CN107759765B - 一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料的制备及其应用 - Google Patents

一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料的制备及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及隧道注浆堵漏加固技术领域，具体公开了一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料及其制备和应用。该高聚物材料的制备及其应用需要对聚醚多元醇进行真空干燥，依次将聚醚多元醇、蓖麻油、1,4‑丁二醇、三乙醇胺、丙酮和正戊烷组分按比例加入反应容器中，然后再加入有机蒙脱土，使其充分混合，制成A料；将所得的A料在搅拌状态下加入异氰酸酯，直到混合液颜色即将发白时将其倒入装有级配碎石的联模具中发泡，同时用高压水不断冲刷，模拟隧道大涌水量状态，待完全成型发泡后停止冲刷，待泡沫完全熟化后再成型，得到样品。该聚氨酯材料可解决大涌水量隧道的注浆堵漏及加固等问题。该材料具有制备工艺简单、环境友好、强度高、不透水、阻燃等特点。

Description

一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料的制备及其应用
技术领域
本发明涉及隧道注浆堵漏加固技术领域，具体涉及一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料的制备及其应用。
背景技术
2016年交通运输行业发展统计公报显示我国公路隧道有15181处、1403.97万米，其中特长隧道815处、362.27万米，长隧道3520处、604.55万米。山西省表里山河，地处太行山以西，吕梁山以东，黄河中游东岸，地形地貌极为复杂。2016年山西省收费公路统计公报数据显示独立桥梁隧道80.3公里，占收费公路里程的1.2％。隧道在山西省高速公路的修建中占有重要地位。
我国大部分隧道部分区域含大量围岩，局部有涌水、富水断层。地表水的分布和发育高程控制了地下水系统的动力循环，进而对隧道内岩溶发育和展布结构有明显的控制作用。隧道洞身通过广泛分布的可溶岩地质，岩溶发育强烈，水文地质复杂，由此造成隧道岩溶区处理尤为困难。
目前高聚物品种繁多、应用领域广泛、用量大、生产企业众多。高聚物注浆材料是一种真溶液，无悬浮粒子，所以比水泥注浆材料具有更好的可注性，它能对某些细微裂缝、孔隙进行注浆，能按工程需要调节注浆胶凝时间，并具有较高的粘结强度。但是常规的高聚物无法封堵水分，且能够与水发生反应，造成结构强度不高，同时由于高聚物合成反应为高放热量反应，因此，亟待开发具有堵水加固阻燃(降低高聚物反应放热)功能的高聚物材料，并为大涌水量隧道堵漏加固提供解决方案。
发明内容
为解决大涌水量隧道堵漏加固等问题，本发明提供了一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料的制备及其应用，该注浆堵漏加固高聚物材料无毒、无污染，属于环境友好型材料。
该制备方法简单易行，操作方便，对设备要求低，工艺简单。
实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
一种隧道注浆堵漏加固高聚物材料，由以下质量比的原料制备而成，有机蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷＝1-5：40：10：50：2：0.2-0.5：100：0.2-0.5。
进一步的，所述异氰酸酯为PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。
进一步的，所述聚醚多元醇为聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物，两者质量比为1:1，二者在105℃、0.1atm的真空干燥箱中烘干24h后再使用。
进一步的，所述有机蒙脱土为十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土或十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土。本发明还提供了一种上述的隧道注浆堵漏加固高聚物材料在隧道注浆堵漏加固中的应用，尤其适用于大涌水量隧道，所述应用包括如下步骤：
1)依次将聚醚多元醇、蓖麻油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、丙酮和正戊烷加入反应容器中，然后再向其中加入有机蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2)在搅拌状态下向步骤1)所得的A料中加入异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其填充至待堵漏加固处。
本发明同时进行了模拟所述注浆堵漏加固高聚物材料在大涌水量隧道注浆堵漏加固中的应用的实验，依次包括如下步骤：
1)依次将聚醚多元醇、蓖麻油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、丙酮和正戊烷加入反应容器中，然后再向其中加入有机蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2)选取级配碎石，搅拌混合均匀放入模具中；
