Hoonete hüdroisolatsiooni, tunnelite tugevdamise ja vundamendi töötlemise valdkonnas on polüuretaanist vuukimismaterjalid muutunud võtmetehnoloogiaks lekkeprobleemide lahendamisel nende ainulaadsete keemiliste omaduste ja tehniliste kohanemisvõime tõttu. Kuna polüuretaanist vuugisegumaterjalid on kaks peamist tüüpi, on molekulaarstruktuuris, reaktsioonimehhanismides ja kasutusstsenaariumides vees -2}lahustuvate ja õlilahustuvate ja õlis lahustuvate toodete puhul teaduse seisukohalt olulisi erinevusi. Kombineerides uusimaid inseneritavasid, analüüsib see artikkel süstemaatiliselt nende kahe tehnilisi piire ja uuenduslikke rakendusi.
1. Keemiline olemus: hüdrofiilse ja hüdrofoobse molekulaarse ülesehituse erinevused
Vees lahustuv polüuretaan kasutab põhitoormaterjalina etüleenoksiidiga modifitseeritud polüeetrit ja epoksüetaani sisaldus selle molekulaarses ahelas ületab tavaliselt 50%, moodustades tugeva hüdrofiilse vee{2}}käivitatud struktuuri. See konstruktsioon annab materjalile kolmekordse reageerimisvõime: esiteks, isotsüanaadist moodustab vesi pärast emulgeerimist3 teiseks elastseks rühmaks. uurea sidemeid sisaldava geeli reaktsioonikiirus on 8-10 korda kiirem kui õlis lahustuvus; teiseks suudab koondunud keha kaks korda vett imada ja paisuda, paisumiskiirus on kuni 20 korda suur, moodustades hüdrogeelilaadse ummistusvõrgustiku; lõpuks ulatub märja ja kuiva tsükli mahu muutumise kiirus 15–25%, mis võib kohaneda pragude dünaamilise deformatsiooniga.
Õlis{0}}lahustuv toode sünteesitakse puhtast propüleenoksiidi polüeetrist ja TDI/MDI-st. Molekulaarse ahela hüdrofoobsus muudab selle reaktsiooniteekonna väga erinevaks: isotsüanaatrühma reaktsioonil veega tekib suur kogus süsihappegaasi ja vahutamiskiirus võib ulatuda 1000%-ni, moodustades suletud rakuvahustruktuuri, mille mõõdetud survetugevus on 6–8 MPa; pärast kõvenemist moodustub kõva polüuretaan/polüuretaan võrk elastsusmooduliga üle 200MPa, mis sobib konstruktsiooni tugevdamiseks; konsolideeritud keha veeimavus on alla 0,5% ning happe- ja leelisekindlus on suurepärane ning tugevuse säilivus pH 2-12 keskkonnas ületab 95%.
2. Toimivuse võrdlus: laboriandmetest insenertehnilise kontrollini
Vees -lahustuv polüuretaan toetub kiirele geelile, et hõivata pragunemisruumi lühikese aja jooksul, geelistumise aega saab reguleerida 5-150 sekundini ja pikaajaline paisumisrõhk võib ulatuda 0,3 MPa-ni pideva tihendamise korral. Viieaastase metrooprojekti1} dünaamilise kordumise seire näitab, et selle töötlemine on ainult 8%. Liigne turse võib aga põhjustada koonduva keha tugevuse vähenemist 60%-70% ja seda tuleb kasutada koos jäikade materjalidega.Õlis lahustuv polüuretaan täidab poorid vahutamise ja paisumise kaudu, kusjuures paisumiskordaja on 8-15 korda ning süsinikdioksiidi rõhk suureneb. puder 3-5 korda.Hüdroelektrijaama paisu kere tugevdusandmed näitavad, et staatiliste pragude, mida see 28 päeva jooksul töödeldakse, imbumisvastane tase võib ulatuda üle P12. Kõrge vahutamiskiirus võib aga kaasa tuua sideme tugevuse vähenemise ja märja aluskihi sideme tugevus on vaid 05 MPa.
Keskkonnaga kohanemise seisukohalt langeb vees{0}}lahustuva polüuretaani reaktsioonikiirus järsult alla 5 kraadi ja lisada tuleb etüleenglükooli koagulante; õlis -lahustuvat polüuretaani saab kõvendada veel -20 kraadi juures, kuid vahutamise määr väheneb 40%.Kiirendatud vananemiskatse näitas, et vees-lahustuva polüuretaani maht muutus 25% pärast 50 külmumistsüklit, samal ajal kui õli oli ainult polüetüleenlahustuv - 3%-5%.Vesislahustuva polüuretaani purunemispikenemine ületab aga 300%, muutes selle vastupidavamaks konstruktsiooni nihkele.
3. Tehnilise valiku strateegia: väljaspool traditsioonilist hüdrofiilse/hüdrofoobse tunnetust
Vastavalt äsja välja antud polüuretaanist vuukimismaterjalide tehniliste rakenduste tehnilistele eeskirjadele on soovitatav kasutada nelja-dimensioonilist hindamismeetodit: imbumisoleku jaoks valitakse vee sissevoolu korral vees lahustuv polüuretaan pluss klaaskiudarmatuur ja korpusesse on valitud õli-lahustuv polüuretaan täiteaine pluss räni; pragude dünaamika jaoks kasutatakse dünaamiliste pragude korral 7:3 vees -lahustuvat/õlis{6}}lahustuvat komposiitsüsteemi ja staatiliste pragude korral kasutatakse puhast õli-lahustuvat komposiitsüsteemi; keskkonnatoksilisuse nõuete jaoks valitakse joogiveepiirkondades lahusti-vaba vees-lahustuv polüuretaan ja tööstuslikes keskkondades õlis{10}}lahustuv polüuretaan ja leegiaeglusti; Kulupiirangute tõttu valitakse õlis -lahustuv polüuretaan ja tsemendikomposiitvuuk, mille hind on alla 200 jüaani laiendusmeetri kohta ja riisi ränidioksiidiga modifitseeritud vees{14}}lahustuva polüuretaani maksumus on suurem kui 500 jüaani.
Molekulaarsest projekteerimisest ehitusmeetoditeni – vees{0}}lahustuvate ja õlis -lahustuvate polüuretaanist vuugisegumaterjalide diferentseeritud väljatöötamine soodustab hüpet passiivselt parandamiselt lekke- ja ummistustehnoloogia aktiivse kaitse poole.