隧道水性聚丙烯酸鹽防水涂料開發(fā)及應用技術研究
發(fā)布時間：2021-09-03 14:36
隧道水害是在隧道的修建或運營中遇到水的干擾和危害,水害是隧道中常見的一種病害,調查資料表明,大部分的隧道存在不同的程度的水害。目前,國內外隧道防水材料類型主要有:防水卷材,防水板,防水涂料;防水卷材和防水板焊縫較多,不能緊貼壁面,防水涂料也存在易燃和有害成分。本文研究了一種由丙烯酸鹽、甲基丙烯酸鹽等單體在水環(huán)境中引發(fā)劑作用下產生自由基,經過自由基聚合形成的水性聚丙烯酸鹽防水涂料,該材料具有施工快,無焊縫,成分環(huán)保等優(yōu)點。本文在以下幾方面進行研究:（1）研究了水性聚丙烯酸鹽防水涂料的配方,利用高分子自由基聚合理論和正交試驗法對防水材料單體的影響趨勢進行判定。根據影響趨勢確定20組配方,利用秩和比法對20組配方的拉伸性能、粘結性能、撕裂強度進行性能綜合評價,最后得到M15為綜合性能最好的配方。（2）測試了配方M15的應用性能指標,經過酸堿性試驗和SEM圖片分析表明,水性聚丙烯酸鹽防水涂料在PH值為1314的堿性溶液中發(fā)生水解,在PH值為12的酸性溶液中主鏈斷裂破損;能在PH值為56...
【文章來源】：重慶交通大學重慶市
【文章頁數】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
公路隧道漏水影響行車安全由于隧道周圍存在豐富的地表水、環(huán)境水及圍巖裂隙水等地下水資源，隧道投
重慶交通大學碩士學位論文10圖2-1粘結強度測試圖粘結強度按式2.3計算：σ=F/S（式2.3）式中：σ——粘結強度，單位為兆帕（MPa）；F——試件的最大拉力，單位為牛頓（N）；S——試件粘結強度面的面積單位為平方毫米（mm）。去除表面未被粘結面積不超過20%的試件，粘結強度用其余三個試樣的平均值表示，少于三個樣本應重新測試，結果精確到0.01MPa。2.2.3性能指標水性聚丙烯酸鹽防水涂料相關測試性能指標，參照《丙烯酸鹽噴膜防水應用技術規(guī)程》相關性能指標。相關檢驗項目、性能要求和試驗方法符合表2.1規(guī)定。表2.1水性聚丙烯酸鹽防水涂料成膜性能指標檢驗項目性能要求斷裂拉伸強度（MPa）≥1.1斷裂拉伸率（%）≥200撕裂強度（KN/m）≥5固體含量（%）≥45不透水性（0.3MPa/min）無滲漏粘結強度（MPa）≥0.32.3原材料選擇目前，丙烯酸系列單體根據溶解性來劃分主要分為兩種，水溶性和油溶性。水溶性單體，是屬于能溶于水，大部分也能溶于乙醇、乙醚、苯或其他油性溶劑。油溶性單體，是不能溶于水，或者微溶于水，溶解量很小可以忽略不計。
姆從?肪持脅換嶧臃ⅰ＆?甲基丙烯酸和丙烯酸的性質相差不大，適合作為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，在反應過程中容易控制。本研究主選擇丙烯酸和α-甲基丙烯酸的混合溶液。丙烯酸比α-甲基丙烯酸少一個甲基，在聚合過程中，丙烯酸位阻較小，與其他單體進行共聚時丙烯酸競聚率比α-甲基丙烯酸大，反應速度快。由于丙烯酸的活性高，丙烯酸和金屬氧化物反應生成的鹽活性也高，從而導致聚合反應速率過快，引起共聚物暴聚，使生成的高分子聚合物空隙較多，脆性增大，容易粉碎，幾乎沒有強度。如圖2-2所示，采用的是單一丙烯酸和其他組分制備得到的涂膜材料。由圖2-2可以看出，共聚物出現粉末狀，共聚物劇烈反應后產生暴聚，生成物基本不能滿足材料防水的要求，并對涂膜的防水性能有影響。因此，單一的丙烯酸不能滿足材料需求，加入一定量的α-甲基丙烯酸能降低材料的活性，反應速率降低，不容易發(fā)生暴聚，反應較為穩(wěn)定。圖2-2單一丙烯酸防水材料α-甲基丙烯酸的活性比丙烯酸低，單一α-甲基丙烯酸和MgO反應生成的鹽的活性較低，和引發(fā)劑反應的時間較長或者不易引發(fā)，不滿足施工要求《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2008)的膠凝時間的要求。另一方面，單一α-甲基丙烯鹽聚合時間長，需要引發(fā)劑量大，聚合速度慢，生成的聚合物強度低。