隧道水性聚丙烯酸盐防水涂料开发及应用技术研究
发布时间：2021-09-03 14:36
隧道水害是在隧道的修建或运营中遇到水的干扰和危害,水害是隧道中常见的一种病害,调查资料表明,大部分的隧道存在不同的程度的水害。目前,国内外隧道防水材料类型主要有:防水卷材,防水板,防水涂料;防水卷材和防水板焊缝较多,不能紧贴壁面,防水涂料也存在易燃和有害成分。本文研究了一种由丙烯酸盐、甲基丙烯酸盐等单体在水环境中引发剂作用下产生自由基,经过自由基聚合形成的水性聚丙烯酸盐防水涂料,该材料具有施工快,无焊缝,成分环保等优点。本文在以下几方面进行研究:（1）研究了水性聚丙烯酸盐防水涂料的配方,利用高分子自由基聚合理论和正交试验法对防水材料单体的影响趋势进行判定。根据影响趋势确定20组配方,利用秩和比法对20组配方的拉伸性能、粘结性能、撕裂强度进行性能综合评价,最后得到M15为综合性能最好的配方。（2）测试了配方M15的应用性能指标,经过酸碱性试验和SEM图片分析表明,水性聚丙烯酸盐防水涂料在PH值为1314的碱性溶液中发生水解,在PH值为12的酸性溶液中主链断裂破损;能在PH值为56...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
公路隧道漏水影响行车安全由于隧道周围存在丰富的地表水、环境水及围岩裂隙水等地下水资源，隧道投
重庆交通大学硕士学位论文10图2-1粘结强度测试图粘结强度按式2.3计算：σ=F/S（式2.3）式中：σ——粘结强度，单位为兆帕（MPa）；F——试件的最大拉力，单位为牛顿（N）；S——试件粘结强度面的面积单位为平方毫米（mm）。去除表面未被粘结面积不超过20%的试件，粘结强度用其余三个试样的平均值表示，少于三个样本应重新测试，结果精确到0.01MPa。2.2.3性能指标水性聚丙烯酸盐防水涂料相关测试性能指标，参照《丙烯酸盐喷膜防水应用技术规程》相关性能指标。相关检验项目、性能要求和试验方法符合表2.1规定。表2.1水性聚丙烯酸盐防水涂料成膜性能指标检验项目性能要求断裂拉伸强度（MPa）≥1.1断裂拉伸率（%）≥200撕裂强度（KN/m）≥5固体含量（%）≥45不透水性（0.3MPa/min）无渗漏粘结强度（MPa）≥0.32.3原材料选择目前，丙烯酸系列单体根据溶解性来划分主要分为两种，水溶性和油溶性。水溶性单体，是属于能溶于水，大部分也能溶于乙醇、乙醚、苯或其他油性溶剂。油溶性单体，是不能溶于水，或者微溶于水，溶解量很小可以忽略不计。
姆从?肪持胁换峄臃ⅰ＆?甲基丙烯酸和丙烯酸的性质相差不大，适合作为本研究的主要原材料，并且α-甲基丙烯酸的活性比丙烯酸活性低，在反应过程中容易控制。本研究主选择丙烯酸和α-甲基丙烯酸的混合溶液。丙烯酸比α-甲基丙烯酸少一个甲基，在聚合过程中，丙烯酸位阻较小，与其他单体进行共聚时丙烯酸竞聚率比α-甲基丙烯酸大，反应速度快。由于丙烯酸的活性高，丙烯酸和金属氧化物反应生成的盐活性也高，从而导致聚合反应速率过快，引起共聚物暴聚，使生成的高分子聚合物空隙较多，脆性增大，容易粉碎，几乎没有强度。如图2-2所示，采用的是单一丙烯酸和其他组分制备得到的涂膜材料。由图2-2可以看出，共聚物出现粉末状，共聚物剧烈反应后产生暴聚，生成物基本不能满足材料防水的要求，并对涂膜的防水性能有影响。因此，单一的丙烯酸不能满足材料需求，加入一定量的α-甲基丙烯酸能降低材料的活性，反应速率降低，不容易发生暴聚，反应较为稳定。图2-2单一丙烯酸防水材料α-甲基丙烯酸的活性比丙烯酸低，单一α-甲基丙烯酸和MgO反应生成的盐的活性较低，和引发剂反应的时间较长或者不易引发，不满足施工要求《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)的胶凝时间的要求。另一方面，单一α-甲基丙烯盐聚合时间长，需要引发剂量大，聚合速度慢，生成的聚合物强度低。因此，本研究应选用丙烯酸和α-甲基丙烯酸按一定比例调整反应活性，控制反应速度。2.3.2金属氧化物通过理论分析排除了金属盐（氯化钙、氯化镁等）作为生产丙烯酸盐和α-甲基丙烯酸盐的原材料，其主要是因为弱酸不能制强酸，丙烯酸和甲基丙烯酸的酸性比盐酸性弱，在反应过程中没有丙烯酸盐和甲基丙烯酸盐生成。因此，本研究不选用金属盐作为原材料。本研究可选择的金属氧化物主?