3)在搅拌状态下，向步骤1)所得的A料中加入异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其倒入步骤2)制备的装有级配碎石的模具中发泡；
4)将混合液倒入模具的同时用高压水不断冲刷混合液表面，待高聚物完全成型发泡后停止冲刷，待高聚物固化完全后制备样品。
优选的，有机蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷的质量比为：4：40：10：50：2：0.2：100：0.2。
进一步的，步骤3)中混合液与级配碎石的质量比为1:8；进一步的，所述步骤1)和步骤3)中所述搅拌均采用低转速搅拌机，搅拌速率为100-150转/分，搅拌温度为50℃，使其混合均匀。
进一步的，所述步骤2)中，搅拌混合使用的是沥青混合料专用拌锅恒速搅拌180s。
进一步的，所述步骤4)中，高压水不断冲刷选用水流量可控的高压水枪冲刷以控制用水量恒定为2.5m3/h。
进一步的，所述步骤2)中选取的级配碎石是按AC16沥青混合料级配组成选取碎石。
该注浆堵漏加固高聚物材料反应机理如下：
该发明所述高聚物也可称为有机蒙脱土改性蓖麻油基聚氨酯，其反应过程包括蓖麻油基聚氨酯的合成反应，有机蒙脱土插层反应即聚氨酯插入有机蒙脱土层间反应。
(1)蓖麻油基聚氨酯的合成反应：
Figure BDA0001475033030000031
(2)聚氨酯插入有机蒙脱土层间反应：
Figure BDA0001475033030000032
以上就是整个注浆堵漏加固高聚物材料的制备过程中发生的重要反应。
异氰酸酯(MDI/PAPI/TDI)作为高聚物材料的主剂，起到填充注浆作用；聚醚多元醇和蓖麻油在高聚物材料制备过程中充当固化剂，起到固化异氰酸酯的作用；1,4-丁二醇在高聚物制备过程中充当扩链剂，起到增加聚氨酯链长、提高高聚物注浆材料强度的作用；三乙醇胺在高聚物制备过程中充当催化剂，起到催化高聚物预聚体的合成、调控高聚物固化时间的作用；有机蒙脱土作为外加剂，在高聚物中起到阻燃、防渗、提高浆液渗透性的作用；正戊烷则为发泡剂，丙酮为溶剂。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1)本发明的高聚物材料的制备方法简单易行，操作方便，所需的设备简单常见，不需要投入过多的设备用经费，因此，本发明所述高聚物材料所需的生产成本低廉，适合工业化大生产。
2)本发明高聚物材料的制备及其应用可解决大涌水量隧道注浆堵漏加固等问题。
附图说明
图1为实施例1的高聚物注浆材料制备过程示意图。
图2为实施例1制备高聚物注浆材料所用注浆设备。
图3为实施例1制备高聚物注浆材料所用连续注浆枪。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
力学性能的评判：对于高聚物而言，抗压强度是极为重要的评价指标，其大小关系到高聚物在隧道工程中的应用，不容忽视。本申请文件中高聚物注浆材料力学性能测试参照《ASTM D3501-05和D3499-11材料力学性能测试标准》。
渗透系数定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨架的难易程度，按照《MT 224-1990煤和岩石渗透系数测定方法》测定。
可燃性用残焰时间表示，参照塑料可燃性的试验方法与标准(UL94可燃性试验)进行测试。
以下实施例中所用AC16沥青混合料级配选取的碎石具体组成如下：通过19mm筛孔的集料含量100％；通过16mm筛孔的集料含量95％；通过13.2mm筛孔的集料含量84％；通过9.5mm筛孔的集料含量70％；通过4.75mm筛孔的集料含量48％；通过2.36mm筛孔的集料含量34％；通过1.18mm筛孔的集料含量24％；通过0.6mm筛孔的集料含量18％；通过0.3mm筛孔的集料含量12％；通过0.15mm筛孔的集料含量10％；通过0.075mm筛孔的集料含量6％。
以下实施例中所用十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土或十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土为利用十二烷基苯磺酸铵或十六烷基苯磺酸铵作为插层剂对蒙脱土进行改性所制得的有机蒙脱土。
实施例1
一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料，由以下重量份配比的原料制备而成，十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷＝1：40：10：50：2：0.2：100：0.2；
其中，聚醚多元醇为聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物，两者质量比为1:1，二者在105℃、0.1atm真空干燥箱烘干24h后再使用；
异氰酸酯为PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯；
一种利用上述材料制备高聚物注浆材料的方法，其步骤是：
1)依次将40份聚醚多元醇(聚醚多元醇303和聚醚多元醇204等质量的混合物)、10份蓖麻油、2份1,4-丁二醇、0.2份三乙醇胺、100份丙酮和0.2份正戊烷加入反应杯，然后再加入1份十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2)按AC16沥青混合料级配组成选取碎石，搅拌混合均匀后放入70.7*70.7*70.7mm三联模，并用塑料纸将三联模和碎石分开；
