论文部分内容阅读
策划编辑 唐湘茜 李珍 邵晓妹 陈亮
成果概况
CW系水免疫纳米聚脲防护修补材料与配套技术系长江水利委员会长江科学院主要针对三峡“千年工程”而研发，结合西部高寒地区水利水电工程环境昼夜温差大，混凝土结构缝开度随气温超幅变化，要求潮湿和明水环境下粘结强度高，基面附着力强等技术难题，以脂肪族聚脲原料为基材，通过添加纳米材料以及各种助剂制备而成的一种水免疫纳米聚脲防护修补材料。
该材料以精准设计分子内部结构为出发点，通过分子结构调控，采用超声波、高速分散机的物理作用与硅烷偶联剂的化学作用相结合制备出一种高性能水工混凝土表面防护修补材料。其由新型脂肪族聚脲和无机纳米粉体以及特殊助剂组成，在有机一无机组分的“协同效应”与纳米粒子的“纳米效应”共同作用下，引入韧性高的耐候单体基团，使得其具有优异的抗渗、抗碳化、抗冻融及抗化学侵蚀等耐久性性能，且材料具有优异的环保性能，施工完后涂层光滑、硬度高、平整、美观，是一种可普遍用于水利、水电、水运工程过水建筑物表面防护及美化处理的高性能材料。该材料具有强度高，耐久性优异，干燥、潮湿和明水基面均可施工等特点，能显著提高水工建筑物表面抗渗、抗碳化能力。同时，该材料底层具有优异的粘接性能和抗裂性能，而面层材料拉伸变形性能优异，具有超幅伸缩缝适应性，能够适应混凝土裂缝宽度的变化，对裂缝特别是伸缩缝具有很好的修补效果。
与国内外同类产品相比，该材料与混凝土潮湿基面粘结强度更高，在潮湿和明水条件下服役效果良好，产品价格较国内外同类产品相比更具优势。目前，该材料及处理技术获得发明专利1项，实用新型专利1项。被列入《水利先进实用技术重点推广指导目录》和《全国水利系统优秀产品招标重点推荐目录》，获得水利先进实用技术推广证书。
技术创新
CW系水免疫纳米聚脲有耐腐蚀、抗冻融、绿色环保、力学性能良好等优异性能
该材料固含量≥98%，拉伸强度≥10 MPa，断裂伸长率≥300%，粘结强度≥3.0 MPa，抗冲磨（磨损率，72h）≤0 5%，且涂层具有不透水性。环保性能指标按照JC/T 1066-2008《建筑防水涂料中有害物限量》测试均达到环保要求。
CW系水免疫纳米聚脲材料底层具有优异的粘接抗裂性能，面层材料具有超幅伸缩缝适应性
底材适应性好、涂膜强度高、柔韧性好、耐磨损、耐穿刺、耐撕裂、抗冲击、耐腐蚀等显著优势，将聚厭表面涂层防渗体系和嵌缝材料防渗体系有效结合形成组合型防渗体系，表面涂层防渗体系是适合于低水压和裂缝产生及扩展工况的止水结构，嵌缝材料防渗体系适合于更高水压工况的止水结构，组合型防渗体系是针对具有伸缩缝变形和离水压的工况，同时具有阻止绕渗及抗冲磨作用，有效克服了传统柔性防水涂料的诸多缺陷。
CW系水免疫纳米聚脲材料对温度适应性高，触变性佳
该材料对施工环境的温度和湿度不敏感，能够适应高寒与极热环境的施工要求，此特性将材料的应用区域拓展至西部高寒地区和赤道热带地区。拥有良好的触变性，施工效率高、立面厚涂不流挂，保证了材料饰面效果不受涂刷能力影响而降低。
CW系水免疫纳米聚脲材料材料耐久性强
將抗老化助剂引入聚脲高分子体系中，使涂层在运行期间会受到光降解和水降解的影响而延缓老化，力学性能在十年服役期内未发生明显变化，保持有效的力学性能的时间与结构的耐久性。
推广应用
1.成果在三峡工程、南水北调中线工程、丹江口大坝、天福庙水库及尚家河水库等多个重点水利水电工程得到成功应用，均获得良好效果，取得了重大社会效益和经济效益。
2.成果拥有单位保障了多个国家重点工程安全运行和工程效益发挥，研发了系列新材料和施工新工艺，解决了过水条件下防渗抗裂的技术难题，推动了学科发展i形成了行业标准，培养了一批工程技术人才。成果适用于水工过水建筑物大坝溢流面、溢洪道、水工隧洞、水利渠道边坡及衬砌等的表面缺陷修补及抗冲磨防护：也可推广到市政、交通、铁路等其它混凝土表面防渗、抗裂、抗冲刷修补与防护，具有广阔的应用前景。
