量 ) 大，施工面积大，施工效率高。 2 ) 利用静态混合器，在喷嘴前端混合和喷出主剂和固化剂，不需要材料配合和搅拌作业。 3 ) 借助静态混合器混合，空气混入少，可提供高品质的防水涂膜。 4 ) 通常使用 1 0 m长软管，屋顶上不需要堆放材料。 5 ) 可大幅度减少装料圆桶，从而减少包装废料。应用双组分聚氨酯防水涂料压送系统，可发挥上述 ( 1 ) 、 ( 4 ) 、 ( 5 ) 三方面特长。 3 _ 2 压送系统的制约无论单组分还是双组分，由于材料的流动性和施工性，压送系统仅限于平面施工，立面施工只能用传统的手涂工法。海外防水另外，增强布和通气缓冲片材的铺设等工序，也沿用传统的工法，而不采用压送系统。 4 快速固化喷涂型聚氨酯快速固化喷涂型聚氨酯于 1 9 8 0年代上市，被证实具有快速固化和高物性等特点，不仅适用于一般防水，也可用于敞廊、楼梯间等地面防水、屋顶停车场防水、屋顶绿化防水等，用途广阔。根据 2 0 1 1 年对 J I S A 6 0 2 1 的修订，聚氨酯橡胶系防水材料，除高延伸型( 原 I 类) 外，增加了高强度型的新规格，快速固化喷涂型属于此类规格。 4 1 快速固化喷涂型聚氨酯的特点快速固化喷涂型聚氨酯有以下特点： 1 ) 固化快，涂膜强度上得快，喷涂 1 0 S 内即可指触( 表干) ， 1 0 m i n 后可步行；不易流淌，平面和垂直、斜面、球面等，用同一材料均可施工。 2 )手涂型达到规定厚度，至少要施工 2遍 ( 2 天) ，但快速固化喷涂型 1 遍即可达到。 3 ) 可使用 9 0 m长的软管通到屋顶施工，屋顶无需堆放防水涂料。 4 2 快速固化喷涂聚氨酯施工注意事项快速固化喷涂聚氨酯施工时，首先要注意的是喷涂混合料的飞散，其次要确保规定的膜厚。快速固化喷涂型聚氨酯依靠材料自身发热进行快速反应 ( 固化 ) ，在极短的时间内形成黏性，但由于混合料喷涂出来呈粒状、发热少，反应( 固化) 进展慢，剩余颗粒会发散。因此，为了不污染建筑物和车辆，要有防止混合料飞散的对策，必须设置充分的周边保护，同时应避免刮大风时施工。快速固化喷涂型聚氨酯有符合 J I S 标准高延伸型( 原 I 类) 和高强度规格的制品，后者居多。 5 简易型快速固化喷涂型聚氨酯快速固化喷涂型聚氨酯最适用于大到中等规模的施工，但对小规模的工程和修补工程施工效率不佳。应对这一问题的挑战，开发了简易型快速固化喷涂型聚氨酯。今后期待开发更多种类的聚氨酯防水产品，例如具有以下特点的产品： 1 ) 在喷枪中装人枪筒式的材料，与空气压缩机连接，移动和施工均容易。 2 ) 材料的一般物性可与J I S的高强度型比肩。 3 )可使用通常快速固化喷涂型聚氨酯用的底涂料和保护饰面材料( 覆面涂料) 。 4 ) 枪筒容量为几百毫升，枪筒更换也容易。 5 ) 适用于以下用途的产品：防水层的部分修补；敞廊、边沟等小规模防水修缮；各种基础( 太阳光板、设备、栏杆等) 的防水处理；接缝( 伸缩缝、施工缝 ) 的填充处理。 6 手涂高强度型聚氨酯防水涂料 2 0 1 1 年 J I S A 6 0 2 1 修订版标准载入了“ 高强度型聚氨酯橡胶系防水材料” ，没有列入上述的“ 快速固化喷涂型防水涂料” 。而手涂高强度型聚氨酯已于 1 9 9 0 年代上市。手涂高强度型聚氨酯防水涂料，是没有喷涂机械的施工业者为屋顶停车场施工而开发的材料，已取得了一些应用业绩。至今，手涂型聚氨酯的防水用途受到J I S 使用品种的制约，多用手涂高延伸型( 原 I 类) 作下层，手涂高强度型作上层相组合。除停车场外，手涂型聚氨酯防水涂料还有以下一些用法： 1 ) 在屋顶和敝廊上，在铺设屋面瓦的情况下，以高延伸型和高强度型组合施工。 2 ) 在屋顶上，作为陶器花盆设置时的保护，以高延伸型加高强度型组合施工。 3 ) 在屋顶上，在行走频率高的部位，以高延伸加高强度型组合施工。 4 ) 在经常会遭到磨损的屋顶上( 如消防暑的屋顶上要经常安排消防员训练) ，以高延伸型加高强度型组合施工。 5 ) 在木结构住宅敞廊防水( F R P防水) 等修缮时，用手涂高强度型聚氨酯防水涂料施工。近年来，由于对周边环境的担心( 喷涂混合料飞散问题) ，不能使用喷涂法的场合和施工部位增多。综上所述，手涂型难以同时满足 J I S高延伸型和高强度型的要求，目前以高延伸型和高强型组合使用为主，但今后随着手涂高强度型聚氨酯防水涂料能够满足 J I S 标准，就可以单独用作防水材料，将会具有海外防水广阔的应用前景。 7 开发实例为了提高施工效率，日本两家公司开发出了高效的单组分聚氨酯橡胶系防水涂料( 以下简称制品 A) 和实现作业效率化的单组分聚氨酯橡胶系防水涂料( 以下简称制品B ) ，其性能指标见表 2 。