Rakennusten vedeneristyksen, tunnelien vahvistamisen ja perustusten käsittelyn aloilla polyuretaani-injektointimateriaaleista on tullut avainteknologia vuotoongelman ratkaisemiseksi niiden ainutlaatuisten kemiallisten ominaisuuksien ja teknisen sopeutumiskyvyn vuoksi. Koska polyuretaani-injektointimateriaalit ovat kaksi yleistä tyyppiä, molekyylirakenteessa, reaktiomekanismissa ja käyttöskenaarioissa on olennaisia eroja vesiliukoisten ja öljyliukoisten ja öljyliukoisten tuotteiden välillä. Tämä artikkeli yhdistää viimeisimmät suunnittelukäytännöt ja analysoi järjestelmällisesti näiden kahden tekniset rajat ja innovatiiviset sovellukset.
1. Kemiallinen luonne: molekyylirakenteen erot hydrofiilisen ja hydrofobisen välillä
Vesiliukoisessa polyuretaanissa käytetään etyleenioksidilla modifioitua polyeetteriä ydinraaka-aineena, ja epoksietaanin pitoisuus sen molekyyliketjussa on yleensä yli 50 %, mikä muodostaa vahvan hydrofiilisen, vesi{2}}laukaisevan rakenteen. Tämä rakenne antaa materiaalille kolminkertaisen herkkyyden: ensinnäkin, isosyanaatti muodostaa veden jälkeen elastisen ryhmän3. ureasidoksia sisältävän geelin reaktionopeus on 8-10 kertaa nopeampi kuin öljyliukoisuus; toiseksi tiivistetty kappale voi imeä vettä kahdesti ja laajentua, laajenemisnopeus on jopa 20-kertainen muodostaen hydrogeelimäisen tukkeumaverkoston; lopuksi tilavuuden muutosnopeus märkä- ja kuivasyklissä saavuttaa 15–25%, mikä voi mukautua halkeamien dynaamiseen muodonmuutokseen.
Öljy{0}}liukoinen tuote syntetisoidaan puhtaasta propyleenioksidipolyeetteristä ja TDI/MDI:stä. Molekyyliketjun hydrofobisuus tekee sen reaktiopolusta hyvin erilaisen: isosyanaattiryhmän reaktiossa veden kanssa muodostuu suuri määrä hiilidioksidia, ja vaahtoamisnopeus voi nousta 1000 %:iin muodostaen suljetun soluvaahtorakenteen, jonka mitattu puristuslujuus on 6-8 Mpa; kovettumisen jälkeen muodostuu kova polyuretaani/polyuretaaniverkosto, jonka kimmomoduuli on yli 200 MPa ja joka soveltuu rakenteellisen vahvistamiseen; tiivistetyn kappaleen veden absorptionopeus on alle 0,5 % ja hapon ja alkalin kestävyys on erinomainen ja lujuuden säilyvyys pH 2-12 -ympäristössä yli 95 %.
2. Suorituskyvyn vertailu: laboratoriotiedoista tekniseen tarkastukseen
Vesitiivistysmekanismin osalta vesiliukoinen polyuretaani perustuu nopeaan geeliin, joka varaa halkeaman tilan lyhyellä aikavälillä, geeliytymisaika voidaan säätää 5-150 sekuntiin ja pitkäaikainen-turpoamispaine voi saavuttaa 0,3 MPa jatkuvaa tiivistystä varten. Viiden vuoden dynaamisen halkeiluprojektin seuranta osoittaa, että dynaaminen halkeamia kestää}{{11} sen käsittely on vain 8%. Liiallinen turpoaminen voi kuitenkin saada tiivistetyn kappaleen lujuuden heikkenemään 60 %-70 % ja sitä on käytettävä yhdessä jäykkien materiaalien kanssa. Öljyliukoinen polyuretaani täyttää huokoset vaahtoamalla ja laajenemalla, jolloin 8-15-kertainen laajenemiskerroin aiheuttaa hiilidioksidin tunkeutumisen lisääntymisen ja kaasun paineen lisääntymisen. 3-5-kertainen liete.Vesivoimalaitoksen padon rungon vahvistustiedot osoittavat, että sen käsittelemien staattisten halkeamien vuodonestotaso 28 vuorokauden ajan voi nousta yli P12:n. Korkea vaahtonopeus voi kuitenkin johtaa sidoslujuuden heikkenemiseen ja märän pohjakerroksen sidoslujuus on vain 0,5 MPa.
Mitä tulee ympäristöön sopeutumiseen, vesiliukoisen polyuretaanin reaktionopeus laskee jyrkästi alle 5 asteen, ja etyleeniglykolikoagulantteja on lisättävä. öljy-liukoinen polyuretaani voidaan vielä kovettaa -20 asteessa, mutta vaahtoamisaste laskee 40 %. Nopeutettu vanhentamistesti osoitti, että vesi-liukoisen polyuretaanin tilavuus muuttui 25 % 50 pakastus-sulatusjakson jälkeen, kun taas öljy oli vain polyuretaanista{14}} liukeneva. 3%-5%.Vesiliukoisen polyuretaanin murtovenymä kuitenkin ylittää 300%, joten se kestää paremmin rakenteellista siirtymää.
3. Tekninen valintastrategia: perinteisen hydrofiilisen/hydrofobisen kognition ulkopuolella
Äskettäin julkaistujen polyuretaani-injektointimateriaalien teknisen soveltamisen teknisten määräysten mukaan on suositeltavaa käyttää neliulotteista arviointimenetelmää: tihkumistilaan valitaan vesiliukoinen polyuretaani ja lasikuituvahvistus vesisyöksyssä ja öljy{2}}liukoinen täyte polyuretaani plus vesi kotelossa jauhe; halkeamien dynamiikkaa varten dynaamisiin halkeamiin käytetään 7:3 vesi{5}}liukoista/öljyliukoista-komposiittijärjestelmää ja staattisiin halkeamiin puhdasta öljyliukoista-; ympäristömyrkyllisyysvaatimuksia varten juomavesialueilla valitaan liuotteeton-vesi-liukoinen polyuretaani ja teollisuusympäristöissä öljyliukoinen-polyuretaani ja palonestoaine. Kustannusrajoitusten vuoksi valitaan öljyliukoinen polyuretaani ja sementtikomposiitti injektointi, jonka hinta on alle 200 yuania per laajennusmetri, ja hinta on yli 500 yuania, jos valitaan vesiliukoinen polyuretaani, joka on modifioitu riisin piidioksidilla.
Molekyylisuunnittelusta rakennusmenetelmiin vesi--- ja öljyliukoisten-polyuretaani-injektointimateriaalien erilainen kehitys edistää passiivista korjausta aktiiviseen suojaukseen, joka suojaa valumista ja tukkeutumista.