建物の防水、トンネル補強、基礎処理の分野において、ポリウレタン グラウト材は、その独特の化学的特性と工学的適応性により、漏水の問題を解決するための重要な技術となっています。主流の 2 種類のポリウレタン グラウト材として、水溶性製品と油溶性製品の間には、分子構造、反応機構、および応用シナリオに本質的な違いがあります。-水溶性製品と油溶性製品-。この記事では、材料科学の観点から開始し、最新のエンジニアリング手法を組み合わせて、この 2 つの技術的限界と革新的なアプリケーションを体系的に分析します。
1. 化学的性質: 親水性と疎水性の分子設計の違い
水溶性ポリウレタンは、中核原料としてエチレンオキシド変性ポリエーテルを使用しており、その分子鎖中のエポキシエタンの含有量は通常 50% を超え、強い親水性の水によって引き起こされる構造を形成しています。この設計により、材料に 3 つの応答性が与えられます。まず、水と接触してから 30 秒以内にイソシアネート基が乳化し、尿素結合を含む弾性ゲルを生成します。反応速度は 8-10 倍速くなります。油溶性よりも。第二に、圧密体は水を2回吸収して膨張することができ、膨張率は20倍にも達し、ヒドロゲル状の目詰まりネットワークを形成します。最終的に、湿式および乾式サイクルにおける体積変化率は15%〜25%に達し、亀裂の動的変形に適応できます。
油溶性生成物は、純粋なプロピレンオキシドポリエーテルと TDI/MDI から合成されます。{0}}分子鎖の疎水性により、その反応経路は大きく異なります。イソシアネート基と水の反応によって大量の二酸化炭素が生成され、発泡率は 1000% に達し、測定圧縮強度が 6～8Mpa の独立気泡フォーム構造を形成します。-硬化後、200MPa以上の弾性率を持つ硬質ポリウレタン/ポリウレタンネットワークが形成され、構造補強に適しています。圧密体の吸水率は0.5%未満で、耐酸・耐アルカリ性に優れ、pH2～12の環境下での強度保持率は95%を超えます。
2. 性能比較: 実験室データから工学的検証まで
水詰まりのメカニズムに関しては、水溶性ポリウレタンは短期的に亀裂スペースを占める急速ゲルに依存しており、ゲル化時間は 5{2}}150 秒に調整でき、継続的なシーリングでは長期的な膨張圧力は 0.3MPa に達します。地下鉄プロジェクトのモニタリングによると、その処理における動的亀裂の 5 年間再発率はわずか 8% です。ただし、過剰な膨張は強度を低下させる可能性があります。固結体の強度は60%-70%減少し、剛性のある材料と組み合わせて使用する必要があります。油溶性ポリウレタンは発泡と膨張により細孔を充填し、膨張倍率は8〜15倍であり、二酸化炭素によって発生するガス圧によりスラリーの浸透半径が3〜5倍増加します。水力発電所のダム堤体の補強データは、静電気の浸透防止レベルが高いことを示しています。 28 日間処理した亀裂は P12 以上に達する可能性があります。ただし、発泡速度が高いため接着強度が低下する可能性があり、湿潤ベース層の接着強度はわずか 0.5MPa です。
環境適応性の観点から、水溶性ポリウレタンの反応速度は 5 度以下で急激に低下するため、エチレングリコール凝固剤を添加する必要があります。油溶性ポリウレタンは -20 度でも硬化できますが、発泡率は 40% 低下します。促進老化試験では、水溶性ポリウレタンの体積が 50 回の凍結融解サイクル後に 25% 変化することが示されました。-、油溶性ポリウレタンはわずか 3% ～ 5% でした。ただし、水溶性ポリウレタンの破断伸びは 300% を超え、構造的なずれに対してより耐性があります。
3. エンジニアリング選択戦略: 親水性/疎水性という従来の認識を超えて
新しく発表されたポリウレタン注入材の工学的適用に関する技術規定によると、4 次元の評価方法を使用することが推奨されています。-浸透状態については、浸水の場合は水溶性ポリウレタンとガラス繊維補強材が選択され、浸水の場合は油溶性ポリウレタンとシリコン粉末充填材が選択されます。{{2}亀裂の動的解析では、7:3 水-可溶性/油溶性-複合システムが動的亀裂に使用され、純粋な油溶性-が静的亀裂に使用されます。環境毒性要件については、飲料水地域では無溶剤-水溶性ポリウレタン-が選択され、産業環境では油溶性ポリウレタン-と難燃剤が選択されます。コストの制約から、油溶性ポリウレタンとセメント複合グラウトは延長 1 メートルあたり 200 元未満のコストで選択されますが、ライス シリカで変性された水溶性ポリウレタンを選択するとコストは 500 元を超えます。-
分子設計から工法に至るまで、水溶性および油溶性のポリウレタン注入材の差別化された開発により、浸透防止および目詰まり防止技術の受動的な修復から能動的な保護への飛躍が促進されています。-