我国化学灌浆技术的发展历程

发布时间:2019-09-05 14:52:05

  化学灌浆是在外力作用下,通过辅助装置(设备),将化学浆液灌入岩体、土体、混凝土等受灌体中, 使受灌体得到充填、固结、密闭,达到防渗堵漏、补强加固、改善性状的工程措施过程。

  我国的化学灌浆技术应用与研究在新中国成立后才得到系统全面地开展,如果以 1953 年在佳木斯等地采用碱性水玻璃进行化学灌浆算起,也只有 60 多年的历史。

  60 多年来,特别是改革开放以来,我国在化学灌浆技术领域的研究与应用发展迅猛,取得了一批具有原创性的成果,主要体现在:

  1)中国科学院广州化学研究所研发的“中化-798”为代表的糠叉丙酮环氧树脂灌浆材料系列,解决了青海龙羊峡水电大坝 G4 伟晶岩劈裂带渗透固结问题。

  开创了环氧树脂材料在建设工程领域的先河,在我国化学灌浆发展历程中具有里程碑的意义。

  2)长江科学研究院研发的 CW 系列化学灌浆材料,解决了三峡大坝等长江流域重大水利水电工程建设的问题。

  为我国水利水电建设做出突出贡献,至今仍然在水利水电建设工程领域发挥着重要的作用。

  3)华东勘测设计研究院研发出的聚氨酯灌浆材料,引领了水利水电行业防渗堵漏的发展,为国家大坝建设保驾护航。

  4)中国科学院广州化学研究所研发的甲基丙烯酸酯类(甲凝)化学灌浆材料用于石窟围岩裂隙的灌浆固结,为我国文物保护事业起了示范性作用。

  5)中国科学院广州化学研究所、 长江科学研究院分别研发出的丙烯酸盐化学灌浆材料,开创了绿色、 环保化学灌浆材料研发的先河。

  6)敦煌研究院研发的 PS 灌浆材料,成功应用于敦煌等古遗址、古文物的保护工程中,拓展了化学灌浆应用领域。

  7)化学灌浆技术的发展也促进了相关基础理论的研究,达到了一个崭新的高度,如浆液扩散半径的计算理论、浆液湿面粘接理论、降低浆液毒性的拮抗理论、浆液吸渗理论等。

  8)化学灌浆技术的发展与相关设备的发展相辅相成,目前国内已开发出了适合各类化学灌浆要求的设备,如各种灌浆泵、浆液搅拌装置、灌浆自控仪及成孔机械。

  化学灌浆技术已成为目前解决工程建设各领域中不可或缺的一种工程手段。而且在修缮市场凸显的今天,对从业者的这方面技能需求会越来越多,越来越高。

  一、贡献

  广化所早在 1962 年就开展了甲基丙烯酸酯类(甲凝)化学灌浆材料的研究,解决了石窟崩坏、风化和石窟围岩裂隙的灌浆固结等问题,开始了化学灌浆技术在实际中的应用。

  1965 年,丙烯酰胺化学灌浆材料的研制成功,及时解决了如胜利油田油井固壁、堵漏,成昆铁路隧洞开挖的超前灌浆与堵截地下水射流等重大技术难题。

  上世纪六十年代初,研究所开展了以糠醛-丙酮稀释环氧树脂为基础的化学灌浆材料的研究,在当年极其简陋的条件下,经过科研人员反复攻关,对环氧树脂进行改性,研制成功了具有高渗透特征的改性环氧树脂化灌材料(中化-798)。

  在随后的十几年时间里,经过反复试验与现场应用,使中化-798 化学灌浆材料日臻成熟。

  上世纪 70 年代成功地应用在龙羊峡水电站基岩泥化夹层固结处理工程中,开创了环氧树脂化灌材料在水电建设工程领域应用的先河,在我国化学灌浆发展历程中具有里程碑式的意义。

  二、化学灌浆技术的传承与发展

  化学灌浆材料方面

  1)糠醛-丙酮稀释环氧树脂为基础的化学灌浆材料在环保性上存在缺陷,这些年,环氧树脂的环保性也有很大的进展。

  2)丙烯酸盐灌浆材料的研发为了解决丙烯酰胺的环保问题,丙烯酸盐灌浆材料是以丙烯酸钙和丙烯酸镁为主体成分,在促进剂和引发剂的作用下,双键发生自由基反应生成线性高分子,在交联剂的作用下,线性分子发生交联生成网络状的高分子凝胶体。

  它对 SD 大鼠的急性经口半数致死剂量 LD50大于 5 000 mg/Kg,属于环保型的化学灌浆材料,可广泛应用于对环境要求较高的工程中。

  3)无溶剂型浆材的研发环氧树脂和聚氨酯的粘度较大,要靠稀释剂来降低粘度,通常是通过丙酮稀释降低粘度,而丙酮的沸点低,易燃易爆。

  不过目前国内稀释剂厂家也取得了突破发展,很多活性稀释剂或高沸点的增塑剂用于稀释降低环氧树脂或聚氨酯灌浆材料的粘度。

  4)堵水快固环氧浆材的研发环氧树脂虽然力学性能优良,渗透性好,但固化较慢,难以满足堵水要求。

  目前国内也填补了这块空白。新型材料通过采用在有水介质条件下可快速聚合反应的固化剂,使得改性环氧树脂在水中的初凝时间仅需二十多分钟,固化时间缩短至 6~10 h。

  堵漏环氧灌浆材料既可用于防渗堵漏, 又保留了改性环氧树脂原有的优点。特别适合既要堵水又对稳定性和强度有一定要求的工程项目,目前已在多个城市的地铁工程中得到了应用,受到了广泛的好评。

  5)高分子-无机复合灌浆材料的研发高分子-无机复合灌浆材料将高分子材料与无机灌浆材料的优点相结合,使两类灌浆材料的优势互补。

  像聚氨酯-水玻璃、丙烯酸盐-水泥等复合灌浆材料,可广泛应用于地基加固、防渗堵漏,也可用于断层破裂带、松散围岩区、裂隙发育带及塌陷区的填充加固。

  三、结语

  其实中国的化学灌浆技术并非我们想象中的那么差,反而有很多世界领先级别的成就。很多国内大型工程的实际应用就能佐证这一点。目前的主要难题是,怎么把一些优质技术系统化的嫁接到民用领域和更多的防水堵漏人。首先是技术体系如何降维下放普及给更多的人;另一方面是,受众群体如何打破自己局限,让自己去尝试和嵌入新的修缮理念和思维。

 明星产品
青龙防水是高渗透环氧材料生成与研发厂家,为全国数万客户提供值得信赖的渗漏修复解决方案
青龙防水是高渗透环氧材料生成与研发厂家
为全国数万客户提供值得信赖的渗漏修复解决方案
 
Copyright © 广东青龙新材料有限公司 版权所有 粤ICP备13069248号