一种装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板的制备方法。其工艺过程包括两个部分：1、原材料的制备，2、采用浇注成型工艺制备预制板。原材料主要由A、B、C三组分组成：A组分由水玻璃、乙二醇、N220聚醚、过氧化苯甲酰、催化剂组成，B组分由多亚甲基多苯基多异氰酸酯、MDI

【技术实现步骤摘要】
一种装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板的制备方法


[0001]本专利技术涉及隧道工程领域的病害治理，具体涉及一种装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板的制备方法。

技术介绍

[0002]随着国家对建设方面的大量投入，工程建设水平不断提高，发展速度也不断加快，隧道在铁路、公路和水利水电工程中的占比越来越大，并且隧道的建设缩短了人们出行的路程，提高了出行的效率，方便了人们的生活，同时也缓解了交通紧张问题。然而随着科技的不断发展，隧道也受着诸多因素的影响，如地震、洪水、泥石流、火灾等，这些灾害严重影响了隧道的稳定性，并且隧道的质量问题也日益突出，先后有多条铁路隧道出现拱部开裂掉块、修补脱落、敲击空响、渗漏水槽修补脱落和涌水等病害，这些问题的存在及可能造成衬砌荷载增大、围岩松弛增加，加据地表下沉，严重威胁行车安全。部分线路在静态验收时，因隧道质量问题严重推迟开通，对运营和安全造成了严重影响，经济损失巨大。分析不同的围岩类型及隧道传统衬砌施工的主要病害，其产生的原因是衬砌厚度不足、空洞及衬砌背后不密实等。
[0003]针对现有存在的这些问题，其病害处理的措施主要套衬、开窗和注浆为主。开窗和注浆等手段需要进行现场作业，人工操作效率低下，同时施工过程中伴随开窗、凿槽和钻孔等操作，工人施工不便，并且施工的结果也受到工人的技术影响。而随着技术的不断发展，新材料的不断引入，套衬工艺受到了大家的广泛关注，传统套衬是以钢板或者是钢筋混凝土为主，材料过于笨重，需要人工量较大，施工性也比较困难。随着新技术的不断发展，对于套衬的加固手段也更加丰富，如粘贴FPR布，碳纤维编织网增强混凝土(TRC)，玻纤加固材料，聚氨酯加固材料等，该材料操作简单，高效且环保。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足与问题，本专利技术提供了一种装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板的制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板的制备方法，由A组分、B组分、C组分组成；其中
[0007](1)A、B组分含量以质量份数为计：
[0008]A组分：水玻璃50～80份，乙二醇20～40份，N220聚醚5～20份，过氧化苯甲酰0.1～0.3份，催化剂0.1～0.6份；
[0009]B组分：多亚甲基多苯基多异氰酸酯60～75份，MDI
‑
50 10～25份，丙烯酸羟乙酯5～20份，N，N
‑
二甲基苯胺0.1～0.3份，增塑剂5～10份；
[0010]C组分：预制钢筋框架；
[0011](2)A、B组分的制备
[0012]A组分：按比例将水玻璃、乙二醇、N220聚醚、过氧化苯甲酰、催化剂依次加入到反应釜中进行混合搅拌，之后在真空度0.08～0.09MPa条件下脱泡10～15min备用；
[0013]B组分：按比例先将MDI
‑
50和丙烯酸羟乙酯进行预聚反应，之后按比例依次加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯、N，N
‑
二甲基苯胺，增塑剂在反应釜中进行混合搅拌，之后在真空度0.08～0.09MPa条件下脱泡10～15min备用；
[0014](3)在金属模具中涂脱模剂；
[0015](4)在金属模具中放入C组分预制钢筋框架；
[0016](5)使用浇注机将(1)中的A、B组分按的质量比1:1进行计量混合浇注到准备好的模具中；
[0017](6)合模，使混合料在模具中进行熟化，熟化温度为80～100℃，熟化时间为3～5h，熟化结束后进行脱模制得装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板。
[0018]所述步骤(1)A组分中所述水玻璃为硅酸钠水玻璃，水玻璃的模数为2.2～2.5,水玻璃的密度为1.526～1.599g/cm3,波美度48～50
°
B
é
；所述乙二醇为山东旭辉化工有限公司生产工业乙二醇；所述的N220聚醚为蓝星东大有限公司生产的聚醚多元醇；所述的过氧化苯甲酰为武汉曙尔生物科技有限公司生产的工业品过氧化物引发剂；所述的催化剂为脂肪族胺类催化剂或脂环族胺类催化剂包括三乙烯二胺、二甲基环己胺(DMCHA)、二甲基乙醇胺(DMEA)，且均为市售聚氨酯催化剂。
[0019]所述步骤(1)中B组分所述MDI
‑
50为2，4
