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大坝用高效化学灌浆材料的研制

李筱芳  
【摘要】: 大坝伸缩缝用化学灌浆材料要求有较好的粘结强度和一定的弹性以及见水后较快 的凝胶速度。本文通过对各类化学灌浆材料特性的分析和比较,选择了聚氨酯类灌浆材 料作为主攻目标。通过对聚氨酯灌浆材料的两类主材料(即多异氰酸酯和多羟基化合物) 的选择试验,确定了以甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚醚作为聚氨酯灌浆材料的首选原料, 研制了两种不同特点的聚氨酯灌浆材料。 非水溶性聚氨酯灌浆材料的研制通过对不同非水溶性聚醚的筛选,选择了TDI 与聚醚N301,以-NCO/-OH当量比为4:1合成的预聚体为所研制的非水溶性聚氨酯 灌浆材料的主要成分。通过分析反应时间、反应温度、加料方式对预聚体合成的影响, 选择了预聚体合成的较佳工艺条件。试验了自制的性能改进剂(GX)对浆液性能的改 进作用,选择了预聚体与性能改进剂的较好配比。分析了各助剂的作用原理,探讨了各 助剂对浆液性能的影响,选择了各助剂品种及用量。确定了非水溶性聚氨酯灌浆材料的 配方。根据参考文献介绍的方法对所研制的浆液性能进行了测定:其粘度为97厘泊; 粘结强度为2.52MP_a;抗拉强度为6.51MP_a;伸长率为117%。抗压强度为5.07MPa。 水溶性聚氨酯灌浆材料的研制通过自己设计实验方案,委托外单位合成了一种 氧化乙烯氧化丙烯共聚醚。选择氧化乙烯氧化丙烯共聚醚(EO/OP=85/15)合成的预聚 体为共聚醚型水溶性聚氨酯灌浆材料的主要成分。选择由聚醚N301和聚乙二醇2000 所组成的混醚合成的预聚体为混醚型水溶性聚氨酯灌浆材料的主要成分;以共聚醚预聚 体合成为例,探讨了聚醚脱水条件、反应温度、反应时间对预聚体合成的影响,选择了 预聚体合成的较佳工艺条件。探讨了各助剂对浆液性能的影响,确定了共聚醚型水溶性 聚氨酯灌浆材料和混醚型水溶性聚氨酯灌浆材料的配方。并对所研制的两类水溶性浆液 的性能进行了测定;共聚酸型浆液的粘度为320厘泊;粘结强度为1.73MPa;抗拉强度 为2.08MPa;伸长率为203%。混醚型浆液的粘度为122厘泊;粘结强度为1.85MPa; 抗拉强度为2.59MPa;伸长率为244% 本文对所研制的聚氨酯灌浆材料进行了室内动水堵漏、混凝土试块人工缝灌浆粘 结、混凝土试块人工缝灌浆抗渗等室内模拟应用试验。试验结果表明,所研制的聚氨酯 灌浆材料能满足现场使用的要求,有较高的推广 应用价值。


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