W dziedzinie hydroizolacji budynków, wzmacniania tuneli i obróbki fundamentów poliuretanowe materiały do fugowania stały się kluczową technologią rozwiązującą problem wycieków ze względu na ich unikalne właściwości chemiczne i możliwości adaptacji inżynieryjnej. Ponieważ są to dwa główne typy poliuretanowych materiałów do fugowania, istnieją zasadnicze różnice w strukturze molekularnej, mechanizmie reakcji i scenariuszach stosowania między produktami-rozpuszczalnymi w wodzie i-rozpuszczalnymi w oleju. Rozpoczynając od punktu nauki o materiałach i łącząc najnowsze praktyki inżynieryjne, w tym artykule systematycznie analizowana będzie ich granice techniczne i innowacyjne zastosowania.
1. Charakter chemiczny: różnice w budowie cząsteczek hydrofilowych i hydrofobowych
Rozpuszczalny w wodzie poliuretan wykorzystuje polieter modyfikowany tlenkiem etylenu jako surowiec rdzeniowy, a zawartość epoksyetanu w jego łańcuchu cząsteczkowym zwykle przekracza 50%, tworząc silną hydrofilową strukturę wyzwalaną-wodą. Taka konstrukcja zapewnia materiałowi potrójną responsywność: po pierwsze, grupa izocyjanianowa jest emulgowana w ciągu 30 sekund po zetknięciu z wodą, w celu wytworzenia elastycznego żelu zawierającego wiązania mocznikowe, szybkość reakcji wynosi 8-10 razy szybciej niż rozpuszczalność w oleju; po drugie, skonsolidowane ciało może dwukrotnie wchłonąć wodę i rozszerzyć się, tempo rozszerzania jest aż 20-krotne, tworząc hydrożelową sieć zatykającą; wreszcie szybkość zmiany objętości w cyklu mokrym i suchym osiąga 15% -25%, co może dostosować się do dynamicznego odkształcenia pęknięć.
Produkt rozpuszczalny w oleju-syntezuje się z czystego polieteru tlenku propylenu i TDI/MDI. Hydrofobowość łańcucha molekularnego sprawia, że jego ścieżka reakcji jest bardzo zróżnicowana: w reakcji grupy izocyjanianowej z wodą powstaje duża ilość dwutlenku węgla, a szybkość pienienia może osiągnąć 1000%, tworząc strukturę pianki o zamkniętych-komórkach o zmierzonej wytrzymałości na ściskanie 6-8Mpa; po utwardzeniu powstaje twarda sieć poliuretanowo-poliuretanowa o module sprężystości większym niż 200 MPa, która nadaje się do zbrojenia konstrukcyjnego; stopień wchłaniania wody przez skonsolidowany korpus jest mniejszy niż 0,5%, a odporność na kwasy i zasady jest doskonała, a współczynnik zatrzymywania wytrzymałości w środowisku pH 2-12 przekracza 95%.
2. Porównanie wydajności: od danych laboratoryjnych do weryfikacji inżynierskiej
Jeśli chodzi o mechanizm zatykania wody,-poliuretan rozpuszczalny w wodzie opiera się na szybkim żelu, który w krótkim czasie zajmuje przestrzeń pęknięcia, czas żelowania można dostosować do 5-150 sekund, a długotrwałe-ciśnienie pęcznienia może osiągnąć 0,3 MPa przy ciągłym uszczelnianiu. Monitorowanie projektu metra pokazuje, że pięcioletni-wskaźnik nawrotów pęknięć dynamicznych podczas leczenia wynosi tylko 8%. Nadmierne pęcznienie może jednak powodować wytrzymałość skonsolidowanego korpusu zmniejsza się o 60%-70% i należy go stosować w połączeniu ze sztywnymi materiałami. Rozpuszczalny w oleju poliuretan wypełnia pory poprzez spienianie i rozszerzanie, z wielokrotnością rozszerzalności 8-15 razy, a ciśnienie gazu generowane przez dwutlenek węgla zwiększa promień penetracji szlamu 3-5 razy. Dane dotyczące zbrojenia korpusu zapory elektrowni wodnej pokazują, że poziom przeciwprzesiąkania pęknięć statycznych, które leczy, 28 dni może osiągnąć powyżej P12. Jednakże duża szybkość pienienia może prowadzić do zmniejszenia siły wiązania, a siła wiązania mokrej warstwy bazowej wynosi tylko 0,5 MPa.
Jeśli chodzi o przystosowanie się do środowiska, szybkość reakcji-rozpuszczalnego w wodzie poliuretanu gwałtownie spada poniżej 5 stopni i należy dodać koagulanty na bazie glikolu etylenowego; Poliuretan-rozpuszczalny w oleju można nadal utwardzać w temperaturze -20 stopni, ale szybkość spieniania jest zmniejszona o 40%. Test przyspieszonego starzenia wykazał, że objętość-poliuretanu rozpuszczalnego w wodzie zmieniła się o 25% po 50 cyklach zamrażania-rozmrażania, podczas gdy poliuretan rozpuszczalny w oleju- wynosił tylko 3–5%. Jednakże wydłużenie przy zerwaniu poliuretanu rozpuszczalnego w wodzie przekracza 300%, co czyni go bardziej odpornym na przemieszczenia konstrukcyjne.
3. Strategia wyboru inżynieryjnego: wykraczająca poza tradycyjne pojęcie hydrofilowości/hydrofobowości
Zgodnie z nowo wydanymi przepisami technicznymi dotyczącymi inżynieryjnego stosowania poliuretanowych materiałów iniekcyjnych zaleca się stosowanie cztero-metody oceny wymiarowej: w przypadku stanu przesiąkania wybiera się-rozpuszczalny w wodzie poliuretan plus wzmocnienie włóknem szklanym w przypadku napływu wody, a-rozpuszczalny w oleju poliuretan plus wypełnienie w postaci proszku krzemowego w przypadku przesiąkania wody; w przypadku pęknięć dynamicznych stosuje się układ kompozytowy 7:3-rozpuszczalny w wodzie/rozpuszczalny w oleju-w przypadku pęknięć dynamicznych, a czysty-rozpuszczalny w oleju w przypadku pęknięć statycznych; ze względu na wymagania dotyczące toksyczności dla środowiska w obszarach wody pitnej wybiera się poliuretan rozpuszczalny-w wodzie-rozpuszczalny, a w środowiskach przemysłowych wybiera się poliuretan-rozpuszczalny w oleju ze środkiem zmniejszającym palność; ze względu na ograniczenia kosztowe wybiera się fugowanie{{11}rozpuszczalnego w oleju poliuretanu i kompozytu cementowego, którego koszt wynosi mniej niż 200 juanów za metr przedłużenia, a koszt jest wyższy niż 500 juanów w przypadku wyboru-rozpuszczalnego w wodzie poliuretanu modyfikowanego krzemionką ryżową.
Od projektowania molekularnego po metody konstrukcyjne, zróżnicowany rozwój-rozpuszczalnych w wodzie i rozpuszczalnych w oleju-poliuretanowych materiałach do fugowania sprzyja przejściu od naprawy pasywnej do aktywnej ochrony technologii zapobiegającej-przesiąkaniu i zatykaniu.