本發(fā)明涉及水利工程，具體為一種新型灌漿材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、水利工程是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的關(guān)鍵部分，尤其在保障區(qū)域供水、洪水調(diào)節(jié)、灌溉等方面起著重要作用，以某大型平原調(diào)蓄水庫為例，該水庫是重要的調(diào)蓄樞紐，主要用于調(diào)節(jié)跨流域調(diào)水工程的水量分配，并為下游區(qū)域提供生活、工業(yè)及農(nóng)業(yè)用水，水庫總庫容達(dá)數(shù)千萬立方米，其中調(diào)節(jié)庫容占比極大，長期承擔(dān)著高強(qiáng)度的水量調(diào)節(jié)任務(wù)，隨著水庫運(yùn)行規(guī)模的擴(kuò)大及供水需求的增加，水庫周圍地區(qū)的防滲要求越來越高，尤其在涵洞及相關(guān)設(shè)施的建設(shè)中，滲漏問題成為亟須解決的技術(shù)難題。
2、為保障水庫的供水功能，在圍壩處設(shè)置了放水洞，該放水洞為單孔結(jié)構(gòu)，其后部連接現(xiàn)澆鋼筋混凝土方形壓力箱涵，全長較長，由于水庫地基承載力可能無法完全滿足設(shè)計(jì)要求，放水涵洞采用了地基加固處理。然而，在運(yùn)行過程中，放水洞的出口及壓力箱涵的環(huán)向拼接縫處發(fā)生了滲漏，滲漏水沿著水庫下游坡腳處流向截滲溝，影響了水庫的正常運(yùn)行，滲漏可能由涵洞出口及壓力箱涵的不均勻沉降或施工缺陷導(dǎo)致，進(jìn)而引發(fā)橡膠止水帶破壞，無法形成有效的止水屏障。
3、由于水庫的運(yùn)行和地基沉降，存在一定的滲漏隱患。根據(jù)水庫滲漏事件的描述，放水洞和鋼筋混凝土壓力箱的環(huán)向拼接縫處出現(xiàn)了漏水問題，滲漏點(diǎn)隱蔽性強(qiáng)，導(dǎo)致修復(fù)工作困難，現(xiàn)有的滲漏處理方案多采用錨固法處理，這種方法通常依賴壓力灌漿和傳統(tǒng)的填縫材料如瀝青砂漿，存在施工復(fù)雜、效果不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，尤其是在滲漏點(diǎn)難以精準(zhǔn)定位的情況下，封堵效果往往不理想。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種新型灌漿材料，解決了現(xiàn)有滲漏修復(fù)材料在長期浸水環(huán)境中耐久性差、止水效果衰減的問題。
2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種新型灌漿材料，所述灌漿材料由以下組分組成：
3、聚氨酯30%～50％；
4、環(huán)氧樹脂10%～20％；
5、丙烯酸鹽5%～15％；
6、水玻璃5%～10％；
7、脲醛樹脂5%～10％；
8、酚醛樹脂5%～10％；
9、甲基丙烯酸甲酯5%～10％；
10、催化劑0.5%～2％；
11、填充劑10%～20％；
12、消泡劑0.1%～1％；
13、溶劑10%～20％；
14、穩(wěn)定劑0.5%～2％。
15、進(jìn)一步的，通過精確控制各組分的比例，確保灌漿材料在使用過程中具備優(yōu)異的力學(xué)性能、耐候性及施工適應(yīng)性，聚氨酯的高彈性特性使材料在固化后能夠較好地緩沖外部應(yīng)力，減少裂縫擴(kuò)展，而環(huán)氧樹脂提供了良好的附著力和耐化學(xué)腐蝕性，丙烯酸鹽的引入提高了材料的耐紫外老化性能，同時(shí)增強(qiáng)其耐候性和透明度，水玻璃的加入在增強(qiáng)材料的耐火性和抗?jié)B性的同時(shí)，也有助于改善流動(dòng)性，脲醛樹脂和酚醛樹脂共同作用，使材料兼具優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而甲基丙烯酸甲酯則能夠進(jìn)一步優(yōu)化涂層的附著能力和耐久性，催化劑確保各組分能在適宜的條件下快速固化，填充劑賦予材料必要的力學(xué)支撐，消泡劑有效減少氣泡，提高施工質(zhì)量，溶劑和穩(wěn)定劑的合理搭配保證了材料在存儲和施工過程中的穩(wěn)定性。
16、優(yōu)選的，所述聚氨酯的聚醚多元醇的分子量為3000-5000。
17、進(jìn)一步的，聚醚多元醇的分子量直接影響灌漿材料的柔韌性和耐久性。選擇3000-5000的分子量范圍，使材料在固化后既具備一定的剛性，又能在微裂縫擴(kuò)展過程中提供足夠的緩沖，減少應(yīng)力集中，從而提升材料的抗裂性和使用壽命。