【参考文献】：
期刊论文
[1]液化天然气接收站LNG工艺隧道喷膜防水应用技术[J]. 蒋雅君,杨其新,刘东民,盛草樱,赵菊梅. 隧道建设(中英文). 2018(11)
[2]公路隧道病害分析及防治措施研究[J]. 雷云. 科技创新导报. 2018(23)
[3]基于均方差权重的秩和比方法在成绩评价中的应用[J]. 汤凤香,方秀男. 经济师. 2018(08)
[4]我国养老机构分级护理实施的影响因素研究及其定性系统评价[J]. 石秦川,李丹丹,柏亚妹,徐桂华. 医学研究生学报. 2016(09)
[5]双枪高压无气喷涂机喷嘴结构设计[J]. 汤沛,马如宏,夏基胜,俞俊海. 机械研究与应用. 2016(03)
[6]隧道工程防水施工工艺优化[J]. 刘群. 门窗. 2015(12)
[7]公路隧道防水技术的应用现状与发展[J]. 李藏哲,张国珍. 中国建筑防水. 2015(12)
[8]我国丙烯酸生产技术及市场发展分析[J]. 邱炜,王宇斌,魏智慧. 盐业与化工. 2013(11)
[9]《丙烯酸盐喷膜防水应用技术规程》编制简介[J]. 蒋雅君,杨其新,刘东民,盛草樱,张玉兰. 中国建筑防水. 2013(18)
[10]三元混合可燃液体闪点研究[J]. 马栋,郭龙启. 中国科技信息. 2013(09)
博士论文
[1]水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究[D]. 张涛.江南大学 2016
[2]农村公路服务质量评价理论与方法研究[D]. 夏明学.长安大学 2015
硕士论文
[1]基于基本能力状态的养老照护评估指标体系研究[D]. 孙欣然.中国人民解放军海军军医大学 2018
[2]内部控制对非效率投资行为的影响研究[D]. 黄鹏飞.山东财经大学 2015
[3]织物用水性热红外隐身涂层的制备研究[D]. 宋维密.安徽理工大学 2009
[4]高分子乳化剂的合成及其在丙烯酸酯乳液聚合中的应用[D]. 管丹.苏州大学 2008
[5]碳纤维用丙烯腈共聚合的研究[D]. 郝文奇.东华大学 2005
本文编号：3381296
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
公路隧道漏水影响行车安全由于隧道周围存在丰富的地表水、环境水及围岩裂隙水等地下水资源，隧道投
重庆交通大学硕士学位论文10图2-1粘结强度测试图粘结强度按式2.3计算：σ=F/S（式2.3）式中：σ——粘结强度，单位为兆帕（MPa）；F——试件的最大拉力，单位为牛顿（N）；S——试件粘结强度面的面积单位为平方毫米（mm）。去除表面未被粘结面积不超过20%的试件，粘结强度用其余三个试样的平均值表示，少于三个样本应重新测试，结果精确到0.01MPa。2.2.3性能指标水性聚丙烯酸盐防水涂料相关测试性能指标，参照《丙烯酸盐喷膜防水应用技术规程》相关性能指标。相关检验项目、性能要求和试验方法符合表2.1规定。表2.1水性聚丙烯酸盐防水涂料成膜性能指标检验项目性能要求断裂拉伸强度（MPa）≥1.1断裂拉伸率（%）≥200撕裂强度（KN/m）≥5固体含量（%）≥45不透水性（0.3MPa/min）无渗漏粘结强度（MPa）≥0.32.3原材料选择目前，丙烯酸系列单体根据溶解性来划分主要分为两种，水溶性和油溶性。水溶性单体，是属于能溶于水，大部分也能溶于乙醇、乙醚、苯或其他油性溶剂。油溶性单体，是不能溶于水，或者微溶于水，溶解量很小可以忽略不计。
