導(dǎo)語：我國化學(xué)灌漿技術(shù)發(fā)展論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：結(jié)合水電工程建設(shè),概述了50年來,我國化學(xué)灌漿材料、技術(shù)及設(shè)備,從無到有的發(fā)展及應(yīng)用成果.并根據(jù)其發(fā)展現(xiàn)狀,分析了我國化學(xué)灌漿技術(shù)近期發(fā)展的方向.即開發(fā)推廣無公害、耐久性好、適應(yīng)工程各種要求,且價格低廉的化學(xué)灌漿材料;改進提高化學(xué)灌漿技術(shù);促使化學(xué)灌漿設(shè)備、儀器生產(chǎn)的定型化、系列化、成套化、標準化和環(huán)?；?制訂化灌施工規(guī)程、規(guī)范和全國性的行業(yè)標準等.

關(guān)鍵詞：化學(xué)灌漿無公害環(huán)氧樹脂聚氨酯丙烯酸鹽酸性水玻璃化學(xué)灌漿泵

1我國化學(xué)灌漿技術(shù)發(fā)展成績

化學(xué)灌漿(ChemicalGrouting)是將一定的化學(xué)材料(無機或有機材料)配制成真溶液,用化學(xué)灌漿泵等壓送設(shè)備將其灌入地層或縫隙內(nèi),使其擴散、膠凝或固化,以增加地層強度、降低地層滲透性、防止地層變形和進行混凝土建筑物裂縫修補的一項地基處理和混凝土修補技術(shù).即化學(xué)灌漿是化學(xué)與工程相結(jié)合,應(yīng)用化學(xué)科學(xué)和化學(xué)漿材解決地基和混凝土缺陷處理(加固補強、防滲堵漏),保證工程的順利進行或借以提高工程質(zhì)量的一項工程技術(shù).隨著化學(xué)灌漿技術(shù)的發(fā)展和進步,現(xiàn)己成為現(xiàn)代工程中頗具特色且不可或缺的一項先進技術(shù)

國外化學(xué)灌漿最初是適應(yīng)于地基處理和采礦業(yè)發(fā)展的需求而發(fā)展起來的,其可靠性得到公認并被廣泛采用至今己有80年以上的歷史.我國的化學(xué)灌漿技術(shù)應(yīng)用與研究起步較晚,但發(fā)展較快并有自已的獨創(chuàng).如果以1953年在佳木斯等地采用堿性水玻璃進行化學(xué)灌漿算起,也才只有50年的歷史五十年來，我國在化學(xué)灌漿技術(shù)這個小領(lǐng)域取得了成績[3]，主要表現(xiàn)在以下方面：

(1)化學(xué)灌漿從無到有，從小到大發(fā)展起來，已成為我國現(xiàn)代工程技術(shù)不可或缺的一個組成部分

(2)國外有的常用化學(xué)灌漿漿材品種，我國基本上都已開發(fā)出來（如環(huán)氧[1]、甲凝、丙凝、丙烯酸鹽、酸性和堿性水玻璃、水溶性、非水溶性和彈性聚氨酯、脲醛樹脂、鉻木素等）

(3)化學(xué)灌漿漿材品種開發(fā)中還有一些獨創(chuàng).如甲凝、彈性聚氨酯,甲氰凝和環(huán)氧—聚氨酯,丙烯酸酯—聚氨酯等互穿網(wǎng)絡(luò)灌漿材料

(4)化學(xué)灌漿設(shè)備的研制開發(fā)已基本能適應(yīng)和滿足國內(nèi)化灌工程的要求[8].如化學(xué)灌漿泵、灌漿阻塞器、密閉配輸漿裝置和各種封縫材料等．

(5)化學(xué)灌漿技術(shù)已在國內(nèi)水電（大壩、堤防、水庫、電站）、建筑（地上、地下、人防）、交通（公路、鐵路、隧道、橋梁、港口、機場）和采礦等四大部門得到推廣應(yīng)用

(6)化學(xué)灌漿技術(shù)應(yīng)用已解決了許多工程難題，取得良好的效益.以水利為例，如三峽[4]、葛洲壩、龍羊峽、丹江口、陳村、鳳灘、萬安等水利樞紐都是采用化學(xué)灌漿技術(shù)解決一些工程技術(shù)難題的典型例子

(7)化學(xué)灌漿已從工程完建后的應(yīng)用，發(fā)展到工程興建前設(shè)計中就采用.如三峽化灌帷幕預(yù)計15000米，化灌加固地基預(yù)計3000米

