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摘要：高聚物复合材料是由两种或更多种组成材料制成的材料，其具有显着不同的物理或化学性质，当组合时产生具有不同于个别组件。单个组分在最终结构中保持独立和独特性，区分混合物和固溶体的复合材料。高聚物复合材料具有高强度、高稳定性等特点，因而在非开挖修复地下污水管道中得到了广泛的应用。本文对高聚物复合材料的特点进行了分析，并探究了这种材料在非开挖修复地下污水管道中的实际应用方法。
关键词：高聚物复合材料；注浆技术；非开挖；地下污水管道
1.高聚物复合材料的类型
典型的高聚物复合材料包括：钢筋混凝土和砖石；复合木材如胶合板；增强塑料，如纤维增强聚合物或玻璃纤维；陶瓷基复合材料（复合陶瓷和金属基体）；金属基复合材料；其他先进的复合材料。高聚物复合材料通常用于建筑物、桥梁和建筑物。最新的应用实例是非开挖修复地下污水管道中。
混凝土是所有材料中最常见的高聚物复合材料，通常由松散的石块（骨料）组成，并由水泥基体保持。混凝土是一种便宜的材料，即使在相当大的压缩力下也不会压缩或破碎。然而，混凝土不能承受拉伸载荷（即，如果拉伸，它将迅速分裂）。因此，为了使混凝土具有抵抗被拉伸的能力，通常将可抵抗高拉伸力的钢筋添加到混凝土中以形成钢筋混凝土。
纤维增强聚合物（FRP）包括碳纤维增强聚合物（CFRP）和玻璃增强塑料（GRP）。如果按照基质分类，那么就有热塑性复合材料、短纤维热塑性塑料、长纤维热塑性塑料或长纤维增强热塑性塑料。有许多热固性复合材料，包括纸复合板。许多先进的热固性聚合物基质体系通常将芳族聚酰胺纤维和碳纤维掺入环氧树脂基质中。
形状记忆聚合物复合材料是高性能复合材料，使用纤维或织物增强材料和形状记忆聚合物树脂作为基体配制而成。由于使用形状记忆聚合物树脂作为基体，这些复合材料在被加热到其活化温度以上时能够容易地处理成各种构型，并且在较低温度下会表现出高强度和刚度[需要的引证]。它们也可以重复加热和重新加工，而不会丢失其材料特性。这些复合材料非常适用于轻质、刚性、可展开结构等应用。
2.高聚物复合材料注浆技术特点
注浆是一种流动的混凝土形式，用于填补空隙。注浆通常是水、水泥和沙子的混合物，用于压力注浆，在砌体墙中嵌入钢筋，连接预制混凝土的部分，填充空隙以及密封接缝，如瓷砖之间的接缝。与其他结构性糊剂如石膏或接缝混合物不同，正确混合和施用的水泥浆形成防水密封。
尽管水泥浆及其近距离相对砂浆都是作为浓稠乳液施工并随着时间的推移而硬化，但由于其高粘度和缺少石灰（添加到砂浆中以提高柔韧性），因此水泥浆的特点不同。注浆很薄，因此它很容易流入缝隙，而砂浆的厚度不仅足以支撑其自身的重量，而且还可以承受上面砌筑的砌体。
高聚物复合材料注浆技术开始于采矿业，涉及矿井、隧道和井筒的渗流和强度控制，然后被土木工程采用，用于建造和维护底基，用于稳定松散的土壤，减少地震期间松散饱和颗粒沉积物液化的可能性，并且作为用于加固和防渗坝基的地下隔断墙。
除了这些应用之外，为了改善地基土壤，还有几种用于支撑结构的灌浆应用，其中包括填充空隙以防止过度沉降，因为沉降是考虑重建城市固体垃圾填埋场的主要标准。对于新建筑物和现有建筑物，高聚物复合材料注浆技术的应用包括允许土壤压力相对于未经处理的土壤增加。在所有基础工程领域，高聚物复合材料注浆技术是新的应用领域。
3.高聚物复合材料注浆技术在非开挖修复地下污水管道中的应用
