一种针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料及其灌浆方法
阅读说明：本技术 一种针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料及其灌浆方法 (Grouting material for centralized water leakage defect and grouting method thereof ) 是由 梁国涛 孔令涛 朱卫东 孙颖章 陈萌 于 2020-04-22 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料及灌浆方法,主要应用于水工建筑物水下混凝土集中漏水缺陷处理,其灌浆材料按照重量份数由60份环氧树脂、10-15份活性稀释剂、25-30份固化混合物、1份非活性添加剂混合后搅拌制得,活性稀释剂由以下重量百分比的原材料混合而成：10%-14%的环氧氯丙烷、45%-55%的脂肪醇、6%-10%的多聚醚脂、25%-35%的三氯丙烷,固化混合物由以下重量百分比的原材料混合而成：95% MS-1085C环氧固化剂、5%硅烷偶联剂KH560,非活性添加剂为CaO；本发明的灌浆材料在有水环境下与原混凝土基面粘接性能较好,能够对混凝土渗漏水通道和细微渗水裂缝起到很好的止水和补强加固作用,灌浆方法便捷实用,能够有效处理流量<300m3/h,压力<0.4MPa的混凝土结构集中渗漏水缺陷。(The invention discloses a grouting material and a grouting method aiming at concentrated water leakage defects, which are mainly applied to the concentrated water leakage defect treatment of underwater concrete of hydraulic buildings, wherein the grouting material is prepared by mixing and stirring 60 parts of epoxy resin, 10-15 parts of reactive diluent, 25-30 parts of curing mixture and 1 part of inactive additive according to parts by weight, and the reactive diluent is prepared by mixing the following raw materials in percentage by weight: 10-14% of epoxy chloropropane, 45-55% of fatty alcohol, 6-10% of polyether ester and 25-35% of trichloropropane, wherein the cured mixture is prepared by mixing the following raw materials in percentage by weight: 95 percent of MS-1085C epoxy curing agent, 5 percent of silane coupling agent KH560 and inactive additive CaO; the grouting material has good bonding performance with the original concrete base surface in an aqueous environment, can play a good role in water stopping, reinforcing and reinforcing for concrete leakage water channels and fine water seepage cracks, is convenient and practical in grouting method, and can effectively treat the concentrated leakage water defect of the concrete structure with the flow rate of less than 300m3/h and the pressure of less than 0.4 MPa.)
技术领域
本发明涉及灌浆材料技术领域，主要应用于水工建筑物水下混凝土集中漏水缺陷处理，特别是一种针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料及其灌浆方法。
背景技术
混凝土结构渗漏水缺陷是水工建筑物中的常见缺陷，分为裂缝渗漏水和集中渗漏水，渗漏水缺陷一旦发生需要及时进行处理，否则会对水工建筑物造成严重安全隐患。