制品 A主要具有提高施工效率和确保涂膜品质两大特点。 1 ) 提高施工效率单组分聚氨酯防水涂料，没有双组分的混合搅拌，省工省时。敞廊等小面积施工时，在开罐前预先合理地配制材料，不用频繁运送混合搅拌的材料。材料罐数减少，与双组分相比，减少 26 5 0 。单组分材料包装罐内残留的材料可全部使用。1 8 L 罐为层合材料罐，可全部清除残留物料，减轻废罐的处理作业。另外，添加固化促进剂，可快速固化和厚涂，冬季亦可翌日施工。 2 ) 确保涂膜品质无混合搅拌，没有因配合混合和搅拌不良引起的固化不良和物性下降，可以确保达到规定的涂膜品质。 8 结束语聚氨酯防水涂料已有 5 0 余年的使用历史。初期使用双组分，由于初期销售和施工经验不足，屡出现计量和搅拌不良，固化差或基层处理和干燥不足引发气泡表 2 制品 A和B物性指标( 按J I SA 6 0 2 1 ) 项目高延伸型制品 A 制品B 拉伸强度 M P a 2 3 2 3 7 7 2 5 拉伸性能断裂延伸率， 2 3 4 5 0 7 9 0 7 7 0 抗张积 ( N mm) 2 3 2 8 0 1 2 0 0 6 2 1 拉伸强度保持一 2 0 1 o o 7 3 9 1 2 8 率， 6 O 6 O 2 0 4 9 8 对温 2 3 3 0 0 4 7 0 度依 2 0 3 0 0 7 2 2 赖性断裂时延伸率 2 0 2 5 0 41 0 6 3 3 6 0 2 0 0 3 5 0 8 0 o 撕裂性能( 撕裂强度) ( N ra m ) 1 4 3 2 1 6 加热伸缩性状( 伸缩率) - 4 O 一 1 O - 0 _ 3 0 6 加热处理 8 0 - 1 5 0 8 9 1 1 8 拉伸强度保持率加速暴露处理 6 0 1 5 0 9 8 1 1 9 老化碱处理 6 0 - 1 5 0 8 4 9 9 处理酸处理 8 0 - 1 5 0 9 0 1 2 6 后的拉伸加热处理 4 0 0 7 3 0 1 O 4 2 性能加速暴露处理 4 0 O 7 6 0 8 9 2 断裂时延伸率碱处理 4 0 0 7 2 0 9 1 7 ，酸处理 4 o o 7 3 0 9 2 5 加热处理所有试片均看所有试片均所有试片均伸长时老化性状加速暴露处理不出龟裂及显看不出龟裂看不出龟裂著变形及显著变形及显著变形臭氧处理抗下垂性能 ( 一般用除下垂长度 m m 所有试片3 0 外) 发生折皱所有试片均无固体组分表示值的4 - 3 0 8 8 固化物密度， ( g ， c m 3 ) 表示值的d - O 1 1 3 和针孔等问题，使人们对聚氨酯防水涂料产生不信任感和不安全感。据此，除改进双组分外，萌发了开发单组分的产品，至今已上市 3 0 年。单组分上市后，曾发生制品稳定性差，产品增黏造成流平性差等问题。通过生产时进行脱水处理、调整设备，这些问题得到了解决，但生产和销售价格高于双组分。然而，单组分无搅拌作业、不需要专业作业员、可削减人工费、可使用时间长，施工前不再担心固化等优势，使其逐渐得到了市场认可。本文介绍了有助于提高聚氨酯防水涂料施工效率的技术，此类材料和工法有的已上市 3 0 年，在现场已能实现材料配合正确、膜厚适当、很少偏差的防水层，提高了防水施工效率。 ( 慕柳编译自日本防水杂志， 2 0 1 3 ， N o 3 ， 2 1 3 3 ) 水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第 1 2期低热沥青灌浆堵漏技术研究符平，王春，杨晓东 ( 中国水利水电科学研究院，北京 1 0 0 0 3 8 ) 摘要：对较大开度、流速的大孔隙地层进行防渗堵漏处理目前尚没有有效可靠、针对性的灌浆材料。本文研究了一种“ 油包水” 低热沥青的灌浆材料及其施工工艺，其施工温度小于 8 0、遇水冷却凝固、不冲释，适合于开度 3 0 5 0 c m、流速 0 5 m s的大孔隙地层堵漏施工，可应用于类似工程的堵漏施工中。