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点击数：368 添加日期：2009-06-24 10:37:54我国化学灌浆技术发展与展望
 
      摘要:结合水电工程建设，概述了50年来，我国化学灌浆材料、技术及设备从无到有的发展及应用成果。并根据其发现两头，分析了我国化学灌浆技术近期发展的方向。即开发推广无公害、耐久性好、适应工程各种要求，且价格低廉的化学灌浆材；必进提高化学灌浆技术；促使化学灌浆设备、仪器生产的定型化、系列化、成套化、标准化和环保化；制订化学灌浆施工规程、规范和全国性的行业标准等。 
 　　我国化学灌浆技术将在50年发展的基础上更具活力地向前发展，而无公害、耐久性好、适应工程各种苛刻要求且价格低廉的化学灌浆浆材的开发、应用和推广，化学灌浆技术的研究、改进和提高，化学灌浆设备、仪器生产的定型化、系列化、成套化、标准化、环保化及产品质量的持续改进和提高等，必然是其发展方向。
      1、无公害浆材的开发
　　（1）无毒催化剂的研制。环氧树脂浆材粘接强度高、稳定性好、因此是固结灌浆最常用的浆材。该浆材毒副作用主要来自所采用的固化剂和溶剂。在过去的近20年中，对环氧浆材胺类固化剂的降低毒性研究已取得一些成果，国内生产出的T31，810，X-89，CD等毒副作用较低的一批改性胺类固化剂，对环氧浆材的推广应用起了较好作用，今后还应朝这个方向继续努力。
　　（2）无溶剂型浆材的开发。环氧树脂一般粘度较大，制成化灌浆材要添加有机溶剂，但很多有机溶剂不但气味难闻，而且具有毒副作用（如糠醛），添加后往往会产生环境问题。因此，人们在研究无毒作用环氧固化剂的同时，也展开了无溶剂型环氧浆材的研制。无溶剂型环氧浆材的研究将得益于环氧树脂工业的发展，国内一些化工作生产的低分子量环氧树脂粘度仅20～25MPa·s，这对今后无溶剂环氧化灌浆的发展开辟了较好的前景。除此之外，把丙烯酸酯等树脂开发成无溶型浆材已呈现出更加美好的前景，值得努力探索。
　　（3）水做介质的化灌浆材的研制。水做介质，不用有机溶剂，对化灌浆材的无公害化是很有益的。过去已开发了LW，HW等为数不多的水溶性聚氨酯浆材，今后在水溶性环氧浆材等的开发上将会有较为理想的进展。
　　（4）某些已有浆材用拮抗原理改造的研究。1974年，日本曾因使用抗渗性好的丙凝化灌浆材污染了水质，引起饮水中毒事件而宣布禁用丙凝。之后，具有与丙凝相似性能的丙烯酸盐浆材得到发展但其主要成分丙烯酸镁仍存在一定的毒副作用。科技工作者有用拮抗原理，在丙烯酸盐浆材中加入钙盐和适量的某种拮抗剂，使其毒副作用下降到仅为丙凝的1%，成为实际无毒浆材。这个例子说明，我们可以探索通过对已有的某些化灌浆材应用拮抗原理进行改造，降低毒性，达到可使用标准。
      2、与工程要求相适应的浆材开发
　　（1）新型高亲润、高渗透性化灌浆材的研究。目前我们虽然已有了一些高渗性的化灌浆材，解决了不少工程难题，但所用溶剂和固化剂多半都有毒副作用，不符合环境标准，对工程地基微细裂隙、断层破碎带和泥化夹层及混凝土微细裂隙的处理仍有探索新型高亲润、高渗透性、无毒副作用化灌浆材的必要。这很大程度取决于表面活性剂和活性稀释剂体系的研究进展。
　　（2）弹性化灌浆材的开发。在工程伸缩缝止水和混凝土活缝、变形缝补强灌浆中需要具有弹性的化灌浆材。过去说也有一些开发，但其质量还不够高。今后应加强对弹性环氧和弹性聚氨酯等浆材的研究，提高质量，消除毒副作用，以适应工程建设之需。
      3、耐久性浆材的开发
　　 耐久性概念含意较广，它包括耐水、耐酸碱、耐气候、耐紫外光、面冻融和干湿循环、耐磨蚀、耐微生物作用（霉）等方面。