目前国内常用的止水灌浆材料主要有聚氨酯灌浆材料、水泥灌浆材料和环氧树脂类灌浆材料；聚氨酯灌浆材料能够与水快速发生化学反应，产生2-10倍体积的弹性结构交联化合物，起到阻断渗漏水通道的作用，但存在以下缺点：1.产生的弹性结构交联化合物强度低，无法对混凝土结构起到补强加固作用；2.聚氨酯灌浆液与水发生化学反应体积膨胀系数大，会对混凝土渗水裂痕和孔洞起到进一步涨裂破坏；3.针对流量>20m3/h,压力>0.1MPa的集中渗漏水缺陷，无法有效完成封堵；水泥灌浆材料主要有水泥砂浆和细石混凝土灌浆材料，主要针对流量和压力较大的集中渗漏水缺陷的灌浆处理，但也存在以下缺点：1.水泥灌浆材料属于颗粒状材料，渗透性差，无法侵入到细微裂缝中；2.水泥灌浆材料与原基面粘接性能差；3.在有水环境下进行灌浆，其强度性能无法得到保证。环氧树脂灌浆材料渗透性强，具有很好的粘接性能，固化后强度大，性能稳定，广泛应用于凝土结构缺陷的补强加固处理，目前的普通环氧树脂灌浆液通常用于干燥环境下，在有水环境下，其固化反应会受到影响，导致强度和粘接性能大幅降低。
针对渗漏水流量和压力较大的集中渗漏水缺陷，在水工建筑物中使用入口封堵和中间嵌堵的灌浆方式均不现实，只能在出水口处进行反向灌浆封堵处理，目前国内关于集中渗漏水缺陷反向灌浆方法的发明专利较少，中国发明专利CN201610885397.6提供了一种岩溶地区管道型集中渗漏定量控制反向灌浆封堵方法，但其灌浆工艺和灌浆设备均较为复杂，操作难度较大。
发明内容
为了克服上述不足，本发明的目的是要提供一种针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料及其灌浆方法，本发明提供的灌浆材料在有水环境下与原混凝土基面粘接性能较好，固化物强度高，渗透性强，能够对混凝土渗漏水通道和细微渗水裂缝起到很好的止水和补强加固作用，本发明提供的灌浆方法其施工工艺和灌浆装置均较为简单，操作方便，能够有效处理流量<300m3/h,压力<0.4MPa的混凝土结构集中渗漏水缺陷。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料，按照重量份数由60份环氧树脂、10-15份活性稀释剂、25-30份固化混合物、1份非活性添加剂混合后搅拌制得；
所述活性稀释剂由以下重量百分比的原材料混合而成：10%-14%的环氧氯丙烷、45%-55%的脂肪醇、6%-10%的多聚醚脂、25%-35%的三氯丙烷；
所述固化混合物由以下重量百分比的原材料混合而成：95% MS-1085C环氧固化剂、5%硅烷偶联剂KH560；选用长沙普照生化科技有限公司生产的MS-1085C环氧固化剂，MS-1085C环氧固化剂为憎水性固化剂，与憎水性环氧树脂混合后，能够与水形成稳定界面，其固化反应不受水的影响，灌浆液在灌浆压力作用下，能够有效赶走基面上的水分，保证良好的粘接性能；
所述非活性添加剂为CaO；CaO能够与水发生化学反应，并快速释放热量，一方面能够吸收基面和灌浆液中存在的少了水分，另一方面，发热能够加速环氧树脂的固化反应，降低灌浆液的粘度；
优选的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51；
优选的，所述CaO的粒径大于400目；
一种针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料的灌浆方法，包括以下步骤：
S1，对集中渗漏水通道出水口进行扩孔，使出水口形成规范的漏斗状，扩孔深度和大小结合实际情况，根据施工经验进行合理调整；
S2，安装灌浆装置，所述灌浆装置包括导流管以及焊接在导流管上的压板，所述导流管上设置有化学灌浆塞和控制阀门，打开灌浆装置的控制阀门，使用膨胀螺栓将灌浆装置的压板固定在建筑物表面，压板与建筑物接触的一面上设置有密封橡胶垫，导流管伸入到集中渗漏水通道的出水口内，导流管与控制阀门的直径根据渗漏水量大小来确定；
S3，在压板四周使用速凝水泥砂浆进行封堵，保证灌浆装置密封性良好；
S4，待速凝水泥砂浆完全凝固后，关闭控制阀门，使动水条件转变为静水条件；
S5，在化学灌浆塞上连接化学灌浆泵，使用灌浆材料进行反向灌浆，灌浆压力和灌浆速度结合实际情况，根据施工经验进行合理调整；
S6，结束灌浆48h后，灌浆液完全固化，使用切割机对简易灌浆装置进行切割拆除，待切割拆除完毕后使用修补材料对出水口表面进行修补。
与现有技术相比，本发明的针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料及其灌浆方法具备以下有益有效：
1. 本发明的活性稀释剂能够促进环氧树脂固化反应的发生，降低灌浆液的粘度，有利于灌浆液更好的渗入到混凝土结构渗水裂缝中。
2. 本发明选用的长沙普照生化科技有限公司生产的MS-1085C环氧固化剂，为憎水性固化剂，与憎水性环氧树脂混合后，能够与水形成稳定界面，其固化反应不受水的影响，灌浆液在灌浆压力作用下，能够有效赶走基面上的水分，保证良好的粘接性能。
3. 本发明的硅烷偶联剂KH560为表面处理剂，能够降低灌浆液的表面张力，增强灌浆液的驱水效果，偶联剂经过水解能够在环氧树脂和无机物表面分别形成化学键，提高灌浆液与基面的粘接强度。
