绿色环保化学灌浆技术的探索与应用

绿色环保化学灌浆技术的探索与应用

李伟丁¹    李光明²

（1湖南湘禹防水有限公司 冷水江417500 ,2湖南先悦科技有限公司 长沙 410008）

搞要：根据绿色环保化学灌浆技术的要求，严格参照ISO9000质量认证体系标准，我公司自主研制了低粘度新型环氧化学灌浆材料LVE、FS-41自动化学灌浆泵和与之匹配的自动记录数据采集系统、混凝土缺陷修补水下粘胶ECH，在三峡、溪洛渡等国家重点工程中得到了推广应用，受到有关专家的一致好评。工程中的数据结果表明，我公司的这些创新研究均符合绿色环保化学灌浆的要求，大大推进了该技术运用到实践中去的进程。

关键词：绿色环保，化学灌浆，LVE新型环氧树脂灌浆材料，FS-A41双液灌浆泵，ECH改性环氧树脂水下粘胶

随着现代文明的发展，生态坏境被破坏的严重后果凸显，我国提出了坚持可持续发展的科学发展观。化学灌浆行业也加强了环保意识，制订并实施切合实际的绿色发展战略，积极主动地遵循国际环境标准，努力提高自身的绿色竞争力。蒋硕忠先生于2006年在杭州举行的第十一次全国化学灌浆学术交流会上，提出了我国化学灌浆要与国际接轨。跨出国门，开拓市场，需要实行绿色化学灌浆。同时指出，只有从材料、设备、工艺、思想意识等方面着手，才能逐步全面实现绿色环保化学灌浆。

作为我们这些在一线从事化学灌浆生产任务的人员，深感绿色化学灌浆的必要性、重要性和紧迫性。在材料方面，常用的环氧树脂，大多数采用有机溶剂来降低材料的粘度。由于有机溶剂的用量大，剌激性气味强，对操作人员的身心健康产生影响。在设备方面，常用的单液灌浆泵，因浆液必须预先混合放置在敞开式的储浆容器内施灌，浆液的有毒气体对施工环境产生污染。同时，预先混合的浆液为满足工作时间的要求，只能采取延长浆液凝胶或固结时间的方法来解决，这样在高速动水区域内施灌，材料就会因没有完全凝胶或固结而被动水冲走，污染水环境。在工法方面，常用的钻孔灌浆法产生的灰尘，对施工环境造成影响，妨碍操作人员的身体健康。

综上所述，绿色化学灌浆技术的应用和推广迫在眉睫，然而，“绿色化学灌浆技术”涵盖面广，它覆盖了对环境友好材料的研发、先进设备的研制、施工工艺的改进，环保意识的强化等诸多单元。要完成这样一个可持续发展的大工程，非一、二人可以完成，也非一、二个单位可以完成。这需要整个行业在一个较长的时间段内树立坚强的信念，投入一定量的资金，配备合适的人员，促进科研、生产单位协同作战，共同为这一技术的推广应用而不懈努力。

为推广绿色化学灌浆技术，我公司结合自身特点，自2001年起，与湖南先悦科技有限公司合作，投入相应财力、物力、人力，针对实际工程生产中的需求，将工艺、材料、设备的探索创新和实践应用相结合，获得了一定的成果。

1、环氧灌浆材料稀释剂的探索与应用

众所周知，化学灌浆主要是利用灌浆材料粘度低的特点，因此，粘度低是化学灌浆材料的重要性能之一。人们为了降低材料的粘度，提高可灌性，一般采用有机溶剂对主剂进行稀释。而加入的有机溶剂往往具有一定的毒性和剌激性气味，在通风不良的隧洞内施工，材料的有毒蒸气对施工操作人员的皮肤、粘膜产生剌激，造成操作人员工作困难。在三峡永久船闸地下输水隧洞混凝土衬砌墙裂缝化学灌浆现场试验时，开始选用糠醛—丙酮做稀释剂的环氧灌浆材料，但由于施工环境的通风不良，使得操作人员承受不了该类材料的剌激性气味，个别工人产生过敏反应，有些还患上了接触性皮炎和过敏性哮喘。最后只得改用国外麦斯特公司的LPL灌浆材料。该材料虽然气味小，无不良剌激，但价格非常昂贵。

为解决即要降低材料粘度而又不能对施工环境产生污染的问题，我们首选稀释剂着手进行研究。投入大量资金，进行了无数次的筛选，在保证材料满足工程技术要求的前提下，研制了一种新型的稀释剂。该稀释剂不但能使环氧树脂稀释后的粘度与糠醛-丙酮稀释后的粘度基本接近，并且在同等粘度的条件下，固化物的抗压抗折强度相对提高。我们将这种新稀释剂配制的灌浆材料命名为“LVE”。该材料无色，无味，实际无毒，是一种环保型的灌浆材料。在三峡永久船闸完建检修工程，湖南怀化铜湾水电站溢流坝面裂缝化学灌浆工程，黑龙江大顶子山水电站机组钢衬化学灌浆工程，南水北调京石应急供水工程隧洞混凝土裂缝化学灌浆工程中应用，成效甚佳。在南水北调工程中进行检测，其固化物无浸出物，符合饮用水标准。特别值得一提的是，LVE在施工完毕清洗设备时不需使用有机溶剂，只要在自来水中加入洗衣粉等洗涤剂就能将设备清洗干净，杜绝了化学灌浆中二次污染的问题。

