專利名稱：橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及現(xiàn)有橋梁加固工程，用以恢復(fù)或提高橋梁地基承載能力。更具體地，本發(fā)明涉及一種橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料及其制備方法，其中該化學(xué)灌漿材料屬于功能高分子領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在橋梁加固過程中，基礎(chǔ)和地基加固是其中重要內(nèi)容。目前加固措施一般采用加大墩臺(tái)和基礎(chǔ)面積和體積以提高基礎(chǔ)承載能力。存在工程大、工期長(zhǎng)、對(duì)橋梁影響大、成本聞等問題?；瘜W(xué)灌漿是將化學(xué)材料配制的漿液用輸送設(shè)備將其灌入到需要處理的部位，修補(bǔ)裂紋、粘結(jié)碎塊、隔斷滲水通道，與被灌物形成密實(shí)核體，以達(dá)到提高工程質(zhì)量的目的。所灌注材料稱為化學(xué)灌漿料?；瘜W(xué)灌漿料種類繁多，包括水玻璃、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、纖維素、三聚氰胺甲醛樹脂、不飽和聚酯樹脂和聚氨酯等。中國(guó)專利ZL200680032276提供了一種灌漿用水泥組合物及使用該組合物的灌漿材料，含有水泥、膨脹劑、火山灰微粉末、發(fā)泡劑和減水劑組成。雖然成本較低，但強(qiáng)度低、滲透性差，不適合在橋梁基礎(chǔ)加固中使用。中國(guó)專利ZL200810301292公開了一種丙烯酸鹽灌漿液，包括A液和B液。A液，丙烯酸鹽水溶 液40 - 50份，丙烯酸酯交聯(lián)劑5 — 7份，促進(jìn)劑O. 5 — 5份，堿金屬氫氧化物添加劑O. 4-0. 5份，水1. 5 — 3份。B液，引發(fā)劑O. 3 - O. 6份，堿金屬氫氧化物添加劑I 一1. 5份，水40 — 5 O份。在土壤加固中試用發(fā)現(xiàn)耐水解性差、壽命短、加強(qiáng)效果不理想。中國(guó)專利ZL03118712公開了一種環(huán)氧樹脂灌漿材料，按重量以100份環(huán)氧值為O.51 O. 54的液態(tài)環(huán)氧樹脂為主劑，以5 50份丙酮和10 60份糠醛為灌漿施工過程中的降粘劑及固化過程中的反應(yīng)劑，通過加入10 60份苯酚甲醛己二胺縮合物或苯酚甲醛間苯二胺縮合物和O. 5 5份硅烷類表面濕潤(rùn)、滲透、粘接增強(qiáng)劑而組成。加固強(qiáng)度大、耐水解性能好，但粘度大、土壤浸潤(rùn)性差、韌性差，且不耐沖擊。中國(guó)專利ZL201010599615、ZL200910101210、ZL200810052170 和 ZL201010617806
都涉及聚氨酯化學(xué)灌漿材料，與本發(fā)明緊密相關(guān)。但是，它們都采用通常的聚氨酯原材料進(jìn)行合成，產(chǎn)品應(yīng)用于橋梁基礎(chǔ)加固時(shí)，存在一個(gè)或多個(gè)以下的缺點(diǎn)/問題強(qiáng)度低；土壤浸透性差；操作時(shí)間短；固化慢；不耐水解。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到至少一個(gè)上述問題/缺點(diǎn)而完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料的制備方法。本發(fā)明采用分子設(shè)計(jì)技術(shù)，合成了具有高粘結(jié)力、高強(qiáng)度、耐老化、長(zhǎng)壽命、高反應(yīng)活性、高土壤滲透性的化學(xué)灌漿料。可通過向橋墩下面和周圍土壤基礎(chǔ)中灌注化學(xué)灌楽·材料，提聞土壤的抗壓能力，從而可有效提聞橋梁承載重量。一種橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料的制備方法，其特征在于包括以下步驟環(huán)氧氯丙烷與雙酚A進(jìn)行加成反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物；中間產(chǎn)物與多異氰酸酯進(jìn)行加成反應(yīng)，得到最終產(chǎn)物即所述化學(xué)灌漿料，其中，環(huán)氧氯丙烷占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為5%-30%，雙酚A占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為10%-50%，多異氰酸酯占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為20% - 85%，所
述中間產(chǎn)物的化學(xué)式為
權(quán)利要求
1.一種橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料的制備方法，其特征在于包括以下步驟環(huán)氧氯丙烷與雙酚A進(jìn)行加成反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物；中間產(chǎn)物與多異氰酸酯進(jìn)行加成反應(yīng)，得到最終產(chǎn)物即所述化學(xué)灌漿料，其中，環(huán)氧氯丙烷占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為5% - 30%，雙酚A占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為10% - 50%,多異氰酸酯占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為20% - 85%，所述中間產(chǎn)物的化學(xué)式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述多異氰酸酯包括甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、多苯基多次甲基多異氰酸酯、己二異氰酸酯、萘二異氰酸酯、或異弗爾酮二異氰酸酯(簡(jiǎn)稱IPDI)，或者上述多異氰酸酯的混合物、多聚體或者聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的雙酚A和環(huán)氧氯丙烷包括二者的純凈物、混合物和/或二者的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1一 3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于環(huán)氧氯丙烷與雙酚A采用催化劑進(jìn)行加成反應(yīng)，該催化劑包括NaOH、KOH或者LiOH。