关键词：防渗堵漏；低热沥青；大孔隙地层中图分类号：T V 4 3 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 0 0 8 6 0 ( 2 0 1 3 ) 1 2 0 0 6 3 0 5 S t u dy o n t e c hn o l o g y o f l e a ka g e - bl o c ki n g wi t l l l o w t h e r m a l as p ha l t F U P i n g ， WANG C h u n，YANG Xi a o d o n g ( C h i n a I n s t i t u t e o f Wa t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r R e s e a r c h ，B e i j i n g 1 0 0 0 3 8 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：At p r e s e n t ，t h e r e n o a n y e ffe c t i v e ，r e l i a b l e a n d p e r t i n e n t g r o u t i n g ma t e r i a l s are t h e r e f o r the me a s u r e s o f t h e a n t i s e e p a g e a n d l e a k a g e b l o c k i n g f o r t h e ma c r o - p o r o u s s t r a t a w i t h l arg e o p e n i n g an d h i g h fl o w v e l o c i t y T h e r e f o r e ， a k i n d o f l o w t h e r mal a s p h alt g r o u t i n g ma t e ria l t h a t i s S O c a l l e d “ wa t e r i n o i l ” a n d i t s c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y i s r e s e a r c h e d h e r e i n；o f w h i c h t h e c o n s t r u c t i o n t e mp e r a t u r e i s b e l o w 8 0 W h e n e n c o u n t e r i n g wa t e r i t c o o l s d o wn an d s o l i d i fi e s w i t h o u t a n y d i l u t i o n s T h u s i t i s s u i t ab l e f o r t h e c o n s t ruc t i o n o f t h e l e a k a g e b l o c k i n g o f ma c r o p o r o u s s t r a t a w i t h the o p e n i n g o f 3 0 - 5 0 c m an d t h e fl o w v e l o c i t y o f 0 5 m s a n d t h e n c a n b e a d o p t e d fo r t h e c o n s t ruc t i o n o f t h e l e a k a g e - b l o c k i n g fo r t h e s i m i l a r p r o j e c t Ke y wo r d s ：an t i s e e p a g e a n d l e a k a g e b l oc k i n g ；l o w t h e r mal a s p h a l t ；ma c r o - p o r o u s s t r a t a 1 概况渗漏是水利水电、地下洞室及矿山等工程中经常遇见的问题，不同程度的渗漏水将直接影响到工程的经济效益和正常、安全运行。由大孔 ( 裂 ) 隙形成的集中渗漏通道造成的漏水问题更难以处理，如第四纪地层松散块石层中的“ 架空” 层、基岩区存在的断层破碎带和节理裂隙密集带、石灰岩地区发育的岩溶裂隙和岩溶通道以及防渗结构遭到破坏的土 ( 堆 ) 石体等。