表1 LVE技术指标

2、双液化学灌浆泵的探索与应用

常用的单液化学灌浆泵存在计量不准，材料浪费，环境污染，不便于动水区域内施灌等诸多缺陷。针对此问题，我们自主研制了FS-41自动化学灌浆泵和与之匹配的数据自动采集记录系统，同时采用全程密封式灌浆，使浆液的有害气体不能逸出，满足绿色化学灌浆技术要求。

FS-A41自动化学灌浆泵是为响应绿色环保化学灌浆技术和适应国内外工程施工需要，最新研制开发的化学灌浆设备，技术指标见表2。它由动力缸、比例缸、连接杆、电磁自动密封搅拌器组成。灌浆过程中配比准确、搅拌均匀。灌浆设备拆装方便，清洗维护简单。FS-A41自动化学灌浆泵同时配备了自动数据采集记录系统，自动采集记录化学灌浆过程的各项参数。该仪器由微型计算机、流量计、压力计、(选件)、存储盒(选件)、无线传输设备等硬件组成，能广泛应用于纯压式灌浆设备。工作时，计算机自动采集灌浆过程中的参数，按设定时间通过无线传输，在显示屏上显示采集的数据，控制打印机按设定的格式打印压力、流量、进浆速度、时间等参数的原始记录表。压力曲线图和进浆曲线图的适时显示能准确反映出灌浆过程中出现的特殊情况，提醒灌浆技术人员及时采取补救措施。该系统在化学灌浆行业中属国内首创，在保证灌浆质量的前提下, 减轻了工人的劳动强度,大大推进了化学灌浆的绿色环保进程。在三峡永久船闸完建检修输水洞化学灌浆工程和溪洛渡水电站导流洞的裂缝化学灌浆工程中，该设备施工现场经云南昭通市永善县环保局现场检测评估，符合环保健康要求。

表2 FS-A41灌浆泵的技术指标

3、工艺的探索与应用

我公司自98年涉足化学灌浆时，对混凝土裂缝施灌采取打骑缝孔、斜孔、埋单管的钻孔灌浆法进行施工。该工法在施工时产生的灰尘对施工环境污染严重，对操作人员的健康产生严重影响。特别是2001年在三峡永久船闸输水隧洞混凝土裂缝的化学灌浆试验时，钻孔时产生的灰尘造成工作面空气严重污染，几乎使人喘不过气来。同时由于裂缝在混凝土内的走向千变万化，骑缝钻孔往往偏离裂缝缝口，造成浆液灌不进去。钻孔过程中，高速旋转的钻杆将钻孔时产生的水泥粉末挤向了周边的缝口，致使非常窄小的进浆通道堵塞，造成浆液无法灌入。灌浆孔内埋单注浆管排不出孔内的水、气，灌浆时浆、水、气混和灌进，造成被灌裂缝浆液填充不饱满。在此情况下，我们现场研制了ECH水下粘胶，取得了很好的成效，首创了渗水缝贴嘴灌浆工法，减少了钻孔造成的环境污染，有效的保证了操作人员的身体健康。

ECH水下粘胶是一种以高分子聚合物及填料、辅助材料、改性材料等经特殊加工制成的双组份粘胶。其特点是能在有水的物体表面对多种材料进行粘结（如混凝土、钢材、塑料、陶瓷等）。粘结强度高，特别适用于各种混凝土表面的缺陷修补，尤其对有水混凝土表面的缺陷修补更能体现出“水下粘胶”特有的性能，其技术指标见表3。该材料在三峡永久船闸输水隧洞混凝土裂缝化学灌浆工程中应用，得到了业主、设代、监理的一至好评。

表3 ECH水下粘胶的技术指标

4、结束语

在充分认识到化学灌浆行业急需加强自身绿色竞争力，坚持执行绿色发展战略，大力促进工业发展和成果效益的同时，我公司将环境保护放在首位，经过十多年的理论研究和实践摸索，研制了低粘度新型环氧化学灌浆材料LVE、混凝土缺陷修补水下粘胶ECH等环保型材料，开发了FS-41自动化学灌浆泵和与之匹配的自动记录数据采集系统，首创了渗水缝贴嘴灌浆工法。工程实践证明：这些材料、设备、工艺的创新研制在保证灌浆质量的同时，大大减少了对环境的污染。因此，只要我们从科研、设计、施工等各个环节上充分重视绿色环保，投入精力研制相关技术，就能将化学灌浆不断地向绿色环保的要求推进,，早日实现化学灌浆对环境零污染的理想目标。

参考文献：

［1］蒋硕忠，绿色化学灌浆技术研究［M］. 武汉：长江出版社.2006.

［2］包银鸿，努力促进化学灌浆技术符合环保安全要求［M］. 武汉：长江出版社.2006.

［3］蒋硕忠. 我国化学灌浆的发展与近期展望［J］. 湖南大学学报,2004 , (增刊) :6 - 8.

［4］董建军,尹作仿.化学灌浆现场施工中的劳动保护和环境保护[J].见: 第八届化学灌浆会议学术交流论文集, 2000.

［5］蒋硕忠.绿色化学灌浆技术研究综述［J］.中国建筑防水，2007，2.