Az épületek vízszigetelése, az alagút megerősítése és az alapozás kezelése területén a poliuretán fugázóanyagok egyedülálló kémiai tulajdonságaik és mérnöki alkalmazkodóképességük miatt a szivárgási probléma megoldásának kulcsfontosságú technológiájává váltak. A poliuretán fugázóanyagok két fő típusaként lényeges különbségek vannak a molekulaszerkezetben, a reakciómechanizmusban és az alkalmazási forgatókönyvekben a vízben oldódó és az olajban oldódó és az olajban oldódó termékek tudományos perspektívája között. Ez a cikk a legújabb mérnöki gyakorlatokat ötvözve szisztematikusan elemzi a kettő műszaki határait és innovatív alkalmazásait.
1. Kémiai természet: a hidrofil és hidrofób molekulaszerkezeti különbségek
A vízben{0}}oldható poliuretán etilén-oxiddal módosított poliétert használ mag nyersanyagként, és a molekulaláncában az epoxi-etán tartalma általában meghaladja az 50%-ot, ami egy erős hidrofil, víz{2}}kiváltott szerkezetet képez. Ez a kialakítás háromszoros reakcióképességet biztosít az anyagnak: először, az izocianátot a csoporton belül emulálják3 a második után elasztikusan képződik. karbamid kötéseket tartalmazó gél, a reakciósebesség 8-10-szer gyorsabb, mint az olajban való oldhatóság; másodszor, a konszolidált test kétszer képes felszívni a vizet és kitágulni, a tágulási sebesség akár 20-szoros is, így hidrogélszerű eltömődési hálózat alakul ki; végül a térfogatváltozás sebessége a nedves és száraz ciklusban eléri a 15%-25%-ot, amely képes alkalmazkodni a repedések dinamikus deformációjához.
Az olajban{0}}oldható terméket tiszta propilén-oxid-poliéterből és TDI/MDI-ből állítják elő. A molekulalánc hidrofóbitása nagyon eltérővé teszi a reakcióútját: az izocianátcsoport vízzel való reakciója során nagy mennyiségű szén-dioxid keletkezik, és a habzási sebesség elérheti az 1000%-ot, zárt-cellás habszerkezetet képezve, melynek nyomószilárdsága 6-8Mpa; kikeményedés után kemény poliuretán/poliuretán háló képződik, 200MPa-nál nagyobb rugalmassági modulussal, amely alkalmas szerkezeti megerősítésre; a konszolidált test vízfelvételi aránya 0,5%-nál kisebb, sav- és lúgállósága pedig kiváló, szilárdságmegtartási aránya pH 2-12-es környezetben meghaladja a 95%-ot.
2. Teljesítmény-összehasonlítás: a laboratóriumi adatoktól a műszaki ellenőrzésig
Ami a vízelzáró mechanizmust illeti, a vízben{0}}oldható poliuretán a gyors gélre támaszkodik, hogy rövid távon elfoglalja a repedésteret, a gélesedési idő 5-150 másodpercre állítható, a hosszú távú duzzadási nyomás pedig elérheti a 0,3 MPa-t a folyamatos tömítés érdekében. Egy ötéves metróprojekt megfigyelése azt mutatja, hogy az ötéves repedési projekt megismétlődése} kezelése csak 8%.A túlzott duzzadás azonban a tömörített test szilárdságának 60%-70%-os csökkenését okozhatja, és merev anyagokkal kombinálva kell használni. Az olajban oldódó poliuretán habzás és tágulás révén tölti ki a pórusokat, a tágulási többszöröse 8-15-szöröse a széndioxid sugárzásának növekedésével. A vízerőmű gáttestének megerősítési adatai azt mutatják, hogy az általa kezelt statikus repedések szivárgásgátló szintje 28 napon keresztül elérheti a P12 értéket. A nagy habzási sebesség azonban a kötési szilárdság csökkenéséhez vezethet, a nedves alapréteg kötési szilárdsága pedig csak 05 MPa.
A környezeti alkalmazkodóképesség szempontjából a vízben{0}}oldható poliuretán reakciósebessége meredeken 5 fok alá csökken, és etilénglikolos koagulánsokat kell hozzáadni; az olaj-oldható poliuretán még -20 fokon kikeményíthető, de a habzási arány 40%-kal csökken. A gyorsított öregítési teszt kimutatta, hogy a vízben-oldható poliuretán térfogata 25%-kal változott 50 fagyasztási-kiolvasztási ciklus után, míg az olaj csak poliuretáns{14}}{14}oldható. 3%-5%.A vízoldható poliuretán szakadási nyúlása azonban meghaladja a 300%-ot, így jobban ellenáll a szerkezeti elmozdulásnak.
3. Mérnöki kiválasztási stratégia: túl a hagyományos hidrofil/hidrofób megismerésen
A poliuretán fugázóanyagok mérnöki alkalmazásának újonnan megjelent műszaki előírásai szerint négy-dimenziós értékelési módszer alkalmazása javasolt: a szivárgási állapothoz vízl-oldható poliuretán plusz üvegszál erősítést választunk vízlökés esetén, az olaj-oldható poliuretán töltőanyag plusz szilícium tokba pedig a szilíciumpor; repedésdinamikához 7:3 víz-oldható/olaj-arányú kompozit rendszert használnak a dinamikus repedésekhez, a tiszta olaj-oldhatót pedig a statikus repedésekhez; a környezeti toxicitás követelményeihez az ivóvizes területeken az oldószer--vízben-oldható poliuretánt, az ipari környezetben pedig az olajban-oldható poliuretánt és az égésgátlót választják; Költségkorlátozás miatt az olajban{11}}oldható poliuretán és a cementkompozit fugázóanyagot 200 jüannál kisebb költséggel választják ki méterenként, és 500 jüannál magasabb költséggel, ha rizsszilícium-dioxiddal módosított vízben{14}}oldható poliuretánt.
A molekuláris tervezéstől az építési módszerekig a vízben -oldható és olajban-oldható poliuretán fugázóanyagok differenciált fejlesztése elősegíti a passzív javítástól a szivárgásgátló és dugulásgátló technológia aktív védelméig való ugrást.