姆从?肪持胁换峄臃ⅰ＆?甲基丙烯酸和丙烯酸的性质相差不大，适合作为本研究的主要原材料，并且α-甲基丙烯酸的活性比丙烯酸活性低，在反应过程中容易控制。本研究主选择丙烯酸和α-甲基丙烯酸的混合溶液。丙烯酸比α-甲基丙烯酸少一个甲基，在聚合过程中，丙烯酸位阻较小，与其他单体进行共聚时丙烯酸竞聚率比α-甲基丙烯酸大，反应速度快。由于丙烯酸的活性高，丙烯酸和金属氧化物反应生成的盐活性也高，从而导致聚合反应速率过快，引起共聚物暴聚，使生成的高分子聚合物空隙较多，脆性增大，容易粉碎，几乎没有强度。如图2-2所示，采用的是单一丙烯酸和其他组分制备得到的涂膜材料。由图2-2可以看出，共聚物出现粉末状，共聚物剧烈反应后产生暴聚，生成物基本不能满足材料防水的要求，并对涂膜的防水性能有影响。因此，单一的丙烯酸不能满足材料需求，加入一定量的α-甲基丙烯酸能降低材料的活性，反应速率降低，不容易发生暴聚，反应较为稳定。图2-2单一丙烯酸防水材料α-甲基丙烯酸的活性比丙烯酸低，单一α-甲基丙烯酸和MgO反应生成的盐的活性较低，和引发剂反应的时间较长或者不易引发，不满足施工要求《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)的胶凝时间的要求。另一方面，单一α-甲基丙烯盐聚合时间长，需要引发剂量大，聚合速度慢，生成的聚合物强度低。因此，本研究应选用丙烯酸和α-甲基丙烯酸按一定比例调整反应活性，控制反应速度。2.3.2金属氧化物通过理论分析排除了金属盐（氯化钙、氯化镁等）作为生产丙烯酸盐和α-甲基丙烯酸盐的原材料，其主要是因为弱酸不能制强酸，丙烯酸和甲基丙烯酸的酸性比盐酸性弱，在反应过程中没有丙烯酸盐和甲基丙烯酸盐生成。因此，本研究不选用金属盐作为原材料。本研究可选择的金属氧化物主?
【参考文献】：
期刊论文
[1]液化天然气接收站LNG工艺隧道喷膜防水应用技术[J]. 蒋雅君,杨其新,刘东民,盛草樱,赵菊梅. 隧道建设(中英文). 2018(11)
[2]公路隧道病害分析及防治措施研究[J]. 雷云. 科技创新导报. 2018(23)
[3]基于均方差权重的秩和比方法在成绩评价中的应用[J]. 汤凤香,方秀男. 经济师. 2018(08)
[4]我国养老机构分级护理实施的影响因素研究及其定性系统评价[J]. 石秦川,李丹丹,柏亚妹,徐桂华. 医学研究生学报. 2016(09)
[5]双枪高压无气喷涂机喷嘴结构设计[J]. 汤沛,马如宏,夏基胜,俞俊海. 机械研究与应用. 2016(03)
[6]隧道工程防水施工工艺优化[J]. 刘群. 门窗. 2015(12)
[7]公路隧道防水技术的应用现状与发展[J]. 李藏哲,张国珍. 中国建筑防水. 2015(12)
[8]我国丙烯酸生产技术及市场发展分析[J]. 邱炜,王宇斌,魏智慧. 盐业与化工. 2013(11)
[9]《丙烯酸盐喷膜防水应用技术规程》编制简介[J]. 蒋雅君,杨其新,刘东民,盛草樱,张玉兰. 中国建筑防水. 2013(18)
[10]三元混合可燃液体闪点研究[J]. 马栋,郭龙启. 中国科技信息. 2013(09)
博士论文
[1]水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯的制备及性能研究[D]. 张涛.江南大学 2016
[2]农村公路服务质量评价理论与方法研究[D]. 夏明学.长安大学 2015
硕士论文
[1]基于基本能力状态的养老照护评估指标体系研究[D]. 孙欣然.中国人民解放军海军军医大学 2018
[2]内部控制对非效率投资行为的影响研究[D]. 黄鹏飞.山东财经大学 2015
[3]织物用水性热红外隐身涂层的制备研究[D]. 宋维密.安徽理工大学 2009
[4]高分子乳化剂的合成及其在丙烯酸酯乳液聚合中的应用[D]. 管丹.苏州大学 2008
[5]碳纤维用丙烯腈共聚合的研究[D]. 郝文奇.东华大学 2005
本文编号：3381296
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