王雷雨1，邵曉妹1,2,3，陳 亮1,3*，魏 濤1
（1.長江水利委員會長江科學院，武漢 430010；2.華中科技大學材料成形與模具技術全國重點實驗室，武漢 430074；3.武漢長江科創科技發展有限公司，武漢 430010）
摘要：針對聚氨酯灌漿材料在引調水隧洞不良地質體堵水加固處理中存在造價較高和力學強度較低等問題，采用水玻璃對聚氨酯材料改性，制備改性油溶性聚氨酯，研究多苯基多亞甲基多異氰酸酯（PAPI）、水玻璃和催化劑添加量對材料抗壓強度的影響，通過SEM和FI-IR測試，研究改性聚氨酯的結構對性能的影響規律。結果表明：PAPI、水玻璃和催化劑添加量對材料強度影響大小順序為水玻璃>催化劑>PAPI；當m(PAPI):m(水玻璃):m(催化劑A33)=20:20:1時，試樣的抗壓強度達到49.5MPa，灌漿材料碎石加固體的抗壓強度達到16.5MPa，優于其他同類產品。進一步微觀分析結果表明：改性后的聚氨酯材料表面均勻，無明顯微裂紋，各部分連接為較好的整體；隨著水玻璃用量的增加，波數在1050cm-1附近的紅外特征吸收峰逐漸增強，聚合物鏈段中引入了無機Si-O鍵，該結構提高了聚氨酯的抗壓強度。采用水玻璃改性制備的聚氨酯降低了使用成本，提高了材料力學強度，有望在引調水工程隧洞破碎圍巖堵水加固處理中推廣應用。
關鍵詞：引水隧洞；聚氨酯；水玻璃改性；化學灌漿材料；抗壓強度