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯与4，4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物，
‑
NCO基团质量含量为33.6％，多亚甲基多苯基多异氰酸酯的
‑
NCO基团质量含量为31.1～31.5％，MDI
‑
50、多亚甲基多苯基多异氰酸酯均为万华化学集团股份有限公司生产；所述丙烯酸羟乙酯为湖北恒景瑞化工有限公司生产；所述的N，N
‑
二甲基苯胺为淄博鑫荣化工科技有限公司生产工业品还原剂；所述的增塑剂为对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或两种，且均为市售增塑剂。
[0020]所述步骤(2)中A组分水玻璃、乙二醇、N220聚醚、过氧化苯甲酰、催化剂按比例依次加入反应釜中在室温下混合搅拌，搅拌时间为30～50min，搅拌转速为30～50r/min；B组分先将MDI
‑
50与丙烯酸羟乙酯按比例加入反应釜中进行预聚反应，反应温度为75～80℃，反应时间为2.5h，搅拌转速为30～50r/min，之后降至常温，按比例依次加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯、N，N
‑
二甲基苯胺、增塑剂进行混合搅拌，搅拌时间为30～50min。
[0021]所述步骤(5)中所使用的浇注机为温州飞龙聚氨酯设备工程有限公司生产的PU20F
‑
Y4浇注机，浇注量为每分钟20～40公斤，浇注机混合料转速为2000～5000r/min，A、B组分混合浇注时间为90s～180s。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和优异效果：
[0023](1)与传统的隧道修补现场施工工艺相比，本方案具有操作简单、减少植筋操作、缩短了施工过程的天窗时间，并且能够减少劳动力、保证施工的快速性与安全性，并且通过浇注机进行浇注成型，能够充分发挥工厂化、模具化、机械化、标准化的优势。
[0024](2)与钢板、混凝土套衬相比，本方案以硅酸盐改性聚氨酯为原材料具有耐温、耐酸、耐溶剂、耐水、质轻等优点。
[0025]该材料由三组分所组成，通过浇注机进行浇注成型，能够充分发挥工厂化、模具化、机械化、标准化的优势。相较于传统隧道修补工艺具有操作简单、减少植筋操作、缩短了
施工过程的天窗时间，并且能够减少劳动力、保证施工的快速性与安全性。
具体实施方式
[0026]实施例1
[0027](1)A，B、C组分的组成，A，B组分含量以质量份数为计：
[0028]A组分：在反应釜中依次加入50份水玻璃、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板的制备方法，其特征在于：由A组分、B组分、C组分组成；其中(1)A、B组分含量以质量份数为计：A组分：水玻璃50～80份，乙二醇20～40份，N220聚醚5～20份，过氧化苯甲酰0.1～0.3份，催化剂0.1～0.6份；B组分：多亚甲基多苯基多异氰酸酯60～75份，MDI
‑
50 10～25份，丙烯酸羟乙酯5～20份，N，N
‑
二甲基苯胺0.1～0.3份，增塑剂5～10份；C组分：预制钢筋框架；(2)A、B组分的制备A组分：按比例将水玻璃、乙二醇、N220聚醚、过氧化苯甲酰、催化剂依次加入到反应釜中进行混合搅拌，之后在真空度0.08～0.09MPa条件下脱泡10～15min备用；B组分：按比例先将MDI
‑
50和丙烯酸羟乙酯进行预聚反应，之后按比例依次加入多亚甲基多苯基多异氰酸酯、N，N
‑
二甲基苯胺，增塑剂在反应釜中进行混合搅拌，之后在真空度0.08～0.09MPa条件下脱泡10～15min备用；(3)在金属模具中涂脱模剂；(4)在金属模具中放入C组分预制钢筋框架；(5)使用浇注机将(1)中的A、B组分按的质量比1:1进行计量混合浇注到准备好的模具中；(6)合模，使混合料在模具中进行熟化，熟化温度为80～100℃，熟化时间为3～5h，熟化结束后进行脱模制得装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板。2.根据权利要求1所述的一种装配式隧道衬砌硅酸盐改性聚氨酯预制板的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)A组分中所述水玻璃为硅酸钠水玻璃，水玻璃的模数为2.2～2.5,水玻璃的密度为1.526～1.599g/cm3,波美度48～50
°
B
é
；所述乙二醇为山东旭辉化工有限公司生产工业乙二醇；所述的N220聚醚为蓝星东大有限公司生产的聚醚多元醇；所述的过氧化苯甲酰为武汉曙尔生物科技有限公司生产的工业品过氧化物引发剂；所述的催化剂为脂肪族胺类催化剂或脂环族胺类催化剂包括三乙烯二胺、二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建中，毛宇杰，柴亚跃，王宏源，刘舒敏，
申请(专利权)人：山西凝固力新型材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：