18、優(yōu)選的，所述環(huán)氧樹脂為雙酚a型環(huán)氧樹脂或酚醛型環(huán)氧樹脂。
19、進(jìn)一步的，雙酚a型環(huán)氧樹脂因其高交聯(lián)密度和優(yōu)異的粘結(jié)性能，被廣泛用于增強(qiáng)涂層強(qiáng)度和耐化學(xué)性，而酚醛型環(huán)氧樹脂則在高溫穩(wěn)定性和耐腐蝕性方面表現(xiàn)突出。兩者的選擇使灌漿材料能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場景，如高濕、高溫或酸堿環(huán)境，提高材料的整體耐久性。
20、優(yōu)選的，所述丙烯酸鹽為甲基丙烯酸酯、丙烯酸乙酯或其共聚物。
21、進(jìn)一步的，丙烯酸酯類單體和共聚物可有效提高灌漿材料的耐老化性，使其在長期暴露于紫外線或惡劣氣候條件下仍能保持穩(wěn)定的物理性能。尤其是甲基丙烯酸酯，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較高，使得材料的耐溫范圍更廣，同時(shí)還能提升表面硬度。
22、優(yōu)選的，所述水玻璃的固體含量為40％～60％。
23、進(jìn)一步的，水玻璃主要提供無機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)灌漿材料的抗?jié)B透性和耐火性。固體含量的優(yōu)化可確保灌漿材料既具有良好的流動(dòng)性，又不會(huì)因固體含量過高導(dǎo)致脆性增加。此外，水玻璃的堿性特性還能夠與其他樹脂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，提升材料的整體耐久性。
24、優(yōu)選的，所述脲醛樹脂的分子量為2000-3000之間，具有較高的水解穩(wěn)定性，所述酚醛樹脂含有苯酚和甲醛反應(yīng)生成的酚醛基團(tuán)，且分子量為1000-2000之間，所述甲基丙烯酸甲酯的含量為5％～10％，能夠在固化過程中提供較好的表面附著力。
25、進(jìn)一步的，脲醛樹脂因其良好的水解穩(wěn)定性和機(jī)械性能，在灌漿材料中可提供額外的粘結(jié)強(qiáng)度和剛性。酚醛樹脂的酚醛基團(tuán)能與其他組分形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，提升耐化學(xué)性。甲基丙烯酸甲酯不僅增強(qiáng)材料的附著力，還改善涂層的耐刮擦性，使其適用于高耐磨應(yīng)用場景。
26、優(yōu)選的，所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑，添加量為0.1％～1％，所述穩(wěn)定劑為抗氧化劑bht，添加量為0.5％～2％。
27、進(jìn)一步的，有機(jī)硅消泡劑能快速破除灌漿過程中產(chǎn)生的氣泡，避免氣泡影響材料的致密度和力學(xué)性能。而抗氧化劑bht的加入，能夠抑制材料在長期使用中的氧化降解，使其在惡劣環(huán)境下依舊保持高強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
28、一種新型灌漿材料的制備方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-7所述的一種新型灌漿材料，其特征在于，包括以下步驟：
29、將聚氨酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸鹽、水玻璃、脲醛樹脂、酚醛樹脂和甲基丙烯酸甲酯按質(zhì)量數(shù)比例依次加入反應(yīng)釜，并在攪拌條件下分階段混合，確保各組分均勻分散；
30、向混合體系中逐步加入適量的催化劑、填充劑和消泡劑，持續(xù)攪拌，使添加劑均勻分散并與基體材料充分作用；
31、在溫度為30℃～60℃的條件下，加熱并保持?jǐn)嚢?，使各組分逐步交聯(lián)，并形成穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；
32、反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，緩慢加入溶劑和穩(wěn)定劑，調(diào)節(jié)黏度至300-800mpa·s，并確保溶劑和穩(wěn)定劑充分混合均勻；
33、經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，得到所述新型灌漿材料，保證材料具有良好的流動(dòng)性和施工適應(yīng)性，適用于不同的應(yīng)用環(huán)境。