成果概况
CW系水免疫纳米聚脲防护修补材料与配套技术系长江水利委员会长江科学院主要针对三峡“千年工程”而研发，结合西部高寒地区水利水电工程环境昼夜温差大，混凝土结构缝开度随气温超幅变化，要求潮湿和明水环境下粘结强度高，基面附着力强等技术难题，以脂肪族聚脲原料为基材，通过添加纳米材料以及各种助剂制备而成的一种水免疫纳米聚脲防护修补材料。
该材料以精准设计分子内部结构为出发点，通过分子结构调控，采用超声波、高速分散机的物理作用与硅烷偶联剂的化学作用相结合制备出一种高性能水工混凝土表面防护修补材料。其由新型脂肪族聚脲和无机纳米粉体以及特殊助剂组成，在有机一无机组分的“协同效应”与纳米粒子的“纳米效应”共同作用下，引入韧性高的耐候单体基团，使得其具有优异的抗渗、抗碳化、抗冻融及抗化学侵蚀等耐久性性能，且材料具有优异的环保性能，施工完后涂层光滑、硬度高、平整、美观，是一种可普遍用于水利、水电、水运工程过水建筑物表面防护及美化处理的高性能材料。该材料具有强度高，耐久性优异，干燥、潮湿和明水基面均可施工等特点，能显著提高水工建筑物表面抗渗、抗碳化能力。同时，该材料底层具有优异的粘接性能和抗裂性能，而面层材料拉伸变形性能优异，具有超幅伸缩缝适应性，能够适应混凝土裂缝宽度的变化，对裂缝特别是伸缩缝具有很好的修补效果。
与国内外同类产品相比，该材料与混凝土潮湿基面粘结强度更高，在潮湿和明水条件下服役效果良好，产品价格较国内外同类产品相比更具优势。目前，该材料及处理技术获得发明专利1项，实用新型专利1项。被列入《水利先进实用技术重点推广指导目录》和《全国水利系统优秀产品招标重点推荐目录》，获得水利先进实用技术推广证书。
技术创新
CW系水免疫纳米聚脲有耐腐蚀、抗冻融、绿色环保、力学性能良好等优异性能
该材料固含量≥98%，拉伸强度≥10 MPa，断裂伸长率≥300%，粘结强度≥3.0 MPa，抗冲磨（磨损率，72h）≤0 5%，且涂层具有不透水性。环保性能指标按照JC/T 1066-2008《建筑防水涂料中有害物限量》测试均达到环保要求。
CW系水免疫纳米聚脲材料底层具有优异的粘接抗裂性能，面层材料具有超幅伸缩缝适应性
底材适应性好、涂膜强度高、柔韧性好、耐磨损、耐穿刺、耐撕裂、抗冲击、耐腐蚀等显著优势，将聚厭表面涂层防渗体系和嵌缝材料防渗体系有效结合形成组合型防渗体系，表面涂层防渗体系是适合于低水压和裂缝产生及扩展工况的止水结构，嵌缝材料防渗体系适合于更高水压工况的止水结构，组合型防渗体系是针对具有伸缩缝变形和离水压的工况，同时具有阻止绕渗及抗冲磨作用，有效克服了传统柔性防水涂料的诸多缺陷。
CW系水免疫纳米聚脲材料对温度适应性高，触变性佳
该材料对施工环境的温度和湿度不敏感，能够适应高寒与极热环境的施工要求，此特性将材料的应用区域拓展至西部高寒地区和赤道热带地区。拥有良好的触变性，施工效率高、立面厚涂不流挂，保证了材料饰面效果不受涂刷能力影响而降低。
CW系水免疫纳米聚脲材料材料耐久性强
將抗老化助剂引入聚脲高分子体系中，使涂层在运行期间会受到光降解和水降解的影响而延缓老化，力学性能在十年服役期内未发生明显变化，保持有效的力学性能的时间与结构的耐久性。
推广应用
1.成果在三峡工程、南水北调中线工程、丹江口大坝、天福庙水库及尚家河水库等多个重点水利水电工程得到成功应用，均获得良好效果，取得了重大社会效益和经济效益。
2.成果拥有单位保障了多个国家重点工程安全运行和工程效益发挥，研发了系列新材料和施工新工艺，解决了过水条件下防渗抗裂的技术难题，推动了学科发展i形成了行业标准，培养了一批工程技术人才。成果适用于水工过水建筑物大坝溢流面、溢洪道、水工隧洞、水利渠道边坡及衬砌等的表面缺陷修补及抗冲磨防护：也可推广到市政、交通、铁路等其它混凝土表面防渗、抗裂、抗冲刷修补与防护，具有广阔的应用前景。