灌浆是解决工程渗漏问题的首选技术手段，堵漏灌浆技术的核心是灌浆材料，水泥一水玻璃双液、水泥砂浆、低级配混凝土、纤维砂浆、 ( 速凝 ) 膏浆、聚氨酯等材料对于开度 3 0 c m 以下、 0 5 m s 流速以下的大孔隙地层具有比较好的效果，模袋灌浆通常应用于 5 0 c m 以上开度漏水地层的封堵，对于开度 3 0 5 0 c m、流速 0 5 m s 的大孔隙 Wa t e r Re s o u r c e s a n d Hy d r o p o w e r En g i n e e r i n g V o 1 4 4 No ， 1 2 地层目前没有具有针对性和特别有效的灌浆材料，多采用灌注大量的物料，依靠物料的灌注速率大于被冲走速率，逐步形成堵体，这些物料包括廉价碎石、锯沫、木屑、黄豆、棉籽壳、水泥袋或其他纤维等，其缺点是不易施工，费时费料，且封堵效果不能保证，因此研究适合于较大开度、流速的大孔隙地层防渗堵漏的灌浆材料及施工工艺，将填补灌浆处理大孔隙漏水地层的空白，具有十分重要的工程价值。这种大孔隙地层对灌浆材料的要求是浆液应具有良好的流动性和可灌性，并保证灌人的浆液不被水全部冲走且在较短时间内具有相当的抗冲强度和一定的扩散范围。收稿日期：2 0 1 3 一 O 1 2 1 基金项目：国家自然科学基金资助项目( 5 1 2 7 9 2 1 7 ) 。作者简介：符平( 1 9 7 5 一) ，男，高级工程师，博士。符平，等低热沥青灌浆堵漏技术研究沥青灌浆堵漏的原理是：沥青不与水互溶，当沥青被加热成液态时，沥青浆液具有良好的流动性和可灌性，沥青浆液进入渗漏部位后遇水将逐步冷却凝固，不被水稀释、冲散，因此沥青具有良好的封堵性能。沥青灌浆在国内外堵漏工程中都有应用实例，如美国下贝克坝、加拿大斯图尔特维尔坝、德国比格坝、巴西雅布鲁坝、李家峡水电站上游围堰、花山水电站导流洞及公伯峡水电站土石围堰和一些矿山、坑道封堵工程均采用热沥青解决了地层漏水问题，这些工程中均是将沥青加热到工作温度 1 5 0 o C以上进行灌注，温度敏感性高，灌浆管路需要保温、施工工序多、工艺复杂，造成灌浆处理深度浅、灌浆过程可控性差，限制了沥青灌浆技术的应用。赵卫全通过添加柴油、石蜡等外加剂对热沥青进行改性 J ，在 8 0 时改性沥青具有一定的流动性，但考虑沥青在地层的扩散，施工温度仍然在 1 O 0以上，不仅加热保温工序复杂，需要专用沥青泵，设备要求高，而且灌浆工程易出现堵管、堵孔和崩管事故，溅出的高温沥青对施工安全威胁大，因此需要寻找施工温度更低 ( 小于 8 0。【 = ) 、遇水冷却凝固、不冲释的低热沥青材料作为较大开度和流速的大孔隙地层灌浆堵漏的主要材料。 2 低热沥青的配比试验 2 1 乳化沥青乳化沥青是以沥青为分散相，以水为溶解相，在适宜的温度中，在机械力作用下，使沥青以细小的微粒( 0 11 0 Ix m) 均匀地分散在水中，并添加适宜的乳化剂降低乳液表面或界面张力，形成表面或界面上的分子定向排列和吸附，从而形成相对稳定的“ 水包油” 多相分散体系。乳化沥青在常温状态中表现为液体，具有良好的流动性。从热力学的观点分析，任何乳状液都不是稳定的，随着时间的推移、环境温度的变化或接触介质的变化，将导致乳化沥青的破乳。破乳之后，水分被析出，沥青又将恢复自身的原有状态：遇水凝固、不分散，但其流动性同时变差，不能在孑 L 内和地层内扩散。为了解决这个问题，可以采用以下两个办法，( 1 ) 将乳化沥青的破乳过程放在孔内完成，要求破乳过程在瞬时完成，破乳后沥青由于温度较低，流动性差，适宜于大开度、高流速地层的堵漏，类似于双液灌浆。破乳材料可以采用聚氨酯等高吸水材料，该法没有利用沥青遇水冷却凝固的性质，本文不予讨论。( 2 ) 乳化沥青的破乳过程在搅拌机中完成，将破乳完成后的浆液灌人漏水处，利用破乳出的沥青遇水凝固的特点进行堵漏，该法的关键是如何快速、可控的破乳和破乳出的沥青在较低的温度下 ( 6 08 0 o C) 仍具有相当的流动性，以利于其在地层中的扩散，本文重点研究这种方法。 2 2乳化沥青的稳定性乳化剂使沥青和水两不相溶的物质界面相溶，并且发生吸附，使各个沥青微粒形成单个的悬浮物，这就是乳化沥青体系，具有天然的不稳定性，主要表现为三种形式：絮凝、聚结和沉降。乳化沥青微粒冲破双电层的静电斥力聚集到一起，称为絮凝，这时如果进行机械搅拌，可以使沥青微粒重新分开，是一个可逆的过程，此时沥青浆液处于“ 水包油” 状态，表现出良好的牛顿流体性质，沥青完全被水包裹住，遇水( 低温 ) 不凝固，也容易被水流冲散。随着乳化沥青不断絮凝，聚集到一起的沥青微粒逐渐增多，逐渐结合成为大粒径的沥青颗粒称为聚结，沥青微粒间相互融合，沥青恢复原有状态，发生聚结的沥青微粒无法通过简单的机械搅拌将其分开，该过程是不可逆的。此时沥青浆液处于 “ 油包水 ” 状态，表现出塑性流体性质，破乳形成的沥青薄膜将水分包裹在其中，提高了破乳后混合物的流动性，同时沥青遇水 ( 低温) 凝固、不易冲释的固有性质也表现出来。随着聚结微粒的不断增多，沥青颗粒粒径逐渐增大，大粒径的沥青颗粒在重力作用下发生沉降，此时的沥青浆液将油水分离，分别表现出沥青和水的性质，在低温时流动性很差。 