第二章　材料与设备

第一节　材料

原位固化法（CIPP）主要材料是聚酯纤维毡和树脂。其中辅助材料有针刺毛毡、玻璃丝纤维、添加剂、填充剂、聚合物涂层、黏合剂等，其中，树脂是系统的主要结构元素。

一、主要材料

1.树脂

树脂通常可以分为不饱和聚酯树脂、乙烯树脂和环氧树脂三类。每一种都有自己独特的化学耐腐蚀性能和结构性能。其中不饱和聚酯树脂是CIPP工艺中使用最多的固化材料。乙烯树脂和环氧树脂具有特殊的耐腐蚀、抗溶解性和高稳定性能，主要用于工业管道和压力管道。各种树脂的特性见表2-1。

原位固化法所采用的树脂应符合以下要求：

（1）具有良好的耐久性、耐腐蚀、抗拉伸、抗裂性，与软管有良好的相容性。应以满足施工和固化后强度要求为前提。

（2）树脂应能在热水、热蒸汽或者紫外线的作用下固化，且初始固化温度应低于80℃。

（3）黏度在1500～2500MPa·s，低于1500MPa·s，树脂黏度不够，毡体本身又比较薄，内衬时携带树脂少，会出现树脂分布不匀现象，造成内衬复合材料气泡甚至塌落。树脂黏度高于2500MPa·s，会造成树脂浸渍物困难，而且内衬复合材料容易粘连，给内衬施工造成困难。

（4）黏结强度要求高，树脂应能将内衬复合材料与待修复的管道黏结在一起。

2.聚酯纤维毡

（1）聚酯纤维毡与树脂应紧密溶合，固化后，不得产生分离现象。

（2）有良好的耐酸碱性，有足够的抗拉伸、抗弯曲性能，有足够的柔性以确保能承受安装压力，内衬时适应不规则管径的变化或弯头；有良好的耐热性，能够承受树脂固化温度。

二、软管

软管由一层或多层聚酯纤维毡缝制而成，且尚未浸渍树脂的管材。主要功能是携带和支持树脂，要求软管在一定拉伸变形的情况下，能够承受内衬管铺设过程中的拉伸应力，同时还应具有柔性，以满足侧向连接和产生一定的膨胀，以适应原有管道的不规则性。

软管的材料大部分采用非编织材料，但是也可以采用编织材料。为了在工程施工中保护树脂材料，在软管的内外表面通常要涂覆非渗透性的聚丙烯或聚乙烯材料涂层。

增加纤维与毛毡的层数可以有效提高内衬材料的抗拉强度。增强纤维可以是聚酯、丙纶或玻璃丝纤维。

1.原位固化法所采用的软管应符合以下要求：

（1）软管应包含单层或多层聚酯纤维毡或同等性能的材料，其应能浸渍树脂并不与树脂发生反应，且能承受施工拉力、压力和固化温度。

（2）软管的外表面应包覆一层与所采用的树脂相容的非渗透性的透明塑料膜。

（3）当软管由多层毡叠加而成时，各层之间的接缝必须错开，不得叠加。接缝连接必须牢固。软管及其接缝的横向与纵向抗拉强度按照《GB/T 3923.1—2013）纺织品　织物拉伸性能　第1部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》（GB/T 3923.1—2013）的要求测试，均不得低于5MPa。

（4）玻璃纤维增强的纤维软管应至少包含两层由抗腐蚀的玻璃纤维形成能够浸渍树脂的软管，内表面应为聚酯黏毡层，外表面应为单层或多层抗苯乙烯并不透光的薄膜。

（5）软管应能够伸展具有足够的柔性，并具有一定的韧性，翻转内衬时应能够适应待修复管道内局部管径的略微变化，其长度应大于待修复管道的长度。软管直径的大小应保证在固化后能恰好与旧管道的内壁紧贴在一起。

（6）生产商应提供软管固化后的初始结构性能的检测报告，其应符合规范和要求。

2.软管制作

（1）软管的施工制作长度必须同时满足修复管段两检查井中心距离，检查井井深两端部所需长度及施工时静水压力所需高度。

（2）在确定软管外径时，应考虑到软管材料有横向的伸长性，确保其固化后外壁紧贴。故应根据软管材料的横向伸长率，确定软管的外径与待修复管道的内径之间的修正关系。一般情况下，软管外径应略少于待修复管道的内径。