4. 本发明的非活性添加剂CaO，能够与水发生化学反应，并快速释放热量，一方面能够吸收基面和灌浆液中存在的少了水分，另一方面，发热能够加速环氧树脂的固化反应，降低灌浆液的粘度。
5.本发明灌浆方法使用的灌浆装置包括导流管、控制阀门、化学灌浆塞、压板、密封橡胶垫等，具有导流、止水、灌浆功能，装置简单，操作方便，在集中渗漏水缺陷处理中效果明显，能够快速有效的处理漏水量和压力较大的集中渗漏水缺陷，配合本发明提供的灌浆材料，能够保证灌浆质量，在完成止水基础上，还能对混凝土结构起到补强加固作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的灌浆方法示意图；
图2为本发明的灌浆方法使用的灌浆装置图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
（1）按重量百分比取10%的环氧氯丙烷、45%的脂肪醇、6%的多聚醚脂、25%的三氯丙烷，混合后搅拌均匀，得到活性稀释剂，备用；
（2）按重量百分比取95%长沙普照生化科技有限公司生产的MS-1085C环氧固化剂、5%硅烷偶联剂KH560，混合后搅拌均匀，得到固化混合物，备用；
（3）按照重量份数取60份环氧树脂E51、10份活性稀释剂、25份固化混合物、1份非活性添加剂CaO混合后搅拌制得灌浆液；
（4）将得到的灌浆材料进行性能检测，检测其水下固化物抗压强度和粘接强度，见表1。
实施例2
（1）按重量百分比取12%的环氧氯丙烷、50%的脂肪醇、8%的多聚醚脂、30%的三氯丙烷，混合后搅拌均匀，得到活性稀释剂，备用；
（2）按重量百分比取95%长沙普照生化科技有限公司生产的MS-1085C环氧固化剂、5%硅烷偶联剂KH560，混合后搅拌均匀，得到固化混合物，备用；
（3）按照重量份数取60份环氧树脂E51、12份活性稀释剂、28份固化混合物、1份非活性添加剂CaO混合后搅拌制得灌浆液；
（4）将得到的灌浆材料进行性能检测，检测其水下固化物抗压强度和粘接强度，见表1。
实施例3
（1）按重量百分比取14%的环氧氯丙烷、55%的脂肪醇、10%的多聚醚脂、35%的三氯丙烷，混合后搅拌均匀，得到活性稀释剂，备用；
（2）按重量百分比取95%长沙普照生化科技有限公司生产的MS-1085C环氧固化剂、5%硅烷偶联剂KH560，混合后搅拌均匀，得到固化混合物，备用；
（3）按照重量份数取60份环氧树脂E51、15份活性稀释剂、30份固化混合物、1份非活性添加剂CaO混合后搅拌制得灌浆液；
（4）将得到的灌浆材料进行性能检测，检测其水下固化物抗压强度和粘接强度，见表1。
实施例4
针对国内某水利枢纽泄洪流道内出现的一处集中渗漏水缺陷，渗水量>200m2/h，压力>0.3MPa，渗漏水通道入水口为库区，缺陷出现在流道侧墙靠近检修门槽处，在使用聚氨酯灌浆液封堵无效的情况下，使用本发明提供的灌浆材料和灌浆方法进行封堵。
如图1所示，8为集中渗漏水通道，9为本实施例的流道侧墙，10为本实施例的集中渗漏水通道出水口；
（1）对集中渗漏水通道出水口进行扩孔，使出水口形成较为规范的漏斗状形式，扩孔深度15cm，扩孔直径大小15cm；
（2）安装简易灌浆装置，如图1和图2所示，所述灌浆装置包括导流管1以及焊接在导流管1上的压板2，所述导流管1上设置有化学灌浆塞3和控制阀门4，使用膨胀螺栓5将灌浆装置的压板2固定在建筑物表面，导流管1伸入到集中渗漏水通道的出水口内，打开灌浆装置控制阀门4，灌浆装置与墙壁直径设置3mm厚的密封橡胶垫6，使用8个M12的膨胀螺栓5将灌浆装置固定在混凝土表面；
（3）在压板2四周使用速凝水泥砂浆7进行封堵，保证灌浆装置密封性良好；
（4）待速凝水泥砂浆7完全凝固后，关闭控制阀门4，使动水条件转变为静水条件；
（5）按重量百分比取12%的环氧氯丙烷、50%的脂肪醇、8%的多聚醚脂、30%的三氯丙烷，混合后搅拌均匀，得到活性稀释剂，备用；
（6）按重量百分比取95%长沙普照生化科技有限公司生产的MS-1085C环氧固化剂、5%硅烷偶联剂KH560，混合后搅拌均匀，得到固化混合物，备用；
（7）按照重量份数取60份环氧树脂E51、14份活性稀释剂、25份固化混合物、1份非活性添加剂CaO混合后搅拌制得灌浆液；
（8）在化学灌浆塞上3连接化学灌浆泵，使用本发明提供的灌浆材料进行反向灌浆，灌浆压力为0.5MPa，灌浆速度10L/min，每灌注100L灌浆液，间隔20min，然后再进行灌浆，本次共灌注480L后，灌浆速度降为0.2L/min，压力增大到1.5MPa，停止灌浆；
（9）结束灌浆48h后，灌浆液完全固化，使用切割机对简易灌浆装置进行切割拆除，使用修补材料对出水口表面进行修补。
对比例
（1）按照重量份数由60份环氧树脂E51和25份常用环氧树脂固化剂（MFA-75），混合搅拌后制得环氧灌浆材料；
（2）将得到的灌浆材料进行性能检测，检测其水下固化物抗压强度和粘接强度，见表1。
表1
由表1可以看出，本发明的针对集中渗漏水缺陷的灌浆材料相对于现有的普通灌浆材料在水下降压强度和水下粘接强度上有明显的提升，且整体性能稳定，能够大面积推广使用。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。