2 3 破乳方法的选取根据乳化沥青的稳定性分析，乳化沥青破乳后形成的“ 油包水” 状态不仅具有一定的流动性，在温度较高时( 6 0 8 0 o C) 具有一定的流动性和可灌性，且破乳后沥青的性质已完全表现出来，遇水不会被冲释，且在低温水的作用下凝固，迅速具有一定的抗冲强度，适用于较大开度、流速的大孑 L 隙地层灌浆堵漏。影响乳化沥青破乳的主要因素有两个：乳化沥青中的水分析出导致乳液的扩散层厚度变薄，电位降低，乳化被破坏；负电荷将乳化沥青周围扩散层中的反离子挤进吸附层，使扩散层厚度变薄，电位降低，导致乳化被破坏_ 8 J 。根据乳化沥青破乳机理，选择了添加水泥、膨润土、聚氨酯、砂石、加热等方法进行乳化沥青的破乳试验，试验结果如水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第 1 2期表 1 乳化沥青的破乳试验结果破乳时破乳方法破乳效果间 s 加水泥 3 0 2 8 4 形成油包水状态，流动性较好，粘性较差加膨润土 2 0 l 6 2 形成油包水状态，流动性较差，粘性较好加聚氨酯 3 3 8 混合物呈整体胶状，粘性好，流动性差加砂石 1 0 0 1 8 4 2 形成油水分离，混合物流动性差，无粘性加热 9 O o C 3 O 0 o 油水分离，粘性好，流动性差注：乳化沥青选用中裂中凝阳离子乳化沥青；试验温度为室温；搅拌采用低速搅拌。表 1所列。水泥的电位为负值，掺人乳化沥青后能与阳离子乳化沥青产生较强的电荷吸附，同时，水泥颗粒具有较强的亲水性，会将乳化沥青中的水分吸附于其表面，作为水化所需的反应用水，水泥的水化作用使乳化沥青中的水相缺失，加速了乳液破乳以及乳液微滴的凝聚。水泥水化放热，使混合物局部温度升高，也促进了乳液颗粒破乳以及乳液颗粒的凝聚，而且加入水泥，能明显提高乳化沥青混合物的抗冲强度、后期抗压强度、抗折强度等力学性能。根据试验结果，水泥的破乳时间满足灌浆施工的要求，破乳后的混合物性能满足堵漏的需要，再加上水泥材料容易得到，因此选择水泥作为乳化沥青的主要破乳材料。 2 4低热沥青的配比试验作为堵漏灌浆材料的低热沥青性质应满足：破乳时间合适可控，破乳后混合物形成 “ 油包水 ” 状态，具有良好的流动性、粘性和抗水流冲释能力，具有足够的抗压强度等力学性能。为此，进行了大量多组分的配比试验，获得满足上述要求的低热沥青配比，其配比及混合物性能指标如表 2所列。 3 低热沥青的特性低热沥青的基本特征是在具有沥青遇水凝固、不冲释等特殊性质的同时，在 8 0 o 【 = 以下仍然具有良好的流动性和可泵性。符平，等低热沥青灌浆堵漏技术研究 3 1 抗水流冲释性能破乳后低热沥青遇到低温的水流后，与水接触的表面部分由于温度降低，逐渐凝固，在表面形成一层硬壳，此硬壳具有良好的相互粘结和抗渗透作用，使灌人的沥青能自成整体，水不能进入沥青混合物的内部，因此低热沥青具有抗水稀释的能力。低热沥青的抗水稀释能力使灌入沥青浆液作为一个整体来抗击水流的冲击，因此要使沥青体产生流动，水流必须克服沥青混合体的内聚强度或者沥青与壁面的粘接强度，低热沥青的内聚强度通常可以达到 2 0 0 P a以上，沥青与壁面的粘接强度更高，且随着时间的增加，沥青混合体的内聚强度或者沥青与壁面的粘接强度逐步增大，故低热沥青具有相当的抗冲能力。 3 2流动特性含水泥颗粒的低热沥青是典型的宾汉流体，宾汉体的流变特性可以用下式表示下= r ( )+叼 ( ) d v ( 1 ) 式中， ( t ) 、， 7 ( t ) 分别为宾汉流体的内聚强度、塑性粘滞系数。低热沥青“ 油包水” 结构含有大量流动性良好的水分，因此其流动性要远好于同温度下的纯沥青。低热沥青的流动类似于高塑性液体流动，影响低热沥青在地层中扩散距离最重要的因素是灌浆压力与温度。低热沥青在饱含地下水环境下，虽然沥青浆团表面被冷却，但因沥青比热值较高，导热系数低，沥青内部温度降低速度缓慢，在灌人的几分钟内，仍具有相当高的温度，保持一定的流动性，如对沥青混合体施以适当的推挤压力 ( 灌浆压力 ) ，具流动性的内部沥青将推动表面的冷凝壳向外整体流动，并有可能突破沥青混合体表面的冷凝壳，形成新的流动前沿，向前扩散，直至由于温度降低导致沥青浆液的内聚强度大于灌浆压力的推动力。