聚氨酯樹脂 : 填縫漿材分類及灌注方式-長期性止漏、加固技術選擇與建議

1.組成與運用

聚氨酯樹脂 : 聚胺酯（Polyurethane，簡稱PU），泛指分子主鏈中含有氨基甲酸酯特徵的高分子聚合物，可以依照主劑及添加劑不同，形成多樣化的型態與用途。在日常生活中常被運用於黏著劑、塗層、墊圈、泡棉、塑膠海綿等生活用品上；在工程運用時，則常做為鋪面、防水止漏、填縫加固等使用。

2.注漿材料分類

聚胺酯注漿材料因為使用目的不同，常分為以下幾類：

a). 遇水膨脹漿材：

這類PU漿材主要用於臨時性結構止漏，以水為催化劑。當混合材料注入結構裂縫中並接觸滲漏水時，漿材開始產生密集堆疊氣泡填充縫隙阻擋流水。優質的遇水膨脹漿材(如IP-125系列)遇水後1分鐘內即能達到90%以上反應，體積膨脹比例可達15倍以上。

b.) 自膨脹漿材：

自膨脹PU漿材不需要催化劑，固化後依照不同配比有相應的抗壓強度，主要用於破碎岩層、土層或混凝土裂(空)隙填充加固、止水及道版或建築物頂昇等短中期使用。當混合材料注入裂隙中，即產生密集堆疊氣泡，黏結並填充縫隙達到止水、填充、加固效果。優質的自膨脹PU漿材(如TIPOR-2~ TIPOR-15系列)混和後1~2分鐘內即能達到90%以上反應，體積膨脹比2~30倍可依照需求進行調配。

c.) 不膨脹彈性漿材

不膨脹彈性PU漿材不需要催化劑，固化後具有彈性及抗壓強度，主要用於地震帶及有振動特性的建(構)物長期性修復及止漏，對於破碎岩層、土層或混凝土裂(空)隙黏結、填充加固、止水也有良好效果。因為這類漿材固化時間長，當混合材料藉由壓力泵注入裂隙中，漿材可沿著裂隙充分深入空隙中。優質的不膨脹彈性PU漿材(如IP-108系列)固化時間約30~50分鐘，具有1.0~1.1倍微膨脹特性。

d.) 不膨脹剛性漿材

不膨脹剛性PU漿材不需要催化劑，固化後形成單壓強度大於30MPa的剛性固化物。因為其抗壓、抗剪、抗撓曲強度高，適合大型結構物修復及道路、隧道、機場道版永久性修復、頂昇及加固使用，對於破碎岩層、土層或混凝土裂(空)隙填充、加固及止水也有良好效果。這類漿材固化時間短，當混合材料藉由壓力泵注入裂隙中，漿材沿著裂隙入滲黏合結構體並迅速固化，對於使用中設施止水加固，影響性極低、操作靈活度高。優質的不膨脹PU漿材(如TIPOR-01系列)混和後約2分鐘內即能達到90%以上反應，具有約1.0~1.05倍微膨脹特性。

e.) 矽酸鹽樹脂漿材

矽酸鹽樹脂漿材不需要催化劑，材料性質類似不膨脹剛性PU漿材，具有較高單壓強度，但黏結性及抗剪、抗撓曲強度略差，使用時可能存在少量泌水及微量收縮情況。但因為其原料價格相較不膨脹剛性PU漿材低，適合以裂(空)隙填充為目標且對於黏結性及止水性要求不高的工程項目採用。因為矽酸鹽樹脂漿材市場價格差異性很大，灌注成效也有明顯差異，建議慎選優質材料及施工廠商配合。

3.工作機理

一般觀念中常認為聚胺酯填縫劑就是遇水膨脹漿材，這個觀念並不正確。優質遇水膨脹漿材與水接觸作用後，產生緻密不被水分解的密閉發泡體阻擋流水。經由觀察IP-125漿材切片放大影像發現，膨脹氣泡完整，氣泡邊緣黏結密實，具備良好封堵性。然而無論遇水膨脹漿材或自膨脹漿材，阻水用氣泡均可能於長期使用及承受溫差變化後產生局部破裂，無法阻擋直徑僅約0.4奈米的水分子。因此在灌注發泡膨脹漿材阻擋流水之後，必須依照結構特性二度灌注不膨脹彈性或剛性漿材，以達到長期性止水、加固效果。

4.配套工法

要達到長期止水、加固目標，除了選擇適當優質的聚胺酯漿材外，施工方式也是決定滲漏水治理成效的重要因素。理想的滲漏水封堵作業，必須將灌注漿材盡量注入到迎水面近端並填滿裂隙，操作時通常採交錯45度角鑽孔，鑽孔與建(構)物裂縫交會點約距迎水面1/3版厚(牆厚)位置。在這條件下搭配適當壓力進行不膨脹聚胺酯漿材灌注，可以達到最佳長期止漏、加固效果。