[发明专利]桥梁地基加固用化学灌浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及现有桥梁加固工程，用以恢复或提高桥梁地基承载能力。更具体地，本发明涉及一种桥梁地基加固用化学灌浆料及其制备方法，其中该化学灌浆材料属于功能高分子领域。 

背景技术

在桥梁加固过程中，基础和地基加固是其中重要内容。目前加固措施一般采用加大墩台和基础面积和体积以提高基础承载能力。存在工程大、工期长、对桥梁影响大、成本高等问题。 

化学灌浆是将化学材料配制的浆液用输送设备将其灌入到需要处理的部位，修补裂纹、粘结碎块、隔断渗水通道，与被灌物形成密实核体，以达到提高工程质量的目的。所灌注材料称为化学灌浆料。化学灌浆料种类繁多，包括水玻璃、环氧树脂、丙烯酸树脂、纤维素、三聚氰胺甲醛树脂、不饱和聚酯树脂和聚氨酯等。 

中国专利ZL200680032276提供了一种灌浆用水泥组合物及使用该组合物的灌浆材料，含有水泥、膨胀剂、火山灰微粉末、发泡剂和减水剂组成。虽然成本较低，但强度低、渗透性差，不适合在桥梁基础加固中使用。 

中国专利ZL200810301292公开了一种丙烯酸盐灌浆液，包括Ａ液和Ｂ液。Ａ液，丙烯酸盐水溶液40－50份，丙烯酸酯交联剂5－7份，促进剂0．5－5份，碱金属氢氧化物添加剂0．4－0．5份，水1．5－3份。Ｂ液，引发剂0．3－0．6份，碱金属氢氧化物添加剂1－1．5份，水40－5 0份。在土壤加固中试用发现耐水解性差、寿命短、加强效果不理想。 

中国专利ZL03118712公开了一种环氧树脂灌浆材料，按重量以100份环氧值为0．51～0．54的液态环氧树脂为主剂，以5～50份丙酮和10～60份糠醛为灌浆施工过程中的降粘剂及固化过程中的反应剂，通过加入10～60份苯酚甲醛己二胺缩合物或苯酚甲醛间苯二胺缩合物和0．5～5份硅烷类表面湿润、渗透、粘接增强剂而组成。加固强度大、耐水解性能好，但粘度大、土壤浸润性差、韧性差，且不耐冲击。 

中国专利ZL201010599615、ZL200910101210、ZL200810052170和ZL201010617806都涉及聚氨酯化学灌浆材料，与本发明紧密相关。但是，它们都采用通常的聚氨酯原材料进行合成，产品应用于桥梁基础加固时，存在一个或多个以下的缺点/问题：强度低；土壤浸透性差；操作时间短；固化慢；不耐水解。 

发明内容

考虑到至少一个上述问题/缺点而完成了本发明，并且本发明的一个目的在于提供一种桥梁地基加固用化学灌浆料的制备方法。本发明采用分子设计技术，合成了具有高粘结力、高强度、耐老化、长寿命、高反应活性、高土壤渗透性的化学灌浆料。可通过向桥墩下面和周围土壤基础中灌注化学灌浆材料，提高土壤的抗压能力，从而可有效提高桥梁承载重量。 

一种桥梁地基加固用化学灌浆料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：环氧氯丙烷与双酚A进行加成反应，得到中间产物;中间产物与多异氰酸酯进行加成反应，得到最终产物即所述化学灌浆料，其中，环氧氯丙烷占最终产物的重量百分数为5%-30%，双酚A占最终产物的重量百分数为10%-50%，多异 氰酸酯占最终产物的重量百分数为20%－85%，所述中间产物的化学式为： 

所述最终产物的化学式为： 

根据本发明另一方面，所述多异氰酸酯包括但不限于以下原料：甲苯二异氰酸酯（简称TDI）、二苯基甲烷二异氰酸酯（简称MDI）、多苯基多次甲基多异氰酸酯（PAPI或者简称粗MDI）、己二异氰酸酯（简称HDI）、萘二异氰酸酯（简称NDI）、或异弗尔酮二异氰酸酯（简称IPDI），或者上述多异氰酸酯的混合物、多聚体或者聚合物。 

根据本发明另一方面，所述的双酚A和环氧氯丙烷包括二者的纯净物、混合物和/或二者的化学反应产物。 

根据本发明另一方面，环氧氯丙烷与双酚A采用催化剂进行加成反应，该催化剂包括NaOH、KOH或者LiOH。 

根据本发明另一方面，中间产物与多异氰酸酯采用催化剂进行加成反应，该催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、三乙烯二胺、醋酸苯汞、或者异辛酸铅。 

根据本发明另一方面，所述最终产物的分子结构中同时含有双酚A加成反应产物、环氧氯丙烷链节加成反应产物和异氰酸酯反应基团。 

根据本发明另一方面，其中多异氰酸酯摩尔数过量，在加成反应中封端得 到含有异氰酸酯基团的聚氨酯预聚物，异氰酸酯基团红外特征峰位于2240-2275cm^-1。 

根据本发明另一方面，本发明还提供了一种利用上述制备方法制备的桥梁地基加固用化学灌浆料。