城镇排水管道原位光固化法修复材料检测与评定标准
城镇排水管道原位光固化法修复材料检测与评定标准
《城镇排水管道原位光固化法修复材料检测与评定标准》通过中国市政工程协会关于下达《2023年度第二批中国市政工程协会团体标准制（修）订计划》的通知（中市协〔2023〕92号）立项，主编单位为广州市市政集团有限公司、广州市市政公路协会。
原位固化法最早是在上世纪七十年代，由应该工程师Eric Wood最早提出，其工艺为将充分浸渍热固性树脂的毛毡或纤维软管通过翻转的方式置入原有管道内，然后在循环热水或蒸汽作用下固化形成内衬管，根据新材料、新工艺的发展，一种通过气压翻转的方式，将浸渍树脂的软管置入待修复的管道内，充填压缩空气使软管与待修复的管道内壁紧密黏合，经常温固化后达成内衬与母管一体化的常温固化法相继得到应用。1977年，Vollmar Jonasson将紫外光固化技术引入到原位固化法管道修复技术中，通过紫外光照使软管固化。截止目前，原位固化法根据软管固化工艺形成三大类：常温固化、热固化（热水和蒸汽）和光(紫外光)固化。
光（紫外光）固化法修复用到的原材料包括由单层或多层聚酯纤维、玻璃纤维（纤维载体材料）、光固化树脂材料以及功能膜等。目前，各城市管道修复工程中比较关心的技术性指标包括软管的横向与纵向抗拉强度，树脂组分的固化温度、软管的初始结构性能（短期弯曲弹性模量与弯曲强度）、管壁厚度(平均总厚度)、管道密实性、耐化学腐蚀性等等。
弯曲模量是原位光固化修复材料的重要性能参数，CIPP管道必须具备承受外部荷载(如地下水、路面交通荷载和覆土层压力)的承载力，同一型号的修复材料具有相同的宣称弯曲弹性模量，与材料的管径壁厚无关。弯曲强度则表明管道在环向应力下断裂破坏时受力点，若弯曲弹性模量过低，则表明该管道的稳定性将随着使用时间的推移产生危险，目前我国针对弯曲模量和弯曲强度等弯曲性能的检测根据现行国家标准《塑料 弯曲性能的测定》GB/T 9341规定的方法测定。抗拉强度表明了管道在轴向高应力作用下产生断裂破坏时的承载力，尤其是带压管道尤为重要，国家现行标准CJJ/T 210、CJJ/T 244、T/CECS 559、ASTM D5813-04、ASTM F1216和ASTM F1743均规定了软管的横向与纵向拉伸强度不得低于5MPa，在我国现行国家标准GB/T1040.2规定了抗拉强度的检测方法，GB/T 3923.1规定了内衬材料拉伸性能（断裂强度和断裂伸长率）的检测方法。管道的密实性检测是通过有色溶剂的实验水放置与管道内侧，以0.5bar的真空压力施加于管道外侧，测试持续30分钟，如果有色溶剂不穿透管道，则判定管道密实性合格，目前针对该项目的检验方法在现行标准 DWA-A143-3，T/CECS717附录中有涉及。
原位光固化法所用的树脂固化后须达到相应的弯曲强度，具有良好的耐腐蚀、耐磨损、抗拉伸、耐城市污水性能、抗裂性，并与内衬软管有良好的兼容性。目前，耐化学腐蚀性检验按现行国家标准《塑料 耐液体化学试剂性能的测定》GB/T 11547执行。
功能膜是指复合在软管内外具有多重防护功能的塑料膜，包括防渗膜、内膜和外膜。聚酯纤维非织造布内村软管防渗膜通过流延或热复合的方式附在软管的最外侧，防渗膜可选材料较多，如聚乙烯(PE)、热塑性聚氨醋(TPU)、聚丙烯(PP)等。考虑到防渗膜要承受施工拉力、压力和固化温度，结合国内外产品现状，防渗膜厚度不低于 0.4mm，硬度不高于95A。对于紫外光固化法所用的玻璃纤维软管，ASTM 2019-20 中 5.2.3 规定内膜应具有紫外光透明，抗苯乙烯和防渗能力，并且能够抵抗高达140C的温度。现行中国工程建设标准化协会标准T/CECS 559中表4.1.4中规定内膜应在-40~85℃范围内耐温，拉伸强度大于55MPa，断裂伸长率大于120%，厚度选在0.1~0.3mm 之间。紫外光固化用的内膜应保证紫外光的透光率>50%，可以耐-30~140℃，厚度>0.1mm，拉伸强度>20MPa等，相关测试方法在不同标准中不同。现阶段，紫外光透光率可按现行国家标准《塑料 实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯》的检测方法进行，耐温性能按现行国家标准《环境试验第2部分:试验方法试验N：温度变化》的检测方法进行，另外，防渗膜的厚度、拉伸强度及断裂伸长率等均按照现行国家标准GB/T 6672、GB/T 1040.3、GB/T 2567规定的检测方法进行性能检测。
涉及到原位光固化修复材料检测技术指标的方法在不同的标准中均有涉及，有些指标依据多部国标测定，针对性不强，且测定后的指标评定标准不同。另外一方面，在光固化修复应用中，包括现行的相关标准以及研究文献多针对修复内衬材料的衬管壁厚、弯曲强度、弯曲模量以及拉伸强度做给出测试依据和判定标准，且不同标准中上述指标存在不同，必然会导致不一致的质量控制和结果评估，工程质量标准参差不齐等已属于市场普遍问题。像对管道影响较大的一些指标，如24h蠕变检测、巴柯尔硬度检测、耐磨性检测、10000h检测等检测方法鲜有标准涉及，目前原位光固化法由于修复后质量稳定可靠，在非开挖修复工艺中应用越来越普遍，拥有这种非开挖修复技术的企业多达千家，不同材料生产厂家根据自己的技术先进性不同采用不同的材料性能指标及相应的检测方法，行业内并无专门针对排水管道原位光固化法修复用材料的检测和评定标准用于材料性能控制，统一修复材料检测标准和判定指标对于控制非开挖修复工程质量具有重要意义。
本标准的编制将在目前行业内相关在用标准研究的基础上，结合应用实际，提出适用于排水管道原位光固化修复材料的检测与评定标准，用于材料质量把控，为行业非开挖修复技术应用提供针对性参考，统一质量验收依据，为工程提供指导。