(8)化學(xué)灌漿技術(shù)在一些方面已具國際先進水平，如青海龍羊峽大壩采用中化798環(huán)氧漿材處理G4偉晶巖劈裂帶和三峽大壩采用CW環(huán)氧漿材處理F1096軟弱夾層及斷層破碎帶的水泥—化學(xué)復(fù)合灌漿技術(shù)均堪稱國際上處理低滲透性軟弱巖土地層的先進技術(shù)

(9)化學(xué)灌漿理論上也有一些突破和創(chuàng)新[6][7].如漿液擴散半徑的計算理論、漿液濕面粘接理論、減低漿液毒性的拮抗理論、漿液吸滲理論等

(10)化學(xué)灌漿技術(shù)出版物取得豐收.自上世紀八十年代以來己出版專著十余部.包括水利學(xué)報、水利水電技術(shù)、巖土工程學(xué)報、巖石力學(xué)與工程學(xué)報、長江科學(xué)院院報在內(nèi)的全國132家科技期刊都選登化學(xué)灌漿的研究論文.近5年選登的論文就有200余篇

以上十個方面成績,足以說明我國化學(xué)灌漿技術(shù)的進步和發(fā)展水平.此外,全國研究化學(xué)灌漿技術(shù)的工程科技人員已成立了中國水利學(xué)會化學(xué)灌漿分會,現(xiàn)掛靠在長江科學(xué)院.追溯到1968年,學(xué)會己舉行過16次學(xué)術(shù)交流活動,出版了7部論文集,這些學(xué)術(shù)活動對推動我國化學(xué)灌漿材料的研發(fā)和化學(xué)灌漿技術(shù)的發(fā)展起了很好的作用

2.化學(xué)灌漿技術(shù)近期發(fā)展展望

我國化學(xué)灌漿技術(shù)近期應(yīng)在前50年的基礎(chǔ)上更具活力的繼續(xù)向前發(fā)展,而無公害、耐久性好、適應(yīng)工程各種苛刻要求且價格低廉的化學(xué)灌漿漿材的開發(fā)、應(yīng)用和推廣;化學(xué)灌漿技術(shù)的研究、改進和提高;化學(xué)灌漿設(shè)備、儀器生產(chǎn)的定型化、系列化、成套化、標準化和環(huán)?；爱a(chǎn)品質(zhì)量的持續(xù)改進和提高等必然是其發(fā)展方向

2.1.無公害漿材的開發(fā)

(1)無毒催化劑的研制.環(huán)氧樹脂漿材粘接強度高、穩(wěn)定性好,因此是固結(jié)灌漿最常用的漿材.該漿材毒副作用主要來自所采用的固化劑和溶劑.在過去的近20年中,對環(huán)氧漿材胺類固化劑的降低毒性研究己取得一些成果,國內(nèi)生產(chǎn)出商品名為T31、810、X-89、CD等毒副作用較低的一批改性胺類固化劑,對環(huán)氧漿材的推廣應(yīng)用起了較好作用,今后還應(yīng)朝這個方向繼續(xù)努力

(2)無溶劑型漿材的開發(fā).環(huán)氧樹脂一般粘度都較大,制成化灌漿材一般都要添加有機溶劑,但很多有機溶劑不但氣味難聞,而且具有毒副作用(如糠醛),添加后往往會產(chǎn)生環(huán)境問題.因此,人們在研究無毒副作用環(huán)氧固化劑的同時,也展開了無溶劑型環(huán)氧漿材的研制.無溶劑型環(huán)氧漿材的研究將得益于環(huán)氧樹脂工業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)一些化工廠生產(chǎn)的低分子量環(huán)氧樹脂粘度僅為20-25mPa.s.,這對今后無溶劑環(huán)氧化灌漿材的發(fā)展開辟了較好的前景.除此之外,把丙烯酸酯等樹脂開發(fā)成無溶型漿材己呈現(xiàn)出更加美好的前景,值得努力探索

(3)水做介質(zhì)的化灌漿材的研制.水做介質(zhì),不用有機溶劑,對化灌漿材的無公害化是很有益的.過去已開發(fā)了LW、HW等為數(shù)不多的水溶性聚氨酯漿材,今后對水溶性漿材應(yīng)放開視野,相信在有機或無機水溶性漿材開發(fā)和應(yīng)用上將會呈現(xiàn)出較為理想的進展

