CW系水免疫納米聚脲防護(hù)修補(bǔ)材料與配套技術(shù)

策劃編輯 唐湘茜 李珍 邵曉妹 陳亮

成果概況

CW系水免疫納米聚脲防護(hù)修補(bǔ)材料與配套技術(shù)系長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院主要針對(duì)三峽“千年工程”而研發(fā)，結(jié)合西部高寒地區(qū)水利水電工程環(huán)境晝夜溫差大，混凝土結(jié)構(gòu)縫開度隨氣溫超幅變化，要求潮濕和明水環(huán)境下粘結(jié)強(qiáng)度高，基面附著力強(qiáng)等技術(shù)難題，以脂肪族聚脲原料為基材，通過添加納米材料以及各種助劑制備而成的一種水免疫納米聚脲防護(hù)修補(bǔ)材料。

該材料以精準(zhǔn)設(shè)計(jì)分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)，通過分子結(jié)構(gòu)調(diào)控，采用超聲波、高速分散機(jī)的物理作用與硅烷偶聯(lián)劑的化學(xué)作用相結(jié)合制備出一種高性能水工混凝土表面防護(hù)修補(bǔ)材料。其由新型脂肪族聚脲和無機(jī)納米粉體以及特殊助劑組成，在有機(jī)一無機(jī)組分的“協(xié)同效應(yīng)”與納米粒子的“納米效應(yīng)”共同作用下，引入韌性高的耐候單體基團(tuán)，使得其具有優(yōu)異的抗?jié)B、抗碳化、抗凍融及抗化學(xué)侵蝕等耐久性性能，且材料具有優(yōu)異的環(huán)保性能，施工完后涂層光滑、硬度高、平整、美觀，是一種可普遍用于水利、水電、水運(yùn)工程過水建筑物表面防護(hù)及美化處理的高性能材料。該材料具有強(qiáng)度高，耐久性優(yōu)異，干燥、潮濕和明水基面均可施工等特點(diǎn)，能顯著提高水工建筑物表面抗?jié)B、抗碳化能力。同時(shí)，該材料底層具有優(yōu)異的粘接性能和抗裂性能，而面層材料拉伸變形性能優(yōu)異，具有超幅伸縮縫適應(yīng)性，能夠適應(yīng)混凝土裂縫寬度的變化，對(duì)裂縫特別是伸縮縫具有很好的修補(bǔ)效果。

與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，該材料與混凝土潮濕基面粘結(jié)強(qiáng)度更高，在潮濕和明水條件下服役效果良好，產(chǎn)品價(jià)格較國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比更具優(yōu)勢(shì)。目前，該材料及處理技術(shù)獲得發(fā)明專利1項(xiàng)，實(shí)用新型專利1項(xiàng)。被列入《水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)重點(diǎn)推廣指導(dǎo)目錄》和《全國水利系統(tǒng)優(yōu)秀產(chǎn)品招標(biāo)重點(diǎn)推薦目錄》，獲得水利先進(jìn)實(shí)用技術(shù)推廣證書。

技術(shù)創(chuàng)新

CW系水免疫納米聚脲有耐腐蝕、抗凍融、綠色環(huán)保、力學(xué)性能良好等優(yōu)異性能

該材料固含量≥98%，拉伸強(qiáng)度≥10 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率≥300%，粘結(jié)強(qiáng)度≥3.0 MPa，抗沖磨（磨損率，72h）≤0 5%，且涂層具有不透水性。環(huán)保性能指標(biāo)按照J(rèn)C/T 1066-2008《建筑防水涂料中有害物限量》測(cè)試均達(dá)到環(huán)保要求。

CW系水免疫納米聚脲材料底層具有優(yōu)異的粘接抗裂性能，面層材料具有超幅伸縮縫適應(yīng)性

底材適應(yīng)性好、涂膜強(qiáng)度高、柔韌性好、耐磨損、耐穿刺、耐撕裂、抗沖擊、耐腐蝕等顯著優(yōu)勢(shì)，將聚厭表面涂層防滲體系和嵌縫材料防滲體系有效結(jié)合形成組合型防滲體系，表面涂層防滲體系是適合于低水壓和裂縫產(chǎn)生及擴(kuò)展工況的止水結(jié)構(gòu)，嵌縫材料防滲體系適合于更高水壓工況的止水結(jié)構(gòu)，組合型防滲體系是針對(duì)具有伸縮縫變形和離水壓的工況，同時(shí)具有阻止繞滲及抗沖磨作用，有效克服了傳統(tǒng)柔性防水涂料的諸多缺陷。

CW系水免疫納米聚脲材料對(duì)溫度適應(yīng)性高，觸變性佳

該材料對(duì)施工環(huán)境的溫度和濕度不敏感，能夠適應(yīng)高寒與極熱環(huán)境的施工要求，此特性將材料的應(yīng)用區(qū)域拓展至西部高寒地區(qū)和赤道熱帶地區(qū)。擁有良好的觸變性，施工效率高、立面厚涂不流掛，保證了材料飾面效果不受涂刷能力影響而降低。

CW系水免疫納米聚脲材料材料耐久性強(qiáng)

將抗老化助劑引入聚脲高分子體系中，使涂層在運(yùn)行期間會(huì)受到光降解和水降解的影響而延緩老化，力學(xué)性能在十年服役期內(nèi)未發(fā)生明顯變化，保持有效的力學(xué)性能的時(shí)間與結(jié)構(gòu)的耐久性。

推廣應(yīng)用

1.成果在三峽工程、南水北調(diào)中線工程、丹江口大壩、天福廟水庫及尚家河水庫等多個(gè)重點(diǎn)水利水電工程得到成功應(yīng)用，均獲得良好效果，取得了重大社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.成果擁有單位保障了多個(gè)國家重點(diǎn)工程安全運(yùn)行和工程效益發(fā)揮，研發(fā)了系列新材料和施工新工藝，解決了過水條件下防滲抗裂的技術(shù)難題，推動(dòng)了學(xué)科發(fā)展i形成了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)了一批工程技術(shù)人才。成果適用于水工過水建筑物大壩溢流面、溢洪道、水工隧洞、水利渠道邊坡及襯砌等的表面缺陷修補(bǔ)及抗沖磨防護(hù)：也可推廣到市政、交通、鐵路等其它混凝土表面防滲、抗裂、抗沖刷修補(bǔ)與防護(hù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。