水溶性聚氨酯化学灌浆材料的研制

在水工建筑和土木建筑工程施工中，常常遇到渗水漏水问题，给施工带来不利影响，已建成的工程也有时由于渗流破坏影响建筑物的安全，或影响建筑物作用的发挥。严重的会导致建筑物的破坏，给人民生命财产造成损失。水溶性聚氨酯化学灌浆材料作为堵漏、加固的新材料具有高效、快速的特点，能够解决水泥灌浆难以解决问题，越来越受到人们的重视。 一、水溶性聚氨酯化学灌浆材料的成份： 水溶性聚氨酯化学灌浆材料是由水溶性聚醚、增塑剂、亲水性有机溶剂与多异氰酸酯反应可制得单组份水溶性聚氨酯浆液，水溶性聚氨酯浆材，可广泛用于地下工程、水利工程和石油开采的堵漏等。 二、水溶性聚醚的要求及对性能的影响 1、 水溶性聚醚：水溶性聚醚中的环氧乙烷与环氧丙烷的比例要求是EO/PO在90/10与60/40之间。 2、水溶性聚醚相对分子量要求：水溶性聚醚的官能度是由起始剂的官能度决定的。起始剂一般为乙二醇、丙三醇、季戊四醇、甘露醇、蔗糖。水溶性聚醚的官能度为2～4。水溶性聚醚的羟值一般为15～60KOHmg/g。 3、 溶性聚醚的相对分子质量的大小是影响包水量的主要因素之一，相对分子质量愈大，凝胶体的包水量就愈大，反之亦然。水溶性聚醚的相对分子质量大小亦是影响抗压强度的因素之一，相对分子质量愈大，抗压强度愈低，反之亦然。 三、水溶性聚氨酯化学灌浆材料的制备 1、甲苯二异氰酸酯滴加要求：水溶性聚醚与普通的聚醚相比含有大量伯羟基，反应活性较高，与甲苯二异氰酸酯(TDI)反应很剧烈，因此，甲苯二异氰酸酯必须滴加或分批加入。滴加开始温度为55度最为适中。 2、 反应温度和时间的控制及对材料的性能的影响：反应温度和反应时间是影响浆材性能的重要因素。温度过高或反应时间过长，预聚体的粘度增加，甚至产生爆聚或水溶性差等现象。由于反应初期，反应激烈，体系中－NCO含量迅速下降；而反应后期，因体系中反应物浓度下降，粘度增加，反应逐渐平缓。因此时间为1——3之间，最高温度为85度为宜。 3、反应工艺： 将一定比例的水溶性聚醚和增塑剂放入反应釜中，温度升至60度滴加多异氰酸酯，滴加完毕将温度升至85度，保温3小时，将温度降至40度，出料并保存于干燥的包装桶中。 四、水溶性聚氨酯化学灌浆材料特点： 1、 具有良好的亲水性，浆液遇水后自行分散、乳化、发泡，立即进行化学反应，形成不透水的弹性胶状固结体，有良好的止水性能。它能与水以某种比例混合(最高达1:40)，在注浆过程中使用是经济的。 2、 透性优于氰凝。水溶性聚氨酯预聚体可加入20～40%的稀释剂，而油溶性聚氨酯预聚体可加入10～20%的稀释剂 ，前者的粘度为后者的1/4～1/6。 3、 对水质适应性强 。不论海水、矿水、酸性或碱性水质对浆液性能影响不大。 4、 与水混合后粘度小，可灌性好，固结体在水中浸泡对人体无害、无毒、无污染。 5、 它对水的溶解度及亲和力比其它化学浆材高，在流动水中，浆液不易被流动水冲散，固结体的固结面积反而扩大，且随着动水流速的增加，其堵水面积而相应扩大。 6、 反应后形成的弹性胶状固结体有良好的延伸性、弹性及抗渗性、耐低温性，在水中永久保持原形。 7、 浆液遇水反应形成弹性固结体物质的同时，释放CO2气体，借助气体压力，浆液可进一步压进结构的空隙，使多孔性结构或地层能完全充填密实。具有二次渗透的特点。 8、 堵动水性能好。水溶性浆材是当今所有化学灌浆材料中堵流动水性能最优良的浆材之一。 9、 浆液的膨胀性好，包水量大，具有良好的亲水性和可灌性，同时浆液的粘度、固化速度可以根据需要进行调节。 五：技术参数 项目名称 水溶性 外观 淡棕色透明液 粘度Mpa.S（25℃±0.5℃） 60-200 密度g/cm3 （25℃±0.5℃） 0．98-1．10 诱导凝固时间.S 10---1200 抗压强度Mpa ≥0.98 包水量≥ 10

 

水溶性聚氨酯浆材的独特性能决定了它广泛的用途。作为浆材可应用于大坝基础的帷幕灌浆和坝体混凝土裂缝、横缝的防渗堵漏处理，隧道及矿井修建中涌水地带的加固，地下铁道挖掘中软弱地层的固结和邻近建筑物基础的加固，地下建筑物的防水和稳定，油田的非选择性堵漏，土质表面的防护及土质稳定和改良，农药、化肥的延效和长效作用，植物栽培等。

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