因此，低热沥青无论是在管路内、孔内还是地层孔隙内都具有良好的可灌性，在灌浆压力作用下，可扩表 2低热沥青配比及其性能指标 1 2 0热乳化乳化水泥 8 O热水 8 O表观抗压强度 MP a 编号石蜡 g 相对密度说明沥青g 沥青 g 剂 g g mL 粘度 P a s l d 7 d 2 8 d 1 l o o l o o _ 2 5 5 _ 1 0 6 5 1 7 1 2 6 2 O 6 2 6 2 2 l 0 o _ 3 4 0 5 1 2 O 1 1 l O 7 6 2 6 4 3 8 9 7 0 6 3 l o o ， 3 0 1 1 2 2 2 7 6 1 3 2 2 3 7 5 2 1 加热至 8 o 注：乳化剂经配比实验，选用中裂中凝阳离子型；沥青选用 9 O号水工沥青；乳化沥青选用中裂中凝阳离子乳化沥青；水泥选用 0 4 2 5；石蜡选用工业石蜡；水为自来水。水利水电技术第4 4卷2 0 1 3年第 1 2期符平，等低热沥青灌浆堵漏技术研究散至一定的距离。低热沥青的流动性随温度变化的规律如图 1所示。羹露懈温度图 1 低热沥青表观粘度随温度变化从图 1中可以看出 2 低热沥青在 6 0 c I = 低温时仍然具有较好的流动性，可以采用灌浆施工中常用的螺杆泵进行泵浆作业，以保证灌浆时低热沥青的灌人速度和灌浆压力，有利于浆液的封堵和扩散。 1 和 3 低热沥青在 8 O 时具有较好的流动性，较高的温度对螺杆泵的胶套会造成损害，故应采用专用沥青泵( 需能泵送水泥等颗粒型材料 ) 进行泵送。 3 3扩散特性低热沥青与高含水量水泥悬胶体浆液灌浆相比，浆液扩散形式完全不同。在使用高含水量水泥悬胶体的情况下，孔隙的填充是由水泥颗粒在流动的路途中，逐渐沉淀形成的。这种情况的发生，是因为浆液的流动速度随着离钻孔的距离增加而逐渐减小，水泥颗粒将逐渐沉淀。经过一段时间，在离开钻孔一定距离处就形成了由水泥细颗粒构成的堵塞。而用低热沥青灌浆时，低热沥青将形成明显的扩散前沿，由近及远进行扩散，随着低热沥青的不断灌人，沥青不断凝聚并铺展开来，冷却后的沥青粘附在渗透通道的表面。随着沥青吸附层的不断加厚，渗水通道不断缩小直至完全堵塞。在低热沥青扩散过的空隙会完全被沥青填满，形成密实的堵塞体，从而达到防渗堵漏的目的 4 低热沥青堵漏室内模拟实验为了检验低热沥青浆液的可灌性、抗水流冲击性能以及浆液在孔内下沉扩散过程，在室内进行了不同流速条件下的低热沥青浆液灌浆模拟试验。试验装置如图 2所示。灌浆孔直径为 1 7 0 m m，水槽尺寸为 3 0 0 m m X 4 0 0 m m，出水管直径为 1 0 0 mm。沥青加热采用自制的导热油加热系统，搅拌机采用带保温功能的自制强图 2 室内模拟试验布置力搅拌机，灌浆管路采用带保温功能的自制灌浆管，灌浆泵选用约 1 0 e m( 4时) 螺杆泵。通过调节进水管的水量调整水槽中的流速。低热沥青通过注浆管灌人灌浆孔后下沉至有一定流速的水槽，观察低热沥青在水槽中的封堵情况。选择了 2 低热沥青进行室内模拟试验，试验结果如表 3 、图 3所示。表 3不同流速下沥青灌浆堵漏模拟试验结果水流流速灌入低热沥青量低热沥青留存率序号堵漏时间s m s 一 L 1 0 5 2 2 5 9 6 9l 2 1 0 3 5 0 1 6 3 7 2 3 1 2 4 2 0 2 4 8 6 6 4 1 4 5 6 5 3 7 5 5 6 5 1 6 8 4 0 5 4 3 4 5 注：低热沥青加热 8 0。从表 3中可以看出，水流流速在 0 5 m s 时，低热沥青的堵漏效率较高。水流流速在 1 2 m s 时，低热沥青堵漏仍具有良好的封堵效果，浆液留存率在 6 0 以上。 5 工程应用广西某水电站右岸坝肩位置存在集中渗漏，渗漏量约为 7 7 2 L s ，为寻找渗漏通道，采用纳米( 超浅层 ) 瞬变电磁方法进行了现场探测，探测结果如图 4 、图 5所示。第一次探测发射线框：1 0 m1 0 m，初步判断 2 号点下 1 0 1 5 m位置存在异常。第二次探测发射线框采用 2 5 m 2 5 m进行详勘，结果验证了2号点下 1 0 m位置存在异常。后钻孔过程中该处存在 2 0 c m左水利7 K 电技术第 4 4卷2 0 1 3年第 l 2期加卯加 m 0 施工技术与应用分析水工建筑防渗堵漏的施工技术余正凯 l 广东省水利水电第三工程局 5 2 3 7 1 O 摘要：对水利工程渗水形成的原因进行分析，并提出了有效的防护措施及堵漏防水施工等施工方法关键词：，渗水，堵漏防水施_T - ，防水措施水利工程中的水下防水工程比其他工程技术复杂、难度大、要求高，长期以来人们对水下工程防水的技术复杂性认识越来越高。在建成或竣工的水下工程中，通过上水存在着不同程度的渗水现象，各泵站的水下工程长期处于水下包围之中，受到水下浸蚀和渗透。堵漏与防水是两个不同的概念，但目的是相同的，它们之间互相依存，相辅相成，同时也有区别。