U područjima hidroizolacije zgrada, pojačanja tunela i obrade temelja, poliuretanski materijali za injektiranje postali su ključna tehnologija za rješavanje problema istjecanja zbog svojih jedinstvenih kemijskih svojstava i inženjerske prilagodljivosti. Kao dvije glavne vrste poliuretanskih materijala za injektiranje, postoje bitne razlike u molekularnoj strukturi, mehanizmu reakcije i scenarijima primjene između proizvoda topivih-u vodi i-ulju. Počevši od perspektive znanosti o materijalima i kombinirajući najnovije inženjerske prakse, ovaj će članak sustavno analizirati tehničke granice i inovativne primjene to dvoje.
1. Kemijska priroda: razlike u molekularnom dizajnu između hidrofilnih i hidrofobnih
Vodo{0}}topivi poliuretan koristi polieter modificiran etilen oksidom kao temeljnu sirovinu, a sadržaj epoksi etana u njegovom molekularnom lancu obično prelazi 50%, tvoreći jaku hidrofilnu vodu-pokrenutu strukturu. Ovaj dizajn daje materijalu trostruku osjetljivost: prvo, izocijanatna skupina se emulgira unutar 30 sekundi nakon susreta s vodom do generirati elastični gel koji sadrži veze uree, brzina reakcije je 8-10 puta brža od topljivosti ulja; drugo, konsolidirano tijelo može apsorbirati vodu dva puta i proširiti se, stopa širenja je čak 20 puta, tvoreći mrežu začepljenja sličnu hidrogelu; konačno, stopa promjene volumena u mokrom i suhom ciklusu doseže 15%-25%, što se može prilagoditi dinamičkoj deformaciji pukotina.
Proizvod -topljiv u ulju sintetiziran je iz čistog polietera propilen oksida i TDI/MDI. Hidrofobnost molekularnog lanca čini njegovu reakcijsku putanju vrlo različitom: velika količina ugljičnog dioksida nastaje reakcijom izocijanatne skupine s vodom, a stopa pjenjenja može doseći 1000%, tvoreći strukturu zatvorene-stanične pjene s izmjerenom tlačnom čvrstoćom od 6-8Mpa; nakon stvrdnjavanja formira se tvrda poliuretanska/poliuretanska mreža, s modulom elastičnosti većim od 200 MPa, koja je pogodna za strukturno ojačanje; stopa apsorpcije vode konsolidiranog tijela je manja od 0,5%, otpornost na kiseline i lužine je izvrsna, a stopa zadržavanja snage u okolini pH 2-12 prelazi 95%.
2. Usporedba performansi: od laboratorijskih podataka do inženjerske provjere
Što se tiče mehanizma začepljenja u vodi,-poliuretan topiv u vodi oslanja se na brzi gel da zauzme prostor pukotine u kratkom roku, vrijeme geliranja može se podesiti na 5-150 sekundi, a dugoročni-tlak bubrenja može doseći 0,3 MPa za kontinuirano brtvljenje. Praćenje projekta podzemne željeznice pokazuje da pet-godišnja stopa ponavljanja dinamičkih pukotina u liječenju je samo 8%. Međutim, prekomjerno bubrenje može uzrokovati smanjenje čvrstoće konsolidiranog tijela za 60%-70%, te ga je potrebno koristiti u kombinaciji s krutim materijalima. Poliuretan topiv u ulju ispunjava pore kroz pjenjenje i širenje, s višestrukim širenjem od 8-15 puta, a tlak plina koji stvara ugljični dioksid povećava radijus prodiranja gnojnice za 3-5 puta. Podaci o ojačanju tijela brane hidroelektrane pokazuju da razina protiv procjeđivanja statičkih pukotina koje tretira 28 dana može doseći iznad P12. Međutim, visoka stopa pjenjenja može dovesti do smanjenja čvrstoće veze, a čvrstoća veze mokrog temeljnog sloja je samo 0,5 MPa.
Što se tiče prilagodljivosti okolišu, brzina reakcije vodo{0}}topivog poliuretana naglo pada ispod 5 stupnjeva, pa je potrebno dodati etilen glikolne koagulanse; poliuretan-topiv u ulju još uvijek se može stvrdnuti na -20 stupnjeva, ali je stopa pjenjenja smanjena za 40%. Test ubrzanog starenja pokazao je da se volumen poliuretana-topivog u vodi promijenio za 25% nakon 50 ciklusa zamrzavanja-odmrzavanja, dok je poliuretan-topiv u ulju samo 3%-5%. Međutim, rastezanje kod loma vodotopivog poliuretana prelazi 300%, što ga čini otpornijim na strukturno pomicanje.
3. Inženjerska strategija odabira: izvan tradicionalne spoznaje hidrofilnog/hidrofobnog
U skladu s novoobjavljenim tehničkim propisima za inženjersku primjenu poliuretanskih materijala za injektiranje, preporučuje se korištenje četvero{0}}dimenzionalne metode procjene: za stanje procjeđivanja odabire se poliuretan-topiv u vodi i ojačanje staklenim vlaknima u slučaju prodora vode, a u-ispuna topljivi u ulju i silicijski prah odabire se u slučaju prodiranja vode; za dinamiku pukotina, 7:3 kompozitni sustav-topiv/ulje-topiv se koristi za dinamičke pukotine, a čisti-topiv u ulju koristi se za statičke pukotine; za zahtjeve toksičnosti za okoliš, u područjima s pitkom vodom odabire se poliuretan-topljiv u vodi-bez otapala, a u industrijskim okruženjima odabire se poliuretan-topljiv u ulju i usporivač plamena; zbog ograničenja troškova odabire se uljno{11}}poliuretansko i cementno kompozitno fugiranje po cijeni manjoj od 200 juana po produžnom metru, a cijena je viša od 500 juana za odabir vodo-topivog poliuretana modificiranog rižinim silicijevim dioksidom.
Od molekularnog dizajna do građevinskih metoda, diferencirani razvoj poliuretanskih materijala za injektiranje topivih u-vodi i-ulju-promiče prelazak s pasivnog popravka na aktivnu zaštitu tehnologije protiv-procjeđivanja i začepljenja.