水工结构裂缝修补中聚氨酯胶粘剂的应用,水工材料论文.docx

水工结构裂缝修补中聚氨酯胶粘剂的应用,水工材料论文混凝土构造因其施工缝处理不到位、振捣不密实、养护不及时及混凝土本身热胀冷缩特质等多因素原因，使得裂缝成为水工混凝土构造最普通、最常见的病害之一，不出现裂缝的混凝土建筑物是极少见的。而且这些裂缝多发生在构造关键部位，严重影响水工构造的安全性、稳定性，而且还会伴随渗漏，冬季渗漏更会造成冻胀，对坝体、水闸、沟渠、泵站等水工构造安全运行构成严重威胁，水工混凝土构造的维护就显得很重要。 2 水工构造裂缝修补材料及修补方式方法。 2. 1 裂缝修补材料主要种类。 根据修补材料的化学组成不同，我们将水工混凝土构筑物的缝隙修补材料分为五类1: 第一类是以不锈钢类、镀锌的钢板、铁板等为主的金属类止水材料，与混凝土的咬合能力一般，而且容易损坏，在水坝、沟渠等伸缩缝中应用时，一般采用多层止水方式，金属类止水材料用在紧靠迎水面的底层。 第二类是橡胶类止水材料，无论是天然橡胶、合成橡胶、丁腈橡胶等由于其较好的弹性及延展性广泛的应用在我们的生活中，但由于橡胶易老化，容易造成修补部位的再次损坏，一般用在要求不高的构造中。 第三类是聚氯乙烯塑料止水材料，与混凝土材质粘结能力一般，使用时还需采用别的粘结剂来与混凝土构造完成较好的粘结，操作较复杂，应用受限。 第四类是密封胶类止水材料，低档的以改性沥青为主； 中档包含丁基丙烯酸酯、氯硫化聚乙烯等聚合物； 高档包含聚硫类、有机硅类及聚氨酯类。改性沥青类抗老化性能较差，不能用于恶劣条件下的环境； 化学合成的聚合物柔韧性一般，容易变形； 高档次的密封胶耐老化、力学性能都很好。有机硅类具有弹性恢复性好、收缩小、耐老化、耐高、低温性能好的优点，但它本身的强度低，对粘结材料的粘结性不是很理想，价格高； 聚硫类具有收缩性小、能够低温硫化、耐水性好、湿气浸透性低的优点，但它本身有较大气味，压缩变形大，价格较高，难以在工程上大范围使用。 与上述两种相比，聚氨酯类具有强度高、弹性好、耐磨、耐气候变化等特点，对一般的建筑材料也有较高的粘附性，几乎能够知足各个领域的使用要求。十分是对那些膨胀和收缩比拟明显和热胀冷缩比拟大的材料，聚氨酯密封胶的高伸长率和良好的弹性恢复率，均能够知足材料或构件的密封要求。而且聚氨酯密封胶的价格相对较低，因而聚氨酯密封胶在各行业的应用日益增长，用于水工构造的报道也越来越多。 第五类为复合止水材料，一般通过物理和化学的方式方法制备出知足各种需求的止水材料。比方金属与橡胶、橡胶与塑料及比拟热门的改性聚氨酯材料，为止水材料的发展提供了新的研究方向。 2. 2 常用裂缝修补方式方法。 根据缝隙变化，将裂缝分为死缝 长度和宽度不再随时间而变化 、活缝 宽度随外界环境而变化，长度几乎没有变化 和增长缝 随时间而增长 .不同的缝隙有不同的修补方式方法，当前，国内常见的修补方式方法能够归为四类2: 1 填料法，适用于宽度较大的缝隙，将缝隙凿成一定的形状，清理干净，将填缝材料注入，主要是水泥砂浆、聚合物砂浆等，牵涉钢筋锈蚀的，先除去铁锈，然后进行下步操作。2 灌浆法，合适用在水工构造较深较细的裂缝上，将灌浆料以压力或真空的方式压入裂缝中，修复裂缝，主要灌浆料有水泥浆、环氧树脂类及聚氨酯类胶粘剂等。3 外表覆盖法，将修补材料涂在构造物的外表，提高其抗裂性、耐久性。但只能在构造物外表进行，很难深切进入到内部缝隙中，对裂缝的二次开裂及延伸很难起到追踪作用。4 锚固修补法，不采用任何胶粘剂，通过拉紧锚杆或者锚索产生预应力来压缩裂缝，控制裂缝的进一步扩展。