水库、大坝在我国的水资源管理和防洪减灾中起着关键作用,保障了农业灌溉、城市供水和发电,并保护人们免受洪水威胁。据统计,我国有216座超过百米的大坝,数量居全球第一。大坝的结构安全对国家经济和人民生活影响巨大。大坝的渗漏问题对整体安全至关重要,因此预防和治理渗漏是保证大坝安全的关键环节。
坝基中的断层和破碎带等不良地质条件,容易导致渗漏加剧和管涌现象发生。这些问题使得水流能够高速带走坝基内部的土壤颗粒,形成空洞,从而削弱大坝的结构稳定性。长期的水侵蚀可能软化地基材料,进一步增加大坝失稳和坍塌的风险。此外,坝体出现的各种裂缝都会削弱结构强度和耐久性,从而对大坝的长期使用寿命和安全性构成威胁。

图1 大坝管涌示意图
为什么要追求高渗透?
在水电大坝建设中经常遇到低渗透性(K<10-6cm/s)的岩石断层、破碎带和软弱夹层等不良地质条件。若不及时处理,这些地质问题会为水流提供渗透通道,加剧渗漏现象,削弱大坝的防水功能。随着时间的推移,水流侵蚀将导致岩体或土体进一步软化,降低其承载能力,进而削弱坝基和坝体的结构稳定性。另外,渗漏水会携带土壤颗粒,导致管涌问题,从而进一步损害地基。在极端情况下,可能引发坝体不均匀沉降和失稳倾覆,增加溃坝危险。这不仅对下游地区的生态环境造成破坏,还会带来巨大的经济损失。因此,针对不良地质条件,要及早采取加固和改善措施,以确保大坝的安全和长期使用寿命。
常规的水泥、超细水泥类灌浆材料因为含有悬浮颗粒,对于不良地质体和坝体深层裂缝,难以达到理想的注浆效果。对于这些低渗性的受灌体,只有采用具有优异浸润性和渗透能力的高渗透环氧树脂灌浆材料才能达到更有效的处理预期。
高渗透环氧树脂灌浆材料的低黏度和高渗透性是其区别于普通环氧树脂灌灌浆材料的一个重要特征。它是以糠叉丙酮(糠醛-丙酮)作为活性稀释剂,是根据糠醛和丙酮在一定条件下能进一步树脂化的原理而设计的,其反应原理如图2所示。

图2 高渗透环氧树脂灌浆材料反应机理
糠醛和丙酮都是黏度极低的有机溶剂,在固化反应前,可以作为环氧树脂的稀释剂,同时又能相互反应,最后树脂化为“不溶不熔”的高聚物。由于糠醛-丙酮的这一特性,初步解决了作为高渗透环氧树脂灌浆材料提出的些问题:① 降低了浆液的黏度,提高了对细微裂隙的可灌性;② 固化物的韧性得到改善;③ 增强了对混凝土的含水裂缝的粘结强度。
市面上相当多环氧类灌浆材料打着“高渗透改性环氧”的旗号,然而目前还没有灌浆材料渗透深度的检测方法以及评判标准。
什么是高渗透改性环氧树脂灌浆材料?
建材行业标准JC/T 1041-2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》已给出答案。按环氧树脂浆液的初始黏度分为低黏度型(L)和普通型(N),按固化物性能分为I级和II级,详见表1、表2。
一款性能合格的高渗透环氧树脂灌浆材料必须同时满足浆液黏度<30 mPa∙s,且其固化物性能达到表2中I级或II级的最低指标要求。

中科院广州化学研究所于1979年8月研制成功的呋喃一坏氧树脂体系新浆材,命名为“中化—798”化学灌浆材料,是国内第一款高渗透改性环氧化灌浆材。
中科院广州化灌工程有限公司出品的新特® XT-104高渗透环氧树脂灌浆材料是在“中化—798”的基础上进行迭代升级的全新产品。兼具低黏和高强的特性,按浆液的初始黏度为低黏度型(L),按固化物性能为II级。A组分由环氧树脂、呋喃树脂以及活性稀释剂等组成,B组分为一种改性后的低黏度、高活性固化剂。A、B组分混合后得到一种黏度低、表面张力小、渗透能力极强的浆液,常温固化后,力学强度高、抗渗性能优异。
产品特点
●高渗透性。黏度低、表面张力小、可灌性好,可注入<0.2 mm的细微裂缝。
●高粘接力。抗拉、抗压、剪切强度高,与混凝土和其他结构材料形成稳固的结合,对混凝土裂缝有优良的补强和加固效果。
●防水性。有效阻止水的渗透,特别适用于水库及其他水利工程。
●抗蠕变。在冻融交替、振动受压的恶劣条件下长期使用而无塑性变形。
●长期耐久性。耐腐蚀性优异,可承受酸、碱、盐、油脂等化学品长期接触。
适用范围
●水电大坝基础防渗帷幕灌浆补强。
●低渗透性软弱基础、砂岩破碎带、溶蚀带等不良地质体的固结处理。
●隧道、大坝、桥梁、道路、码头等混凝土构件的裂隙、缺陷灌浆修复。
●混凝土建筑的梁、柱、墙、地面的细微裂缝(<0.2 mm)的灌浆补强修复。
技术指标
执行JC/T1041-2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》L型II级

●灌浆前,先把施工基面清理干净,然后固定灌浆嘴,并用环氧胶泥封缝。
●浆液配制:按照A:B=5:1(质量比),将B组分倒入A组分中充分搅拌均匀,即可用灌浆泵进行灌浆。
●浆液灌满后,保持压力一段时间,密切注意灌浆压力的变化,防止爆管。
●固化72h后,可将外露的灌浆嘴切去,并用环氧胶泥或水泥砂浆抹平。
注意事项
●坚持“少量多次”原则配置浆液,并在1小时内用完,以防发生爆聚。
●施工现场应保持空气流通,并应戴好劳保用品。
●灌浆后应及时用环保型有机溶剂清洗机具。
●应置于阴凉、通风处保存,使用和存储过程中应注意防火、防潮。
包装规格
A组分为20Kg/桶;B组分为20kg/桶或4kg/桶。
储存期
12个月。
检测报告
中国国检集团,权威第三方检测公司出具报告。
满足JC/T1041-2007《混凝土裂缝用环氧树脂灌浆材料》L型II级指标。

图3 新特® XT-104检测报告
图片展示

图4 新特® XT-104浆液及其固化物效果
高渗透环氧树脂灌浆材料凭借其低黏度和高渗透性,已成为大坝裂缝和坝基补强的理想选择。其优越的渗透性和粘结强度确保了在复杂地质条件下的有效应用。在保障大坝长期安全性的同时,也满足了严格的行业标准。
随着环保意识的提升,生物基高渗透环氧灌浆材料将成为新趋势。这些材料以可再生资源为基础,减少了对石化资源的依赖,并降低了碳足迹。
我们致力于研发高性能、创新的材料,以提供更多可持续发展的解决方案。通过在环保和功能性方面的不断探索和突破,新材料将在水利工程中扮演更加重要的角色,为基础设施的可持续化建设注入新的活力。
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