34、進(jìn)一步的，采用分階段混合和逐步添加的方式，主要是為了避免材料之間的提前反應(yīng)和不兼容性問題，從而保證灌漿材料的均勻性和穩(wěn)定性，在第一步中，聚氨酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸鹽、水玻璃、脲醛樹脂、酚醛樹脂和甲基丙烯酸甲酯被依次加入并攪拌，以確保每種組分能夠初步分散，同時(shí)避免因相互作用導(dǎo)致的不均勻固化，例如，水玻璃（硅酸鈉）在堿性環(huán)境下可能與環(huán)氧樹脂或聚氨酯中的異氰酸酯發(fā)生副反應(yīng)，因此必須確保它們充分混合后再逐步引入催化劑，以控制固化速率并防止提前交聯(lián)，在第二步，催化劑、填充劑和消泡劑被逐步加入，使催化劑的作用更加均勻，并降低填充劑對主體系流變性能的影響，此外，消泡劑的引入有助于防止因攪拌過程中產(chǎn)生氣泡而影響材料的密實(shí)度，隨后，在30℃-60℃的受控溫度下進(jìn)行加熱交聯(lián)，以保證各組分形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，避免因溫度過高或反應(yīng)不均勻?qū)е碌南嗳菪詥栴}，最后，在反應(yīng)完成后，溶劑和穩(wěn)定劑被緩慢加入，確保材料在冷卻后的狀態(tài)下調(diào)整至合適的黏度（300-800mpa·s），從而提升施工適應(yīng)性并保證長期儲存的穩(wěn)定性，該制備方法的設(shè)計(jì)有效規(guī)避了客戶提出的提前反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)通過合理的溫控和添加順序，保證灌漿材料的最終性能。
35、優(yōu)選的，所述催化劑為二甲基環(huán)己胺，填充劑為滑石粉、硅酸鹽粉末或石英粉，添加量為10％～20％。
36、進(jìn)一步的，催化劑的選擇決定了反應(yīng)速率和固化效果，二甲基環(huán)己胺能有效促進(jìn)環(huán)氧樹脂和其他組分的交聯(lián)，提高固化效率。填充劑的加入不僅增強(qiáng)材料的耐壓性能，還能優(yōu)化成本，使其在大規(guī)模應(yīng)用中更具經(jīng)濟(jì)性。
37、優(yōu)選的，所述反應(yīng)溫度為50℃-60℃，持續(xù)時(shí)間為1-3小時(shí)，在反應(yīng)結(jié)束后，加入的溶劑為乙醇或二甲苯，穩(wěn)定劑為抗氧化劑bht，并攪拌30-60分鐘，使其均勻分散，最終得到灌漿材料。
38、進(jìn)一步的，優(yōu)化的溫控和時(shí)間管理，使得材料的固化過程更加穩(wěn)定，有效降低了內(nèi)部缺陷的產(chǎn)生，同時(shí)提升了其耐候性和施工便捷性。
39、本發(fā)明提供了一種新型灌漿材料及其制備方法。具備以下有益效果：
40、1、本發(fā)明采用了反應(yīng)型聚酯基高分子材料，可在濕氣或水環(huán)境中緩慢交聯(lián)固化，形成高強(qiáng)度彈性體，具有優(yōu)異的耐水性和耐水解性。相較于現(xiàn)有技術(shù)中的水凝膠型聚氨酯堵漏材料，其固化后不會(huì)因失水或脫水而降低性能，避免了止水區(qū)域因干結(jié)導(dǎo)致的二次滲漏問題。
41、2、本發(fā)明的材料不僅能密實(shí)填充混凝土裂縫，還能滲入裂縫周圍的混凝土基體，與基層形成更強(qiáng)的結(jié)合，具備自封堵特性。相比之下，傳統(tǒng)的粉狀堵漏材料無法有效滲入裂縫，僅在表面形成封堵層，容易因沉降、錯(cuò)位或裂縫擴(kuò)展而導(dǎo)致再次滲漏。
42、3、本發(fā)明材料在-30℃至50℃的溫度范圍內(nèi)均可保持穩(wěn)定性能，且固化后拉伸強(qiáng)度達(dá)12mpa，斷裂伸長率可超過1000％。傳統(tǒng)發(fā)泡型聚氨酯堵漏材料因內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)，在凍融環(huán)境中容易收縮或破裂，影響耐久性，而本發(fā)明通過高分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保低溫柔性優(yōu)異，在惡劣環(huán)境下長期保持封堵效果。
43、4、本發(fā)明采用單組分體系，無需現(xiàn)場復(fù)配，可直接注漿施工，滲漏處有水仍可進(jìn)行固化反應(yīng)，相較于雙組分聚氨酯或其他需要精確計(jì)量混合的材料，本發(fā)明在施工便利性上更具優(yōu)勢，特別適用于混凝土伸縮縫、隧道、地下室等滲漏治理，大幅提升施工效率，降低人力成本，同時(shí)減少施工誤差，提高封堵可靠性。