5.根據(jù)權(quán)利要求1一 3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于中間產(chǎn)物與多異氰酸酯采用催化劑進(jìn)行加成反應(yīng)，該催化劑包括二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三乙烯二胺、醋酸苯汞、或者異辛酸鉛。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一 3任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于其中多異氰酸酯摩爾數(shù)過量，在加成反應(yīng)中封端得到含有異氰酸酯基團(tuán)的聚氨酯預(yù)聚物，異氰酸酯基團(tuán)紅外特征峰位于 2240-2275Cm-1。
7.一種橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料，其特征在于采用權(quán)利要求1 一 6任一項(xiàng)所述的制備方法制備。
8.一種橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料的合成工藝，包括以下步驟①按照配方添加量向反應(yīng)釜添加二甲苯，啟動(dòng)攪拌，緩慢加入環(huán)氧氯丙烷；升高溫度至70°C — 80°C，加入雙酚A，使其熔化、混合，其中所述配方添加量具體為環(huán)氧氯丙烷占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為5% -30%，雙酚A占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為10% - 50%，多異氰酸酯占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為20% - 85% ;②向反應(yīng)釜中滴加催化劑NaOH、KOH或者LiOH，混合均勻，保持溫度80°C —90°C，進(jìn)行反應(yīng)；③降低溫度，加入純水混合攪拌，放出反應(yīng)釜水相，重復(fù)洗滌；④反應(yīng)釜加熱蒸餾二甲苯，從反應(yīng)釜的分水器中除去殘余水分，檢測(cè)反應(yīng)釜中原料水分含量，小于.0.02%時(shí)，進(jìn)入下一步反應(yīng)；⑤加入多異氰酸酯原料，進(jìn)行反應(yīng)；⑥啟動(dòng)真空泵，逐步升高溫度至130°C，真空度大于0. 095MPa;⑦充入氮?dú)?，停止真空泵添加適當(dāng)溶劑，降低反應(yīng)釜溫度至室溫，得到所述化學(xué)灌漿料。
9.一種橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料，其特征在于采用權(quán)利要求8所述的合成工藝制備。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述最終產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)中同時(shí)含有雙酚A加成反應(yīng)產(chǎn)物、環(huán)氧氯丙烷鏈節(jié)加成反應(yīng)產(chǎn)物和異氰酸酯反應(yīng)基團(tuán)。
全文摘要
一種橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料的制備方法，包括以下步驟環(huán)氧氯丙烷與雙酚A進(jìn)行加成反應(yīng)，得到中間產(chǎn)物;中間產(chǎn)物與多異氰酸酯進(jìn)行加成反應(yīng)，得到最終產(chǎn)物即所述化學(xué)灌漿料，其中，環(huán)氧氯丙烷占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為5%－30%，雙酚A占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為10%－50%，多異氰酸酯占最終產(chǎn)物的重量百分?jǐn)?shù)為20%－85%。還提供了采用該制備方法制備的橋梁地基加固用化學(xué)灌漿料，該化學(xué)灌漿料具有以下一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)高粘結(jié)力；高強(qiáng)度；耐老化；長(zhǎng)壽命；高反應(yīng)活性；高土壤滲透性。通過向橋墩下面和周圍土壤基礎(chǔ)中灌注化學(xué)灌漿材料，可提高土壤的抗壓能力，從而有效提高橋梁承載重量。
文檔編號(hào)C07C271/28GK103030577SQ20131000129
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2013年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月5日
發(fā)明者牛斌, 胡所亭, 王樂然, 唐功慶, 郭晨 申請(qǐng)人:中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所