污水管道是一种地下运输系统，专门用于将污水从房屋和商业建筑物通过管道输送至处理设施或处置。在排放到地表水之前，可以处理污水以控制水污染。服务于工业区的污水管道还承载工业废水。由于地下污水管道运行的特殊环境，对注浆技术提出了更高的要求。本文重点分析了高聚物复合材料注浆技术在地下污水管道中的应用。
3.1注浆的选择
注浆是地下污水管道安全过程的一个组成部分，但并非每一种注浆都是为了满足工作的独特要求而设计的。在选择灰浆时，评估选项非常重要。
波特兰水泥浆是一种将波特兰水泥与精细、分级、干净的沙子的混合物。灰浆混合物必须着色因为水泥浆一般是少量混合的，所以在整个作业过程中难以保持一致的颜色，这些工地混合浆液没有工厂预制浆液的化学添加剂改性剂。为了确保注浆的最大强度和颜色均匀性，安装的注浆接头必须与水混合，这些注浆的水泥可能容易风化，因为注浆是在工地而非工厂混合。因此，这会影响注浆的强度和耐久性。虽然这种注浆通常价格较低，但灌注效果不可预测，可能不符合客户的期望。
标准性能水泥浆是一种工厂制备的水泥、细骨料和其他成分的混合物，是一种耐水、致密、均匀着色的材料。这些浆液用非常细的填料制成时通常被标记为非砂纸。浆液有多种颜色可供选择，质量容易控制。这些浆液的配方易于使用，工作时间明显长于未改性的施工现场混合物。它们被设计成保持垂直表面的接缝而不会塌陷，并且在地下管道中保持完整的接缝。这些部件在工厂中进行精确测量，从而获得一致的耐用性和操作性能。水泥基浆液被填充到接缝中。由于这些灌浆是以波特兰水泥为基础的，因此是多孔的。由于它们的主要成分是基于水泥的，因此如果在安装过程中过度浇水，它们容易泛黄。
3.2固结注浆
固结灌浆包括注入水泥基灌浆，以通过填充开放结构来加固岩体，从而消除沉降源。固结灌浆还可能通过降低渗透性来降低混凝土隆起可能性。通常通过在混凝土基础区域中的网格上钻孔和灌浆浅孔来完成，包括用于处理选定的地质缺陷（例如剪切区域的断裂）。
3.3水泥注浆
水泥灌浆，也被称为泥浆注浆或高流动性注浆，填充颗粒状土壤中的孔隙或岩石、土壤中的空隙，并带有可流动的颗粒状灰浆。注浆颗粒尺寸和孔隙尺寸必须适当配合，以使水泥浆渗透。根据具体情况，波特兰水泥或微细水泥注浆料在重要位置通过单口或多口管道在压力下注入。注浆的质量具有增加的强度，刚度和降低的渗透性。
水泥注浆可以为替代方法（如清除和更换或打桩）提供基础应用的经济优势，并且可以在难以进入和空间有限的情况下进行。由于水泥注浆的有效性与结构连接无关，因此该技术很容易适应现有的基础，并且通常可以在不中断正常设施运行的情况下完成。
已经开发了专有设备和软件（iGroutTM），以便在水泥注浆过程中实时监控所有参数。操作员可以根据钻井和灌浆数据的实时采集来调整参数（如混合类型、流量、压力和体积限制），同时监测地面或附近结构的任何移动或偏转。在钻井和注浆期间收集的数据记录在生成注浆报告的服务器上，以及描绘完成工作的可视化表示的CAD图纸。使用这种先进的监测和控制系统可提高水泥注浆的准确性、效率和质量控制。
4.结语
高聚物复合材料与非开挖修复技术的结合能在污水管道的非开挖修复中起到良好的效果，解决污水管道渗漏、破损等问题，较好地保障了污水管道的正常使用，延长了污水管道的使用年限。
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