　　（1）通过对合成树脂的接枝或相嵌共聚合反应，使化灌浆材中所采用的树脂具备所要求的一些耐久性特性。
　　（2）注重互穿网络复合化灌浆材的研究。如已有的MU无溶剂浆材系丙烯酸酯—聚氨酯的复合，PU/EP水下化灌浆材系丙烯酸酯—聚氨酯的复合，都是互穿网络复合化灌浆材。由于两类树脂复合及其互穿网络结构，赋予它们超越任何单一树脂组份的优良性能，值得深入研究。
　　（3）加入钠米材料对已有浆材进行改性。环氧树脂加进纳米材料改性的化灌浆材研究项目已获得水利部基金资助，这将提升环氧浆材耐久性等多方面性能，希望能尽早拿出研究成果。
      4、价格低廉的浆材开发
　　（1）水玻璃浆材的改性。水玻璃浆材的化学灌浆史上最早使用的化学灌浆浆材，同时也是目前使用最广泛的化学灌浆浆材之一。究其原因除该浆材具有无毒、粘度小、可靠性好等优点外，浆材价格较低是个重要因素。该浆材不足处为凝胶时间调节不够稳定，凝胶强度很低和凝胶稳定性较差，金属离子易脱溶等，现多用于临时或半永久工程中。今后对其改性工作应着重在提高强度的耐久性方面做研究。加入某些活性物质进行改性是值得探索的方向。
　　（2）纸浆废液的无害化浆材开发。纸浆废液做成化灌浆材价格较低，将该废液中加铬类催化剂便可制得现称为铬木素的浆材。因铬类催化剂中6价铬离子有毒，不宜推广应用。故随后开发出多种无铬催化剂的高强木素浆材，今后应对其进行提高性能研究，以便推广应用。
　　以上4点主要集中在无公害浆材研究、开发上，至于浆材的定型化、系列化、标准化当然是化灌技术发展的必然要求，这里就不赘述。
      5、化灌技术的改进、提高和创新
　　在过去的50年中，我国有大量的建设工程应用过化学灌浆技术，有许多采用化灌解决工程难题的典型经验，其中有些已有初步总结，如复合灌浆技术等，有些则尚待总结，如化灌的密闭传输、自动记录、集中管理和实时监控技术等。不管过去有无总结，对现有的化灌技术，都需要由化灌技术研究的专家、学者与有经验的工程技术人员相结合，在总结实践经验的基础上改进、提高，并能有所创新。
      6、化灌设备仪器的系列化、成套化、标准化和环保化
　　（1）高性能化学灌浆泵的系列化、成套化和标准化。高性能化学灌浆泵是实施化灌作业的主要设备，国内有多家研究所和小企业研制和开发，但都只能小批量生产或试生产。今后应定点、定型生产，并向产品的系列化、成套化、标准化方向发展，以便化灌技术的推广应用。
　　（2）化学灌浆自记仪的研究。化学灌浆自记仪的研制可有效地避免人工记录难免出现的一些差错，对提高隐蔽工程化学灌浆质量起到很好的监控作用，并使化灌数据分析建立在可靠的基础之上。化学灌浆自记仪在技术原理上与已有的水泥灌浆自记仪有所不同，目前国内已有几套研制方案，但还未见样品问世，需加快研制步伐，以适应工程化灌监理之急需。
　　（3）密闭式传输浆设备的研制。现已研制出一些设备，但要满足环境标准要求，保证安全生产。
　　（4）现有产品提高质量研究。国内生产的一些化学灌浆设备仪器在加工精度和质量上与国外同类型产品还有一定差距。因此，在这方面我们有大量改进和提高工作需要去做。
     7、化学灌浆行业标准、规程、规范的制订
　　化灌施工具有隐蔽性特征，各行其道搞施工必将出现很多问题，甚至会形成工程隐患，值得我们高度警惕。然而我国至今还没有一部全国性行业标准和化灌施工规程、规范，这是很不正常的现象，应立即着手进行制订。希望政府相关部门能给予大力支持。
      8、化学灌浆理论的研究与探索
　　化学灌浆对象一般都具有隐蔽性和特殊性，实验室模拟比较困难，故化学灌浆理论研究一直是化灌技术发展的薄弱环节，举步维艰。化学灌浆施工和不少施工参数的确定，以往都是靠经验，缺乏理论指导。为了促进化学灌浆技术在多个工程领域科学地推广应用，今后很有必要加强在实验室中对灌浆理论的研究与探索。