PEP-高强堵漏补强加固灌浆材料的研发

艾文才

(天津天大天海新材料有限公司 天津300072)

PEP-高强堵漏补强加固灌浆材料的研发

艾文才

(天津天大天海新材料有限公司 天津300072)

当前，城市轨道交通建设如火如荼，地铁作为城市轨道交通建设的重要组成部分，无论是混凝土结构的站体还是盾构，都存在不同程度的渗漏水问题。传统的聚氨酯灌浆堵水材料具有快速堵水的优势，但是固结体机械强度低，耐老化性能差，干燥环境下易收缩，已远远不能满足当前的工程建设需要，因此急需研发一种既能迅速堵水，形成固结体后又兼具优异机械强度和耐老化性能的灌浆材料，以满足日益增长的城市轨道交通建设的需求。介绍了PEP-高强堵漏补强加固灌浆材料的研发过程。

城市轨道交通 地铁 特种环氧树脂 改进剂 互穿网络 抗压强度 抗拉强度 粘接强度 堵水

0 引 言

地铁一般由两部分组成，即用于上下客人的地铁站体和用于运输的盾构线。这两部分同属地下混凝土结构，前者一般是明开挖施工，混凝土现浇筑完成，后者则为工厂预制盾构管片，运到现场通过盾构技术拼装完成。但不论如何施工，都会出现渗漏水问题。众所周知，地铁工程是涉及百年大计的隐蔽工程，渗漏水问题的治理不单单是简单的堵水，更注重长期可靠性，因此，堵水材料必须兼具高机械强度和耐老化等特点。

1 现 状

传统的堵水材料一般为聚氨酯化学灌浆材料，最大特点是堵水快，其堵水原理为：①浆液注入前是稳定的低粘度液体；②浆液遇水立即发生化学反应，最终生成不溶于水的凝胶体；③浆液遇水反应产生二氧化碳气体，使浆液边膨胀边凝固，形成其他反应浆液所没有的二次渗透现象，因而比其他化学灌浆材料有更大的渗透半径和固结体积比，浆液能渗透到渗漏基面的深层部位。尽管优点显著，但是其存在致命缺陷，即：形成的凝胶体松软、强度低，干燥状态下易收缩，耐老化性能差。

2 新材料的研发

2.1 特种环氧树脂的选用

环氧树脂是指分子结构中含有多个环氧基的高分子化合物，如：—CH(O)CH—，这种“三元环”很容易开环，有很强的反应性。我们选择的环氧树脂，其分子结构中不但含大量的环氧基，还含有多种官能团，如：羟基—OH、苯环等。其在催化剂、固化剂作用下发生开环反应，交联成网状结构，同时与多种官能团立体交联成多维网状结构，交联后的固结体保证了优异的机械性能。

2.2 改进剂的选用

在改进剂中引入了不饱和聚氨酯树脂及其他添加剂，其分子结构中含异氰酸根—NCO，这就保证了其作为传统化学灌浆材料快速堵水的效果。其堵水反应简易方程式如下：

除此之外，异氰酸根—NCO还能与环氧树脂中的环氧基—CH(O)CH—互穿交联，形成互穿网络结构，因此进一步提高了其固结体的机械性能及耐老化特点。

2.3 材料配方及现场施工试验

在满足快速堵水效果的前提下，不但要使灌浆后的固结体兼具优异的机械性能，还要满足现场易操作要求。经过大量工程试验，不断调整配方，最终形成了目前的“PEP-高强堵漏补强加固灌浆材料”，材料组成如表1所示。

表1 PEP-高强堵漏补强加固灌浆材料基本组成Tab.1 Components of PEP-High Strength Plugging Reinforcement Grouting Material

该材料是一种双组分材料，由特种环氧树脂和改进剂通过现场混配(混配重量比＝1∶1)构成，经高压灌注到渗水通道或缝隙中。材料能在干燥、潮湿以及完全水下环境条件中使用，浆液初始粘度低、渗透性高，因此其渗透半径大，能够灌入细微的混凝土裂缝、施工缝及蜂窝等缝隙中。浆液中改进剂的存在，致使其遇水后会迅速发生化学反应，形成微膨胀的固结体，粘接、镶嵌、堵塞渗水通道或缝隙，从而起到快速堵水作用。浆液中特种环氧树脂的存在，使其本身与改进剂相互交联，形成互穿网络结构的固结体，具有更优异的机械性能。因此该灌浆材料既具有堵水效果又兼具补强加固的作用。

3 性能指标(见表2)

表2 PEP-高强堵漏补强加固灌浆材料性能指标Tab.2Performance indexes of PEP-High Strength Plugging Reinforcement Grouting Material

4 结 语

该灌浆材料的研发，从实验室→小试→中试→量产，历经了两年多的时间。为了适应市场需求，生产商编制了《PEP-高强堵漏补强加固灌浆材料企业标准》在政府网站上公示，产品送检至天津市建筑材料产品质量监督检测中心，已经取得了合格的检验报告。目前，该产品已经在地铁建设施工中得以应用。相信这种混凝土缺陷修复材料，不论是在当前的地铁领域还是在未来的城建领域、水工领域、民建领域都将大有用武之地。■

［1］ 魏涛，李珍. 三峡工程化学灌浆技术[M]. 武汉：长江出版社，2008.

［2］ 汪在芹，胡铁桥，李珍，等. 化学灌浆技术创新与发展[M]. 长沙：中南大学出版社，2014.

［3］ 邓敬森. 原位化学灌浆加固概论[M]. 北京：中国水利水电出版社，2009.

Research of PEP-High Strength Plugging Reinforcement Grouting Material

AI Wencai

(Tianjin University Tianhai New Material Co.，Ltd.，Tianjin 300072，China)

Today，the construction of urban rail transit is growing vigorously．As an important part of the construction， subway is being annoyed by leakage of water in both concrete structured station and shield．As traditional polyurethane grouting material has been far from meeting the needs of the current project construction，it is urgent to develop a kind of grouting material which can not only quickly block water，but also has the mechanical strength and ageing resistance，so as to meet the increasing demand of urban rail construction．The research of a PEP-high strength plugging reinforcement grouting material was introduced.

city rail transit；subway；special epoxy；improver；interpenetrating network；compression strength； tensile strength；bonding strength；water plugging

TQ323.5

A

1006-8945(2016)06-0038-02

2016-05-08