因此，本研究應選用丙烯酸和α-甲基丙烯酸按一定比例調整反應活性，控制反應速度。2.3.2金屬氧化物通過理論分析排除了金屬鹽（氯化鈣、氯化鎂等）作為生產丙烯酸鹽和α-甲基丙烯酸鹽的原材料，其主要是因為弱酸不能制強酸，丙烯酸和甲基丙烯酸的酸性比鹽酸性弱，在反應過程中沒有丙烯酸鹽和甲基丙烯酸鹽生成。因此，本研究不選用金屬鹽作為原材料。本研究可選擇的金屬氧化物主?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]液化天然氣接收站LNG工藝隧道噴膜防水應用技術[J]. 蔣雅君,楊其新,劉東民,盛草櫻,趙菊梅. 隧道建設(中英文). 2018(11)
[2]公路隧道病害分析及防治措施研究[J]. 雷云. 科技創(chuàng)新導報. 2018(23)
[3]基于均方差權重的秩和比方法在成績評價中的應用[J]. 湯鳳香,方秀男. 經濟師. 2018(08)
[4]我國養(yǎng)老機構分級護理實施的影響因素研究及其定性系統評價[J]. 石秦川,李丹丹,柏亞妹,徐桂華. 醫(yī)學研究生學報. 2016(09)
[5]雙槍高壓無氣噴涂機噴嘴結構設計[J]. 湯沛,馬如宏,夏基勝,俞俊海. 機械研究與應用. 2016(03)
[6]隧道工程防水施工工藝優(yōu)化[J]. 劉群. 門窗. 2015(12)
[7]公路隧道防水技術的應用現狀與發(fā)展[J]. 李藏哲,張國珍. 中國建筑防水. 2015(12)
[8]我國丙烯酸生產技術及市場發(fā)展分析[J]. 邱煒,王宇斌,魏智慧. 鹽業(yè)與化工. 2013(11)
[9]《丙烯酸鹽噴膜防水應用技術規(guī)程》編制簡介[J]. 蔣雅君,楊其新,劉東民,盛草櫻,張玉蘭. 中國建筑防水. 2013(18)
[10]三元混合可燃液體閃點研究[J]. 馬棟,郭龍啟. 中國科技信息. 2013(09)
博士論文
[1]水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯的制備及性能研究[D]. 張濤.江南大學 2016
[2]農村公路服務質量評價理論與方法研究[D]. 夏明學.長安大學 2015
碩士論文
[1]基于基本能力狀態(tài)的養(yǎng)老照護評估指標體系研究[D]. 孫欣然.中國人民解放軍海軍軍醫(yī)大學 2018
[2]內部控制對非效率投資行為的影響研究[D]. 黃鵬飛.山東財經大學 2015
[3]織物用水性熱紅外隱身涂層的制備研究[D]. 宋維密.安徽理工大學 2009
[4]高分子乳化劑的合成及其在丙烯酸酯乳液聚合中的應用[D]. 管丹.蘇州大學 2008
[5]碳纖維用丙烯腈共聚合的研究[D]. 郝文奇.東華大學 2005
本文編號：3381296
【文章來源】：重慶交通大學重慶市
【文章頁數】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
公路隧道漏水影響行車安全由于隧道周圍存在豐富的地表水、環(huán)境水及圍巖裂隙水等地下水資源，隧道投
重慶交通大學碩士學位論文10圖2-1粘結強度測試圖粘結強度按式2.3計算：σ=F/S（式2.3）式中：σ——粘結強度，單位為兆帕（MPa）；F——試件的最大拉力，單位為牛頓（N）；S——試件粘結強度面的面積單位為平方毫米（mm）。去除表面未被粘結面積不超過20%的試件，粘結強度用其余三個試樣的平均值表示，少于三個樣本應重新測試，結果精確到0.01MPa。2.2.3性能指標水性聚丙烯酸鹽防水涂料相關測試性能指標，參照《丙烯酸鹽噴膜防水應用技術規(guī)程》相關性能指標。相關檢驗項目、性能要求和試驗方法符合表2.1規(guī)定。表2.1水性聚丙烯酸鹽防水涂料成膜性能指標檢驗項目性能要求斷裂拉伸強度（MPa）≥1.1斷裂拉伸率（%）≥200撕裂強度（KN/m）≥5固體含量（%）≥45不透水性（0.3MPa/min）無滲漏粘結強度（MPa）≥0.32.3原材料選擇目前，丙烯酸系列單體根據溶解性來劃分主要分為兩種，水溶性和油溶性。水溶性單體，是屬于能溶于水，大部分也能溶于乙醇、乙醚、苯或其他油性溶劑。油溶性單體，是不能溶于水，或者微溶于水，溶解量很小可以忽略不計。
