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科普| 丙烯酸盐喷膜材料简析

2021-09-27 15:14:41

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丙烯酸盐化学灌浆材料这两年在国内比较火爆,而丙烯酸盐喷膜材料却鲜为人知,我们只偶尔在一些人口中或一些工程中遇见,却不真正了解。


为了助您更好地了解什么是‘丙烯酸盐喷膜材料’,咱们试着通过两期的内容为您解析之!





大环境


目前,我国公路和铁路隧道的渗漏水问题仍然十分严峻,但现有的隧道防水工程的原料和施工技术水平并不能满足要求。尤其是在环保要求日益提高的今天,对环境友好型防水材料的需求越来越迫切。


为此,开发了一种满足隧道防水需求的丙烯酸盐喷膜防水材料和一种自修复能力的丙烯酸盐喷膜防水材料。




防水喷层研究进展


防水喷层最早出现于上世纪60年代,西欧一些***在建设公路隧道和铁路的时候会使用掺加有玻璃纤维的聚酯树脂喷层对隧道进行防水处理,随后出现了沥青-橡胶的混合物喷层。


但此阶段的喷层,无论是玻璃纤维聚酯还是沥青-橡胶混合物,都处于技术不成熟,配套设施不完善的阶段。


在进入80年代后,随着各国日益重视隧道的防水施工,逐渐出现了以聚氨酯和聚脲为主体的隧道喷层;90年代初,日本人首先使用了以丙烯酸盐为主体的隧道喷层,并适用于新港南台泵场建筑、阪神福岛地下工程等。


也是在这一时期,我国开始了对隧道喷层的初步探索,使用离子乳化沥青胶乳防水涂料为十几座铁路进行了防渗漏水处理。


进入了新世纪后,以德国BASF为代表的外国公司陆续使用了喷膜防水技术为数十余座隧道进行了防水处理,并开发出了以机械臂施工的自动化施工工艺。


与此同时,国内的隧道喷膜防水技术也随着我国基建工程的加速而发展,西南交通大学从施工技术入手,逐步探索喷膜防水材料的原料组成,报道了以丙烯酸镁为主体、以过硫酸铵、亚硫酸氢钠、以碳酸钙、氧化镁、粉煤灰为填料的喷膜防水材料,并应用于众多地铁和铁路隧道当中。





目前,我国最常用的隧道防水方式仍然是在基底之上铺设防水板材,这种防水技术的原料价格低廉,施工简单,但也存在众多缺陷。


比如,板材在安装过程中,每块板材间需要连接甚至铆合,不但连接处会产生缝隙,且会在板材上造成裂纹、孔洞,甚至是板材的破坏、开裂;且铺设二次衬砌后的挤压会使防水板材收到剪切和拉伸,易发生断裂破坏。


这些因防水板材本身特性而造成的缝隙、裂纹、孔洞无法避免、无法预测,却数量会随着隧道施工量的增加和使用时间的延长而增加。


隧道四周的地下渗水会流经这些缝隙、裂纹、孔洞,造成防水板材实效,对隧道本体造成破坏。


而喷膜防水材料因为一体成型,可以有效避免因为板块分块安装而存在的缝隙;喷膜材料在成型固化前具有流动性,在喷枪中加压喷射后可以迅速填充孔隙,有效的避免了防水层与基底间的缝隙,减少了使用过程中出现渗漏水现象,所以发展喷膜防水材料对隧道的施工有很重要的意义。


尤其是在人们重视环保的今天,隧道施工深入各种地形和不同气候区域,发展可适应极端环境的环境友好型喷膜防水材料更是具有十分重要的意义。





丙烯酸盐喷膜材料原理


丙烯酸盐喷膜防水材料是一种由A液、B液共同组成的双组份喷膜防水材料,以水溶性的不饱和羧酸盐单体为主剂,以水为溶剂,加入填料和数中助剂组成喷膜主液。


两种组分在喷射过程中发生混合并迅速引发聚合,最终交联成膜。成膜过程通常是一个化学反应的过程,有时会是物理反应-化学反应混合的过程。


以氧化剂、还原剂为引发剂,在施工现场通过喷枪喷射,将双组份混合并引发聚合反应,瞬间在防水基底表面形成一层厚度为2~3mm的具有防水和隔离功能的复合材料防水薄膜。


具体工艺如下:






目前,国内在丙烯酸盐喷膜材料方面的研究还处于初始阶段,还远没有达到成熟运用的地步。具内部小道消息,现在在施工使用的成品也很大一部分是进口过来的而非实际自我研发出来的。


下一期,我们将会进步介绍丙烯酸盐喷膜材料的一个重要物化性能“自修复功能”。



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