3)在搅拌状态下，向步骤1)所得的A料中加入50份B料PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其倒入步骤2)制备的装有级配碎石的三联模具中，混合液与级配碎石的质量比为1:8；
4)将高聚物混合液倒入三联模的同时用高压水不断冲刷混合液表面，水流量是2.5m3/h，模拟隧道大涌水量状态，待高聚物完全成型发泡后停止冲刷，待高聚物固化完全后用切割刀具切割样品，使其呈70.7*70.7*70.7mm规格尺寸，测试其抗压强度及渗透系数；
步骤1)中，混合搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌0.5小时，搅拌温度为50℃，使其混合均匀。
步骤2)中，搅拌混合使用的是沥青混合料专用拌锅恒速搅拌180s。
步骤3)中，搅拌采用低转速搅拌机，搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌，搅拌温度为50℃。
步骤4)中，高压水不断冲刷选用水流量可控的高压水枪冲刷以控制用水量恒定为2.5m3/h。
本实施例制备的高聚物注浆材料固化后的抗压强度较高，其24h后固化强度为25.0MPa，渗透系数为1.2×10-8cm/s，残焰时间为48s，材料属于V-0等级。由此表明，本实施例的高聚物注浆材料的力学性能较好。高聚物的注浆过程示意图如图1所示，制备高聚物所用的注浆设备如图2所示，制备高聚物的连续注浆枪如图3所示。
实施例2
一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料，由以下重量份配比的原料制备而成，十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷＝2：40：10：50：2：0.2：100：0.2；
其中，聚醚多元醇为聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物，两者质量比为1:1，二者在105℃、0.1atm真空干燥箱烘干24h后再使用；
异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
一种利用上述材料制备高聚物注浆材料的方法，其步骤是：
1)依次将40份聚醚多元醇(聚醚多元醇303和聚醚多元醇204等质量的混合物)、10份蓖麻油、2份1,4-丁二醇、0.2份三乙醇胺、100份丙酮和0.2份正戊烷加入反应杯，然后再加入2份十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2)按AC16沥青混合料级配组成选取碎石，搅拌混合均匀后放入70.7*70.7*70.7mm三联模，并用塑料纸将三联模和碎石分开；
3)在搅拌状态下，向步骤1)所得的A料中加入50份B料二苯基甲烷二异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其倒入步骤2)制备的装有级配碎石的三联模具中发泡，混合液与级配碎石的质量比为1:8；
4)将高聚物混合液倒入三联模的同时用高压水不断冲刷混合液表面，水流量是2.5m3/h，模拟隧道大涌水量状态，待高聚物完全成型发泡后停止冲刷，待高聚物固化完全后用切割刀具切割样品，使其呈70.7*70.7*70.7mm规格尺寸，测试其抗压强度及渗透系数；
步骤1)中，混合搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌0.5小时，搅拌温度为50℃，使其混合均匀。
步骤2)中，搅拌混合使用的是沥青混合料专用拌锅恒速搅拌180s。
步骤3)中，搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌，搅拌温度为50℃。
步骤4)中，高压水不断冲刷选用水流量可控的高压水枪冲刷以控制用水量恒定为2.5m3/h。
本实施例的高聚物注浆材料固化后的抗压强度较高，其24h后固化强度为28.0MPa，渗透系数为1.5×10-8cm/s，残焰时间为68s，材料属于V-1等级。由此表明，本实施例的高聚物注浆材料的力学性能较好。
实施例3
一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料，由以下重量份配比的原料制备而成，十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷＝3：40：10：50：2：0.2：100：0.2；
其中，聚醚多元醇为聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物，两者质量比为1:1，二者在105℃、0.1atm真空干燥箱烘干24h后再使用；
异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
一种利用上述材料制备高聚物注浆材料的方法，其步骤是：
1)依次将40份聚醚多元醇(聚醚多元醇303和聚醚多元醇204等质量的混合物)、10份蓖麻油、2份1,4-丁二醇、0.2份三乙醇胺、100份丙酮和0.2份正戊烷加入反应杯，然后再加入3份十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2)按AC16沥青混合料级配组成选取碎石，搅拌混合均匀后放入70.7*70.7*70.7mm三联模，并用塑料纸将三联模和碎石分开；