姆從?肪持脅換嶧臃ⅰ＆?甲基丙烯酸和丙烯酸的性質相差不大，適合作為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，在反應過程中容易控制。本研究主選擇丙烯酸和α-甲基丙烯酸的混合溶液。丙烯酸比α-甲基丙烯酸少一個甲基，在聚合過程中，丙烯酸位阻較小，與其他單體進行共聚時丙烯酸競聚率比α-甲基丙烯酸大，反應速度快。由于丙烯酸的活性高，丙烯酸和金屬氧化物反應生成的鹽活性也高，從而導致聚合反應速率過快，引起共聚物暴聚，使生成的高分子聚合物空隙較多，脆性增大，容易粉碎，幾乎沒有強度。如圖2-2所示，采用的是單一丙烯酸和其他組分制備得到的涂膜材料。由圖2-2可以看出，共聚物出現粉末狀，共聚物劇烈反應后產生暴聚，生成物基本不能滿足材料防水的要求，并對涂膜的防水性能有影響。因此，單一的丙烯酸不能滿足材料需求，加入一定量的α-甲基丙烯酸能降低材料的活性，反應速率降低，不容易發(fā)生暴聚，反應較為穩(wěn)定。圖2-2單一丙烯酸防水材料α-甲基丙烯酸的活性比丙烯酸低，單一α-甲基丙烯酸和MgO反應生成的鹽的活性較低，和引發(fā)劑反應的時間較長或者不易引發(fā)，不滿足施工要求《地下工程防水技術規(guī)范》(GB50108-2008)的膠凝時間的要求。另一方面，單一α-甲基丙烯鹽聚合時間長，需要引發(fā)劑量大，聚合速度慢，生成的聚合物強度低。因此，本研究應選用丙烯酸和α-甲基丙烯酸按一定比例調整反應活性，控制反應速度。2.3.2金屬氧化物通過理論分析排除了金屬鹽（氯化鈣、氯化鎂等）作為生產丙烯酸鹽和α-甲基丙烯酸鹽的原材料，其主要是因為弱酸不能制強酸，丙烯酸和甲基丙烯酸的酸性比鹽酸性弱，在反應過程中沒有丙烯酸鹽和甲基丙烯酸鹽生成。因此，本研究不選用金屬鹽作為原材料。本研究可選擇的金屬氧化物主?
【參考文獻】：
期刊論文
[1]液化天然氣接收站LNG工藝隧道噴膜防水應用技術[J]. 蔣雅君,楊其新,劉東民,盛草櫻,趙菊梅. 隧道建設(中英文). 2018(11)
[2]公路隧道病害分析及防治措施研究[J]. 雷云. 科技創(chuàng)新導報. 2018(23)
[3]基于均方差權重的秩和比方法在成績評價中的應用[J]. 湯鳳香,方秀男. 經濟師. 2018(08)
[4]我國養(yǎng)老機構分級護理實施的影響因素研究及其定性系統評價[J]. 石秦川,李丹丹,柏亞妹,徐桂華. 醫(yī)學研究生學報. 2016(09)
[5]雙槍高壓無氣噴涂機噴嘴結構設計[J]. 湯沛,馬如宏,夏基勝,俞俊海. 機械研究與應用. 2016(03)
[6]隧道工程防水施工工藝優(yōu)化[J]. 劉群. 門窗. 2015(12)
[7]公路隧道防水技術的應用現狀與發(fā)展[J]. 李藏哲,張國珍. 中國建筑防水. 2015(12)
[8]我國丙烯酸生產技術及市場發(fā)展分析[J]. 邱煒,王宇斌,魏智慧. 鹽業(yè)與化工. 2013(11)
[9]《丙烯酸鹽噴膜防水應用技術規(guī)程》編制簡介[J]. 蔣雅君,楊其新,劉東民,盛草櫻,張玉蘭. 中國建筑防水. 2013(18)
[10]三元混合可燃液體閃點研究[J]. 馬棟,郭龍啟. 中國科技信息. 2013(09)
博士論文
[1]水性UV固化聚氨酯丙烯酸酯的制備及性能研究[D]. 張濤.江南大學 2016
[2]農村公路服務質量評價理論與方法研究[D]. 夏明學.長安大學 2015
碩士論文
[1]基于基本能力狀態(tài)的養(yǎng)老照護評估指標體系研究[D]. 孫欣然.中國人民解放軍海軍軍醫(yī)大學 2018
[2]內部控制對非效率投資行為的影響研究[D]. 黃鵬飛.山東財經大學 2015
[3]織物用水性熱紅外隱身涂層的制備研究[D]. 宋維密.安徽理工大學 2009
[4]高分子乳化劑的合成及其在丙烯酸酯乳液聚合中的應用[D]. 管丹.蘇州大學 2008
[5]碳纖維用丙烯腈共聚合的研究[D]. 郝文奇.東華大學 2005
本文編號：3381296
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