(4)某些已有漿材改造的研究.1974年,日本曾因使用抗?jié)B性好的丙凝化灌漿材污染水質(zhì),引起飲水中毒事件而宣布禁用丙凝.之后,具有丙凝相似性能的丙烯酸鹽漿材得到發(fā)展,但其主要成分丙烯酸鎂仍存在一定的毒副作用,而科技工作者采用拮抗原理,在丙烯酸鹽漿材中加入鈣鹽和適量的某種拮抗劑,卻使其毒副作用下降到僅為丙凝的1%,成為實際無毒漿材[12].這個例子說明,我們可以探索通過對己有的某些化灌漿材進行改造,降低毒性,達到可使用標準

2.2.對工程各種苛刻要求相適應(yīng)的漿材開發(fā)

(1)新型高親潤、高滲透性化灌漿材的研究.雖然目前我們已有了一些高滲性的化灌漿材,解決了不少工程難題,但所用溶劑和固化劑多半都有毒副作用,不適宜環(huán)境標準,對工程地基微細裂隙、斷層破碎帶和泥化夾層及混凝土微細裂隙的處理仍有探索新型高親潤、高滲透性、無毒副作用化灌漿材的必要.這很大程度取決于表面活性劑和活性稀釋劑體系的研究改進

(2)彈性化灌漿材的開發(fā).在工程伸縮縫止水和混凝土活縫、變形縫補強灌漿中需要具有彈性的化灌漿材.過去雖說也有一些開發(fā),但必竟質(zhì)量還不夠高.今后除應(yīng)加強對已有彈性環(huán)氧和彈性聚氨酯等漿材提高質(zhì)量和消除毒副作用方面的研究外,更為重要的則是加強對能賦于環(huán)氧樹脂彈性的固化劑的開發(fā)研究[11],從而適應(yīng)建設(shè)工程之急需

(3)快速固結(jié)漿材的開發(fā).這里指的是漿液粘度又低,固化物性能優(yōu)異,且固化時間可控制在幾十分鐘或幾小時以內(nèi)的漿材的開發(fā).采用低粘度環(huán)氧樹脂或新型活性稀釋劑和開發(fā)應(yīng)用能促使環(huán)氧樹脂快速固化的新型環(huán)氧固化劑應(yīng)能解決此課題.3.耐久性漿材的開發(fā)

耐久性概念含意較廣,它包括耐水、耐酸堿、耐候、耐紫外光、耐凍融和干濕循環(huán)、耐磨蝕、耐微生物作用(霉)等方面,耐久性漿材的開發(fā)可從以下幾個方面去探索

(1)通過對合成樹脂的接枝或相嵌共聚合反應(yīng),使化灌漿材中所采用的樹脂具備我們所要求的一些耐久性特性

(2)注重互穿網(wǎng)絡(luò)復(fù)合化灌漿材的研究.如己有的MU無溶劑漿材系丙烯酸酯--聚氨酯的復(fù)合[2]、PU/EP水下化灌漿材系聚氨酯—環(huán)氧樹脂的復(fù)合[10],他們都是互穿網(wǎng)絡(luò)復(fù)合化灌漿材.由于兩類樹脂復(fù)合及其互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這就賦予他們超越任何單一樹脂組份的優(yōu)良性能,值得深入研究

(3)加入鈉米材料對己有漿材進行改性.環(huán)氧樹脂加進納米材料改性的化灌漿材研究項目已獲得水利部基金資助,從現(xiàn)己拿出的初步成果來看,該項研究將會提升環(huán)氧漿材包括耐久性在內(nèi)的多方面性能

2.4.價格低廉的漿材開發(fā)

(1)水玻璃漿材的改性.水玻璃漿材是化學(xué)灌漿史上最早使用的化學(xué)灌漿漿材,同時也是目前使用最廣泛的化學(xué)灌漿漿材之一.究其原因除該漿材具有無毒、粘度小、可灌性好等優(yōu)點外漿材價格較低是個重要因素.該漿材不足處為凝膠時間調(diào)節(jié)不夠穩(wěn)定、凝膠強度很低和凝膠穩(wěn)定性較差,金屬離子易脫溶等,現(xiàn)多半用在臨時或半永久工程中.因此今后對其改性工作應(yīng)著重在提高強度和耐久性方面做研究.加入某些活性物質(zhì)進行改性是值得探索的方向