（3）聚酯纤维毡及树脂均属易燃材料，应使其远离火源，避免燃烧。热固性树脂在紫外线的照射下会固化，因此热固性树脂浸渍场地必须防止日光照射。软管制作及树脂浸渍场地应选在室内，并具有防尘、防火等设施。

（4）制作软管时，采用单层或多层聚酯纤维毡叠加缝制而成，聚酯纤维毡厚度可能与软管设计厚度有所偏差，故必须控制其制作厚度，只允许出现正偏差，软管制作厚度应大于固化管的内壁设计厚度t，宜为1.1～1.3t，确保浸渍热固性树脂并加热固化后壁厚满足验收要求。

（5）软管缝制的接合缝应平整、密实、牢固，多层聚酯纤维毡叠加缝制的接合缝应错开，不得重叠，接合缝必须是平缝。

（6）软管外层应粘贴或喷涂一层与热固性树脂相溶且具有一定耐磨性的且强度满足施工静水压力的塑料涂层或薄膜，起到保护和防水作用。

（7）聚酯纤维毡缝制的软管应具有耐腐蚀及足够抗拉伸的强度，翻转时能够承受翻转压力。

三、树脂浸渍软管

在真空的条件下浸渍树脂的软管应满足以下要求：

（1）日光和强光源中的紫外线长时间照射，会引起热固性树脂逐渐固化，从而导致软管材报废，所以浸渍树脂过程应安排在合适的室内场地，并应采取措施避免阳光、强光源照射。

（2）浸渍热固性树脂时，室内温度不宜高于18℃。若室内温度高于18℃，有条件的情况下，宜采用空调设备降低室温，防止树脂固化。若无人工降温设备，可采用在软管上加敷冰块的方式替代。

（3）为避免树脂浸渍不均匀及浸渍后产生干斑或者气泡等问题，在浸渍树脂前，应对软管进行抽真空处理，不得在未抽真空或抽真空时间不足的条件下盲目浸渍树脂，并保证软管材料充分浸渍树脂。抽真空的布点选择可以根据软管的长度和厚度，选择抽真空速度，均匀选点，确保软管各部位在树脂浸渍过程中，边浸渍边抽真空。抽真空时需切开塑料涂层或膜。

（4）浸渍热固性树脂前及浸渍过程中应用真空表进行真空度测量，软管真空度应达到8×10-2MPa。

（5）树脂、填料、固化剂等混合次序及搅拌方法和时间应严格按照操作程序进行，控制搅拌速度和时间，搅拌过程中应避免搅拌过快或不均匀，造成空气进入树脂，易使浸渍后的软管产生气泡，影响固化管的强度。

（6）热固性树脂的浸渍量应满足固化管管壁设计厚度要求。用量应要求精确称量，考虑到树脂的聚合作用及渗入待修复管壁缝隙和连接部位的可能性，宜增加5%～10%热固性树脂的余量。

（7）树脂浸渍软管应采用机械碾压设备碾压平整。

（8）树脂混合后应及时进行浸渍，停留时间不得超过20min；如不能及时浸渍，应将树脂冷藏，冷藏温度不宜低于15℃，冷藏时间不得超过3h。

（9）树脂浸渍过程完成后，塑料涂层或膜表面抽真空时留下的切口应采用一定强度和密封性能的塑料膜胶贴封固。

四、材料贮运

（1）树脂及聚酯毡材料的运输可以在常温下进行，应在25℃以下阴凉干燥，在通风良好的环境下保存。其他的引发剂、固化剂等配料中过氧化物必须在0～10℃之间运输保存，其余的填料及添加剂可在常温下运输，在通风干燥的室内保存。

（2）当室外温度高于18℃时，树脂浸渍软管在贮运过程中应叠放在冰水槽或冷柜中。

（3）树脂浸渍软管在贮运过程中，应避免日光及强光源照射。

（4）树脂浸渍软管在贮运与装卸过程中，应避免与硬质、尖物体发生刮擦与碰撞，避免外部塑料涂层或膜破损后使树脂外溢及施工过程中的水直接进入树脂。

（5）树脂浸渍软管在安装完成前不得产生固化现象。贮运树脂浸渍软管应充分考虑运输及安装时间，应记录储存和运输过程中的温度和时间。长时间运输应用冷柜车运输，树脂浸渍软管应在树脂固化前运至安装现场直至安装完毕。