3)在搅拌状态下，向步骤1)所得的A料中加入50份B料甲苯二异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其倒入步骤2)制备的装有级配碎石的三联模具中发泡，混合液与级配碎石的质量比为1:8；
4)将高聚物混合液倒入三联模的同时用高压水不断冲刷混合液表面，水流量是2.5m3/h，模拟隧道大涌水量状态，待高聚物完全成型发泡后停止冲刷，待高聚物固化完全后用切割刀具切割样品，使其呈70.7*70.7*70.7mm规格尺寸，测试其抗压强度及渗透系数；
步骤1)中，混合搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌0.5小时，搅拌温度为50℃，使其混合均匀。
步骤2)中，搅拌混合使用的是沥青混合料专用拌锅恒速搅拌180s。
步骤3)中，搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌，搅拌温度为50℃。
步骤4)中，高压水不断冲刷选用水流量可控的高压水枪冲刷以控制用水量恒定为2.5m3/h。
本实施例的高聚物注浆材料固化后的抗压强度较高，其24h后固化强度为30.2MPa，渗透系数为1.7×10-8cm/s，残焰时间为157s，材料属于V-1等级。由此表明，本实施例的高聚物注浆材料的力学性能较好。
实施例4
一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料，由以下重量份配比的原料制备而成，十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷＝4：40：10：50：2：0.2：100：0.2；
其中，聚醚多元醇为聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物，两者质量比为1:1，二者在105℃、0.1atm真空干燥箱烘干24h后再使用；
异氰酸酯为PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯。
一种利用上述材料制备高聚物注浆材料的方法，其步骤是：
1)依次将40份聚醚多元醇(聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物)、10份蓖麻油、2份1,4-丁二醇、0.2份三乙醇胺、100份丙酮和0.2份正戊烷加入反应杯，然后再加入4份十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2)按AC16沥青混合料级配组成选取碎石，搅拌混合均匀后放入70.7*70.7*70.7mm三联模，并用塑料纸将三联模和碎石分开；
3)在搅拌状态下，向步骤1)所得的A料中加入50份B料PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其倒入步骤2)制备的装有级配碎石的三联模具中发泡，混合液与级配碎石的质量比为1:8；
4)将高聚物混合液倒入三联模的同时用高压水不断冲刷混合液表面，水流量是2.5m3/h，模拟隧道大涌水量状态，待高聚物完全成型发泡后停止冲刷，待高聚物固化完全后用切割刀具切割样品，使其呈70.7*70.7*70.7mm规格尺寸，测试其抗压强度及渗透系数；
步骤1)中，混合搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌0.5小时，搅拌温度为50℃，使其混合均匀。
步骤2)中，搅拌混合使用的是沥青混合料专用拌锅恒速搅拌180s。
步骤3)中，搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌，搅拌温度为50℃。
步骤4)中，高压水不断冲刷选用水流量可控的高压水枪冲刷以控制用水量恒定为2.5m3/h。
本实施例的高聚物注浆材料固化后的抗压强度较高，其24h后固化强度为32.5MPa，渗透系数为2.1×10-8cm/s，残焰时间为250s，材料属于V-2等级。由此表明，本实施例的高聚物注浆材料的力学性能较好。
实施例5
一种大涌水量隧道注浆堵漏加固高聚物材料，由以下重量份配比的原料制备而成，十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷＝5：40：10：50：2：0.2：100：0.2；
其中，聚醚多元醇为聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物，两者质量比为1:1，二者在105℃、0.1atm真空干燥箱烘干24h后再使用；
异氰酸酯为PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯。
一种利用上述材料制备高聚物注浆材料的方法，其步骤是：
1)依次将40份聚醚多元醇(聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物)、10份蓖麻油、2份1,4-丁二醇、0.2份三乙醇胺、100份丙酮和0.2份正戊烷组分按权利要求2所述比例加入反应杯，然后再加入5份十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2)按AC16沥青混合料级配组成选取碎石，搅拌混合均匀后放入70.7*70.7*70.7mm三联模，并用塑料纸将三联模和碎石分开；