对于结构渗水，在东山水利枢纽工程施工中，因现场施工技术人员未重视堵与防，建成后上闸首输水廊道有局部渗水现象，后来我们组织了一个处理小组选择了堵、抹、涂的施工方法，根据结构形式不同，渗水流量大小，部位不同，采取了一系列的施工处理方法，收到了良好的效果。 1 渗漏原因分析在渗漏出现后，我们首先要对渗漏的成因进行分析，实际就是分析存在于混凝土结构中贯通缺损成因，主要包括变形缝与裂缝渗漏的成因。 1 1变形缝产生渗漏成因的分析伸缩缝、沉降缝以及抗震缝统称变形缝，混凝土建筑物所具有的特点，要求变形缝有以下的性能：能满足建筑物的各部分之问变形和变位要求，把相互间的力传递消除；变形缝的止水结构有优良的水密性能，在设计水头的压力作用下，可以避免发生渗漏；止水的材料拥有优良的耐久性。变形缝的止水结构失效存在施工、设计以及材料三方面原因。温度裂缝产生渗漏，大体积的混凝土浇筑没有采取必要温控措施，混凝土的分块过长，混凝土内部的温度应力形成贯通的裂缝，引起渗漏，因此，大体积混凝土浇筑要采取抛石，使用冷却水管，不要炎热天气进行浇筑，选择使用水化热较低的水泥温控措施；对在北方地区的混凝土块长度应小于1 5 m，要不然 ( 否则 ) 应设伸缩缝，避免温度裂缝产生的危害。 ( 1 ) 设计方面原因变形缝尺寸的设计不合理，使用的密封止水材料长期允许的伸缩率未能符合变形缝要求等。 ( 2 ) 施工方面原因止水带实际位置偏离，止水带的周围砼存在蜂窝孔洞，焊接止水带时不严密，嵌填密封材料的质量差以及砼面脱离等。 ( 3 ) 止水材料方面原因止水材料因为年久老化而腐烂，或原来弹塑性失去导致开裂被挤出等。 1 2渗漏裂缝的成因分析砼是多相的复合脆性材料，如果砼拉应力超过其抗拉强度，砼拉伸的变形大于极限拉伸的变形时，就产生裂缝。按深度不同，可分为表层次裂缝、深层次裂缝与贯穿裂缝；按照产生原因划分，裂缝可分成温度化裂缝、千缩型裂缝、钢筋锈蚀性裂缝、超载性裂缝、地基不均匀导致的沉陷裂缝以及碱骨料引起的反应裂缝等。对渗漏裂缝成因分析推断可从设计结构、砼材料性能、运行管理以及环境条件、施工、外载作用等着手进行。 2 水工建筑物防渗堵漏施工技术 2 1促凝灰浆堵漏法该法所用的材料主要是促凝剂和堵漏灰浆。其中，促凝剂是由硫酸铜、重铬酸钾、硅酸钠和水等，按一定的比例配合而成的。而堵漏灰浆则应根据每次施工时的用量而定，随用随拌。不同情况的渗漏水采用不同剂量的堵漏灰浆。一般来说，常见的漏水情况分为慢渗、快渗、急流和高压急流等四种情况，因此堵漏灰浆的拌制也应该分情况而定，以做到有针对性的处理，达到预期的目的。具体的处理方法有以下几种： 2 1 1 孔洞漏水处理方法直接堵塞法，该方法适合在水压不大，水位在 2 0 m以下，漏水孔洞较小时的情况使用。该方法操作简单，易于操作，但只能处理较为简单的空洞等，水压较大，孔洞较大的则不适合。下管堵漏法，适合于水压较大( 水位2 0 5 O m ) 、漏水孔洞较大时的情况采用。操作的时候，可以根据漏水处的坚硬程度，来决定所要剔凿孔洞的大小和深度。首先，在孔洞底部铺上一层碎石( 胶管埋于其中) ，并在上面盖一层油毡或者铁片，这样胶管穿透油毡埋至碎石内，就可以引走渗漏水。然后用水泥胶浆一次灌满孑 L 洞。当胶浆开始凝固的时候，便用力将胶浆压实。在检查无渗漏之后，再抹上防水层的第一、二层，之后拔出胶管，按照直接堵塞的方法，将管孔堵塞，最后抹上防水层的第三、四层即可完成。该方法是建立在直接堵塞方法的基础上，较为简单，而且处理的效果也相当好。木楔堵漏法，该方法则适合于孔洞漏水水压很大时采用，一般是水位在 5 0 m以上时才采用这种方法。其具体作法是：一个适当直径的铁管，用水泥胶浆将其稳定于漏水处已剔好的孔洞内，注意铁管的外端应该要比基面低 2 0 m m 左右，管的四周要用素灰和砂浆抹好。当有一定强度时，铁管内便可以注人浸过沥青的木楔，干硬性砂浆，并在其表面再抹素灰及砂浆各一道，经一天后，检查无渗漏现象时，再做好防水抹面层。 2 1 2裂缝漏水处理方法直接堵塞法，用于堵塞水压较小的裂缝渗漏水。其具体作法是：沿裂缝剔成八字形边坡沟槽，清洗干净其表面。用搓成条形的水泥胶浆迅速填人沟槽中，并挤压密实，使之与槽壁紧密结合。对于较长的裂缝，可以进行分段堵塞。在堵塞完毕之后，要严格检查是否仍渗漏，若无，则用素灰和砂浆把沟槽扫成毛面，并在其达到一定强度后，再做好防水层工作。下线堵漏法，用于水压较大的裂缝漏水的处理。操作时，按照裂缝漏水直接堵塞法做法，先剔好沟槽，并在沟槽底部，沿裂缝的地方放置一根线，线的直径依据漏水量而定，线长大约在2 03 0 c m 左右，按直接堵塞法将胶浆条填塞于沟槽中，并紧接着将小绳抽出，从而使渗漏水顺线孔流出。