由于锚固施工比拟复杂、工作量较大，工程中一般很少采用，除非工程有特殊要求。 3 聚氨酯胶粘剂在水工构造中的应用。 发达的水利网络、诸多的水工建筑物，使得聚氨酯胶粘剂广泛用于大坝、沟渠、水闸、渡槽等水工构造，而且获得不错的效果。 作为全球范围内应用广泛的合成材料，关于它的研究一直不间断进行着，并获得了宏大成果。聚氨酯密封灌浆材料能够分为双组分聚氨酯、亲水性聚氨酯、疏水性聚氨酯及研究越来越多的环保型、无溶剂型聚氨酯。 邱红雷3研究表示清楚，HBPU 聚氨酯水工混凝土填缝胶作为一种高性能填缝材料应用于马湾泄洪闸混凝土缝隙获得了很好的效果，而且经受了屡次汛期的洪水考验未发现渗漏情况。杨杰等4研究显示，LW/HW 水溶性聚氨酯灌浆材料对缺陷混凝土进行维护，发挥了很好的效果，渗漏现象消失，保证了水工建筑物的安全、有序的运行。邹远鹏等5研究表示清楚，聚氨酯胶粘剂用在葛洲坝水利枢纽中，韧性好、粘结性强、操作简单，使用效果明显。 董红伟等6研究表示清楚，槐扒黄河提水工程渡槽止水材料本来用的是聚氯乙烯胶泥，但实践证明，长时间供水运行，抗拉、耐老化等方面已经不能知足工程的需要，所以逐步采用 HBPU 沥青聚氨酯水工混凝土填筑止水胶，获得了良好的工程效果。 传统的聚氨酯胶粘剂应用越来越广，新型改性聚氨酯密封材料的研究也在不断的拓展当中，成为研究的重点。贾建民等7采用插层法、原位聚合法、共混法及溶胶-凝胶法四种方式方法，制备出了流变性能和机械性能都得到不同程度提高的无极纳米粒子改性的聚氨酯密封胶材料。张丽等8利用原位聚合法以甲苯二异氰酸酯、聚醚二醇、正己烷为原料合成了聚氨酯预聚体，在扩链剂中参加蒙脱土，制备蒙脱土改性醇溶型聚氨酯胶粘剂。通过XRD,SEM,AFM 检测方式，发现蒙脱土改性的聚氨酯胶粘剂在断裂伸长率、断裂拉伸强度及剪切强度等方面都得到明显改善。高艳飞等9在聚氨酯胶粘剂合成经过中参加端羟基聚硅氧烷羟基硅油，红外分析表示清楚，羟基硅油与聚氨酯中的异氰酸酯基发生化学反响，成功嵌入聚氨酯链中。试验显示，随着羟基硅油的参加，增加了预聚体合成时间，但提高了聚氨酯胶粘剂的粘结性能且降低了其吸水率，综合性能得到改善。孔宪志等10研究表示清楚，在二月桂酸二丁基锡和三亚乙基二胺的混合催化剂作用下，木质素改性的聚氨酯胶粘剂室温剪切强度提高了近 75%,高温剪切强度也有改善。 4 总结与瞻望。 伴随国民经济飞速发展，水利工程、铁路工程、公路工程等交通网络的密集化程度越来越高，聚氨酯胶粘剂应用的范围也在不断扩大，为聚氨酯胶粘剂的发展提供了新的契机。有理由以为，具备良好胶粘力、弹性恢复力、抗老化性等优异性能的聚氨酯胶粘剂将成为水工构造维护方面的重点之一。 以下为参考文献： 1 刘杰胜，吴少鹏，陈美祝。 伸缩缝止水材料的性能及应用J. 水工材料，2008 4 :6-7. 2 马建伟，刘志建。 水工混凝土建筑物裂缝处理技术概述J.北京水务，2007 1 :50-51. 3 邱红雷。 HBPU 聚氨酯水工混凝土填缝止水材料的应用J. 人民黄河，2018 7 :118-119. 4 杨 杰，刘 宁，邢波涛。 LW/HW 水溶性聚氨酯化学灌浆材料在水工混凝土缺陷处理中的应用J. 四川水力发电，2021 4 : 54-56. 5 邹远鹏，宋崇洲，王端明。 聚氨酯胶在水工建筑物上的应用J. 湖北水利发电，2004 2 :57-58. 6 董红伟，姚洪波，杜克勤，等。 HBPU 沥青聚氨酯水工混凝土填缝止水胶在渡槽工程中的应用J. 河南水利与南水北调，2018 3 :47.