(2)紙漿廢液的無害化漿材開發(fā).紙漿廢液做成化灌漿材價格較低.將該廢液中加鉻類催化劑便可制得現(xiàn)稱為鉻木素的該漿材.因鉻類催化劑中六價鉻離子有毒,該漿材大家不敢用.故隨后開發(fā)出多種無鉻催化劑的高強木素漿材,今后應(yīng)對其進行提高性能研究,以便推廣應(yīng)用

以上四條主要集中在無公害、多用途和耐久性漿材研究、開發(fā)上,至于漿材的定型化、系列化、標準化當然是化灌技術(shù)發(fā)展的必然要求,這里就不贅述

2.5.化灌技術(shù)的改進、提高和創(chuàng)新

已有化灌技術(shù)的總結(jié)、改進和提高研究.前已敘述了在過去的50年中,我國有包括水電等大量的建設(shè)工程應(yīng)用過化學(xué)灌漿技術(shù),有許多采用化灌解決工程難題的典型經(jīng)驗,其中有些已有初步總結(jié),如復(fù)合灌漿技術(shù)等;有些則尚待總結(jié),如化灌的密閉傳輸、自動記錄、集中管理和實時監(jiān)控技術(shù)等.不管過去有無總結(jié),現(xiàn)有的化灌技術(shù)都需要從事化灌技術(shù)研究的專家、學(xué)者與有經(jīng)驗的工程技術(shù)人員相結(jié)合,在總結(jié)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上改進、提高,并能有所創(chuàng)新

2.6.化灌設(shè)備儀器的系列化、成套化、標準化和環(huán)保化

(1)高性能化學(xué)灌漿泵的系列化、成套化和標準化.高性能化學(xué)灌漿泵是實施化灌作業(yè)的主要設(shè)備,國內(nèi)有多家研究所和小企業(yè)能研制和開發(fā),但都只能小批量生產(chǎn)或試生產(chǎn).今后應(yīng)定點、定型生產(chǎn),并向產(chǎn)品的系列化、成套化、標準化方向發(fā)展,以方便推廣應(yīng)用化灌技術(shù)

(2)化學(xué)灌漿自記儀的研制.化學(xué)灌漿自記儀的研制可有效地避免人工記錄難免出現(xiàn)的一些差錯,將對提高隱蔽工程中的化學(xué)灌漿質(zhì)量起到很好的監(jiān)控作用,并使化灌數(shù)據(jù)分析建立在可靠的基礎(chǔ)之上.化學(xué)灌漿自記儀在技術(shù)原理上與己有的水泥灌漿自記儀有所不同,目前國內(nèi)已有幾套研制方案,但還未見樣品問世,很需要加快研制步伐,以應(yīng)工程化灌監(jiān)理之急需

(3)密閉式傳輸漿設(shè)備的研制.現(xiàn)己研制出的一些設(shè)備要滿足環(huán)境標準要求,保證安全生產(chǎn)

(4)現(xiàn)有產(chǎn)品提高質(zhì)量研究.國內(nèi)生產(chǎn)的一些化學(xué)灌漿設(shè)備儀器在加工精度和質(zhì)量上與國外同類型產(chǎn)品還有一定差距.因此,在這方面我們會有大量改進和提高工作需要去做

2.7.化學(xué)灌漿行業(yè)標準、規(guī)程、規(guī)范的制訂

化灌施工具有隱蔽性特徵,各行其道搞施工必將出現(xiàn)很多問題,甚至?xí)纬晒こ屉[患,值得我們高度警惕.然而我國至今還沒有一部全國性行業(yè)標準和化灌施工規(guī)程、規(guī)范,這是很不正常的現(xiàn)象,應(yīng)立即著手進行制訂.希望政府相關(guān)部門能給于大力支持

2.8.化學(xué)灌漿理論的研究、探索

化學(xué)灌漿對象一般都具有隱蔽性和特殊性,實驗室摸擬比較困難,故化學(xué)灌漿理論研究一直是化灌技術(shù)發(fā)展的薄弱環(huán)節(jié),舉步維艱.化學(xué)灌漿施工和不少施工參數(shù)的確定以往都是靠經(jīng)驗,缺乏理論指導(dǎo).為了促進化學(xué)灌漿技術(shù)在多個工程領(lǐng)域科學(xué)的推廣應(yīng)用,今后很有必要加強在實驗室中對灌漿理論的研究、探索.