如裂缝较长，可分段堵塞，各段间留2 e m ：L 隙，根据漏水量大小，在孔隙处采用孔洞漏水下钉堵漏法或下管堵漏法将其缩小。 2 2氰凝灌浆堵漏法氰凝是一种新型灌浆材料，其具有良好的抗渗性能。该材料是由以下试剂配制而成的：预聚体( 主剂) 、增塑剂、乳化剂、溶剂、催化剂等，按顺序称量加入容器内，拌合均匀即可。氰凝堵漏法适用以下范围： ( 1 ) 在用止水带处理变形缝时，由于止水带与混凝土结合不严，由此而形成的接触面间漏水； ( 2 ) 混凝土内部结构松散、麻面、蜂窝、孔洞而造成的渗漏水； ( 3 ) 混凝土结构所出现的局部裂缝的渗漏水；混凝土施工缝结合不严而导致的缝隙漏水。操作时，在混凝土裂缝处，用相应的试剂擦洗干净，并沿裂缝凿成v 形边坡沟槽，并布置好灌浆孔，灌浆孔的位置应选在漏水旺盛处及裂缝交叉处，灌浆孔要交错布置。将孔洞清理干净，并把灌浆嘴稳牢于孔洞内。埋好灌浆嘴之后，用油毡或铁片做成半圆形条，沿缝通长放置，然后用水泥胶浆和水泥砂浆将漏水部位封闭。并检查各孔是否畅通，如无漏水情况即可灌注氰凝。灌浆后，检查无漏水的现象，再剔除灌浆嘴，并用水泥胶浆将孔给封住。此外，还有P C C 防渗堵漏法，这是由中国核工业矿研制的一种新型P C C 防渗堵漏材料，材料已在水库涵管及电站压力管道的防渗堵漏、铁路隧道以及水库大坝的灌浆加固、涵洞的防渗补强、自来水厂水池及高级宾馆住宅的防渗、工业厂房及民用建筑地基基础处理加固等工程中得到应用，均取得了良好的效果。 3 防水措施防水措施在水利水下工程中很重要，它是一项综合技术的体现，是搞好水下工程施工的先决条件。在堵漏防水措施中，应抓好几个环节。 ( 1 ) 合理的选择防水材料。近几年随着科学技术发展，新型防水材料类型较多，都有自己的特点，不能十全十美，所以只依靠材料解决各类渗水还有困难，应根据材料特点处理不同形式的渗水。一般堵水，应采用刚性材料( 堵漏剂S H水泥外加剂) 、硅酸纳速凝剂。 ( 2 ) “ 堵防结合，刚柔结合” 。堵冰) 是施工前提，把渗水渠道封闭，然后再采用防水措施不能单一处理，要综合治理，以利增强结构抗渗能力。 ( 3 ) 用发展的观点处理渗水。水下工程结构，由于受外界( 下转第3 9 8 页) 391 表2塑料检查井允许偏差( r n l n ) 施工技术与应用检查井在装卸、运输、堆放时，应轻抬轻放，不得抛摔或受剧烈撞击，严禁拖拉。检查井应存放在通风良好、温度低于4 0 摄氏度的房库或简易棚内，不宜露天存放。如须在户外I 临时存放时，应有遮盖，尽量避免曝晒和雨淋，不得与油类、酸、碱、盐等其他化学物质接触。注意防火安全，远离热源。 3 2施工质量控制检查井安装允许偏差应符合表3 的要求。表3检查井安装允许偏差检验频率项目允许偏差检验方法范围点数井底标高 + 1 O m m ， 2 0 ra m 井中心 2 水准仪测量井叶 I心偏差 1 5 m m 井中心 l 经纬仪测量井筒真径变形 0 0 4 D o 井壁 2 钢尺测量井壁垂直度 2 H 井壁 4 垂线、钢尺测量 j 井口标高 1 O m m 井 L J 2 水准仪测量内径 +lOmm，一15ram 每个孔口 2 钢尺测量标高 +1Omm，一20mm 每个孔内底 1 水准仪测量偏转角 2 。每个支管 l 经纬仪测量 3 3维护和保养管道清通应采用专用疏通机械实施水力清通。雨水检查井内的积泥，宜采用机械吸泥工具清理。如采用人工清理时，应采用专用清挖工具。检查管道积泥情况，不得下井探测，应采用检查镜目测。实施维护保养时，在检查井周围应有醒目的警示用围栏( 绳) 。实施维护保养后，应按原状及时盖好井盖，污水检查井还应盖好内盖。检查井盖受外部原因而损坏或遗失，按原种类规格及时更换和弥补。 4 结语成品塑料雨污水检查井作为一种较为新型的市政施工材料，是排水管道技术发展的方向，其施工方法也渐近成熟，其具有防渗漏、重量轻，安装方便，施工速度快等优点，一定会在今后的市政工程中得到大力推广。我们在施个丁过程中，一定要严格执行现行的施工规范和标准，避免因施工造成的各种质量隐患，影响工程的整体施工质量。参考文献 1 注塑型塑料检查井应用技术规程 ( 重庆市工程建设标准( 征求意见稿) ) ( 上接第3 9 1 页)因素( 湿度变化，基础下沉) 的影响，使结构产生局部裂纹平裂纹、垂直裂纹) 。在处理时，不只处理裂纹范围，要用发展的观点对待问题。 4 结语上述渗漏水的情况属于水工混凝土中常见渗漏问题，假如发生，不仅会影响工程项目质量，而且给工程的未

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