Op het gebied van waterdicht maken van gebouwen, tunnelversterking en funderingsbehandeling zijn polyurethaanvoegmaterialen de sleuteltechnologie geworden om het probleem van lekkage op te lossen vanwege hun unieke chemische eigenschappen en technisch aanpassingsvermogen. Als de twee belangrijkste soorten polyurethaanvoegmaterialen zijn er essentiële verschillen in moleculaire structuur, reactiemechanisme en toepassingsscenario's tussen water-oplosbare en olie- oplosbare producten. Vanuit het perspectief van de materiaalkunde en door de nieuwste technische praktijken te combineren, analyseert dit artikel systematisch de technische grenzen en innovatieve toepassingen van de twee.
1. Chemische aard: de moleculaire ontwerpverschillen tussen hydrofiel en hydrofoob
In water-oplosbaar polyurethaan wordt met ethyleenoxide gemodificeerde polyether gebruikt als de belangrijkste grondstof, en het gehalte aan epoxyethaan in de moleculaire keten overschrijdt doorgaans 50%, waardoor een sterke hydrofiele water-getriggerde structuur wordt gevormd. Dit ontwerp geeft het materiaal een drievoudige responsiviteit: ten eerste wordt de isocyanaatgroep binnen 30 seconden na contact met water geëmulgeerd om een elastische gel te genereren die ureumbindingen bevat. De reactiesnelheid is 8-10 keer sneller dan de olie-oplosbaarheid; ten tweede kan het geconsolideerde lichaam twee keer water absorberen en uitzetten, de uitzettingssnelheid is wel twintig keer zo hoog, waardoor een hydrogelachtig verstoppingsnetwerk ontstaat; ten slotte bereikt de volumeveranderingssnelheid in de natte en droge cyclus 15% -25%, wat zich kan aanpassen aan de dynamische vervorming van scheuren.
Het in olie-oplosbare product wordt gesynthetiseerd uit zuiver propyleenoxidepolyether en TDI/MDI. De hydrofobiciteit van de moleculaire keten maakt het reactiepad heel anders: er wordt een grote hoeveelheid koolstofdioxide geproduceerd door de reactie van de isocyanaatgroep met water, en de schuimsnelheid kan 1000% bereiken, waardoor een schuimstructuur met gesloten- cellen wordt gevormd met een gemeten druksterkte van 6-8 MPa; na uitharding wordt een hard polyurethaan/polyurethaannetwerk gevormd, met een elasticiteitsmodulus van meer dan 200 MPa, dat geschikt is voor structurele versterking; de waterabsorptiesnelheid van het geconsolideerde lichaam is minder dan 0,5%, en de zuur- en alkalibestendigheid is uitstekend, en het sterktebehoud in de pH 2-12-omgeving overschrijdt 95%.
2. Prestatievergelijking: van laboratoriumgegevens tot technische verificatie
Wat het waterverstoppingsmechanisme betreft, vertrouwt water-oplosbaar polyurethaan op snelle gel om de scheurruimte op korte termijn in beslag te nemen, de geltijd kan worden aangepast tot 5-150 seconden, en de zweldruk op lange- termijn kan 0,3 MPa bereiken voor continue afdichting. Uit monitoring van een metroproject blijkt dat het vijf-jaarlijkse herhalingspercentage van dynamische scheuren bij de behandeling ervan slechts 8% bedraagt. Overmatige zwelling kan echter de oorzaak zijn van de De sterkte van het geconsolideerde lichaam moet met 60%-70% afnemen, en het moet worden gebruikt in combinatie met stijve materialen.Olieoplosbaar polyurethaan vult de poriën door schuimen en uitzetten, met een uitzettingsveelvoud van 8-15 keer, en de door kooldioxide gegenereerde gasdruk vergroot de penetratieradius van de slurry met 3-5 keer. Uit de versterkingsgegevens van het damlichaam van een waterkrachtcentrale blijkt dat het anti-kwelniveau van de statische scheuren het Behandelingen gedurende 28 dagen kunnen boven P12 uitkomen. De hoge schuimsnelheid kan echter leiden tot een afname van de hechtsterkte en de hechtsterkte van de natte basislaag is slechts 0,5 MPa.
In termen van aanpassingsvermogen aan de omgeving daalt de reactiesnelheid van water-oplosbaar polyurethaan scherp onder de 5 graden, en moeten ethyleenglycol-coagulanten worden toegevoegd; olie{2}}oplosbaar polyurethaan kan nog steeds worden uitgehard bij -20 graden, maar de schuimsnelheid is met 40% verminderd. De versnelde verouderingstest toonde aan dat het volume van water-oplosbaar polyurethaan met 25% veranderde na 50 vries-dooicycli, terwijl het olie-oplosbare polyurethaan slechts 3%-5% was. De rek bij breuk van wateroplosbaar polyurethaan overschrijdt echter 300%, waardoor het beter bestand is tegen structurele verplaatsing.
3. Techniekselectiestrategie: verder dan de traditionele kennis van hydrofiel/hydrofoob
Volgens de onlangs vrijgegeven technische voorschriften voor de technische toepassing van polyurethaanvoegmaterialen wordt het aanbevolen om een vier- dimensionale evaluatiemethode te gebruiken: voor de kweltoestand wordt water- oplosbaar polyurethaan plus glasvezelversterking geselecteerd in het geval van waterinstroom, en olie- oplosbaar polyurethaan plus siliciumpoedervulling wordt geselecteerd in het geval van waterinsijpeling; voor de scheurdynamica wordt een 7:3 water-oplosbaar/olie-oplosbaar composietsysteem gebruikt voor dynamische scheuren, en zuivere olie-oplosbaar voor statische scheuren; voor milieutoxiciteitseisen wordt oplosmiddel-vrij water-oplosbaar polyurethaan geselecteerd in drinkwatergebieden, en olie-oplosbaar polyurethaan plus vlamvertrager in industriële omgevingen; vanwege kostenbeperkingen wordt gekozen voor olie-oplosbaar polyurethaan plus cementcomposietvoegen tegen een kostprijs van minder dan 200 yuan per verlengingsmeter, en de kosten zijn hoger dan 500 yuan om te kiezen voor water-oplosbaar polyurethaan gemodificeerd met rijstsilica.
Van moleculair ontwerp tot constructiemethoden: de gedifferentieerde ontwikkeling van water-oplosbare en olie-oplosbare polyurethaanvoegmaterialen bevordert de sprong van passieve reparatie naar actieve bescherming van--technologie tegen lekkage en verstopping.