3)在搅拌状态下，向步骤1)所得的A料中加入50份B料PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其倒入步骤2)制备的装有级配碎石的三联模具中发泡，混合液与级配碎石的质量比为1:8；
4)将高聚物混合液倒入三联模的同时用高压水不断冲刷混合液表面，水流量是2.5m3/h，模拟隧道大涌水量状态，待高聚物完全成型发泡后停止冲刷，待高聚物固化完全后用切割刀具切割样品，使其呈70.7*70.7*70.7mm规格尺寸，测试其抗压强度及渗透系数；
步骤1)中，混合搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌0.5小时，搅拌温度为50℃，使其混合均匀。
步骤2)中，搅拌混合使用的是沥青混合料专用拌锅恒速搅拌180s。
步骤3)中，搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌，搅拌温度为50℃。
步骤4)中，高压水不断冲刷选用水流量可控的高压水枪冲刷以控制用水量恒定为2.5m3/h。
本实施例的高聚物注浆材料固化后的抗压强度较高，其24h后固化强度为26.8MPa，渗透系数为1.9×10-8cm/s，残焰时间为159s，材料属于V-1等级。由此表明，本实施例的高聚物注浆材料的力学性能较好。
实施例6
一种隧道注浆堵漏加固高聚物材料，由以下重量份配比的原料制备而成，十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷＝1：40：10：50：2：0.2：100：0.2。
其中，聚醚多元醇为聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物，两者质量比为1:1，在105℃、0.1atm真空干燥箱烘干24h后再使用；
异氰酸酯为PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯。
一种利用上述材料制备高聚物注浆材料的方法，其步骤是：
1)依次将40份聚醚多元醇、10份蓖麻油、2份1,4-丁二醇、三乙醇胺、100份丙酮和正戊烷加入反应杯，然后再加入1份十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2)按AC16沥青混合料级配组成选取碎石，搅拌混合均匀后放入70.7*70.7*70.7mm三联模，并用塑料纸将三联模和碎石分开；
3)在搅拌状态下，向步骤1)所得的A料加入B料50份PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其倒入步骤2)制备的装有级配碎石的三联模具中，混合液与级配碎石的质量比为1:8；待高聚物固化完全后用切割刀具切割样品，使其呈70.7*70.7*70.7mm规格尺寸，测试其抗压强度及渗透系数；
步骤1)中，混合搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌0.5小时，搅拌温度为50℃，使其混合均匀。
步骤2)中，搅拌混合使用的是沥青混合料专用拌锅恒速搅拌180s。
步骤3)中，搅拌采用低转速搅拌机搅拌速率为100-150转/分，在恒温水浴下搅拌，搅拌温度为50℃。
本实施例制备的高聚物注浆材料固化后的抗压强度较高，其24h后固化强度为26.5MPa，渗透系数为1.3×10-8cm/s，残焰时间为52s，材料属于V-0等级。由此表明，本实施例的高聚物注浆材料的力学性能较好。
综合比较分析可知，实施例4制备的聚氨酯注浆材料力学性能最佳，堵水加固性能最好，阻燃性能最好，即当高聚物注浆材料组成为有机蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷的质量比如下：4：40：10：50：2：0.2：100：0.2时高聚物注浆材料性能最佳，最适合大涌水量隧道堵漏加固的应用。

Claims (3)

1.一种模拟注浆堵漏加固高聚物材料在大涌水量隧道注浆堵漏加固中的应用的方法，依次包括如下步骤：
1）依次将聚醚多元醇、蓖麻油、1,4-丁二醇、三乙醇胺、丙酮和正戊烷加入反应容器中，然后再向其中加入有机蒙脱土，搅拌使其充分混合，制成A料；
2）选取级配碎石，搅拌混合均匀放入模具中；
3）在搅拌状态下，向步骤1）所得的A料中加入异氰酸酯，继续搅拌，直到混合液颜色即将发白时将其倒入步骤2）制备的装有级配碎石的模具中发泡；
4）将混合液倒入模具的同时用高压水不断冲刷混合液表面，待高聚物完全成型发泡后停止冲刷，待高聚物固化完全后制备样品；
所述步骤2）中选取的级配碎石是按AC16沥青混合料级配组成选取碎石；
所述材料由以下质量比的原料制备而成：有机蒙脱土：聚醚多元醇：蓖麻油：异氰酸酯：1,4-丁二醇：三乙醇胺：丙酮：正戊烷=1-5：40：10：50：2：0.2-0.5：100：0.2-0.5；
所述有机蒙脱土为十二烷基苯磺酸铵改性蒙脱土或十六烷基苯磺酸铵改性蒙脱土；
所述步骤1）和步骤2）中所述搅拌均采用低转速搅拌机，搅拌速率为100-150转/分，搅拌温度为50℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述异氰酸酯为PM-200多亚甲基多苯基异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述聚醚多元醇为聚醚多元醇303和聚醚多元醇204的混合物，两者质量比为1:1，二者在105℃、0.1atm的真空干燥箱中烘干24h后再使用。
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