王雷雨1，邵晓妹1,2,3，陈 亮1,3*，魏 涛1
（1.长江水利委员会长江科学院，武汉 430010；2.华中科技大学材料成形与模具技术全国重点实验室，武汉 430074；3.武汉长江科创科技发展有限公司，武汉 430010）
摘要：针对聚氨酯灌浆材料在引调水隧洞不良地质体堵水加固处理中存在造价较高和力学强度较低等问题，采用水玻璃对聚氨酯材料改性，制备改性油溶性聚氨酯，研究多苯基多亚甲基多异氰酸酯（PAPI）、水玻璃和催化剂添加量对材料抗压强度的影响，通过SEM和FI-IR测试，研究改性聚氨酯的结构对性能的影响规律。结果表明：PAPI、水玻璃和催化剂添加量对材料强度影响大小顺序为水玻璃>催化剂>PAPI；当m(PAPI):m(水玻璃):m(催化剂A33)=20:20:1时，试样的抗压强度达到49.5MPa，灌浆材料碎石加固体的抗压强度达到16.5MPa，优于其他同类产品。进一步微观分析结果表明：改性后的聚氨酯材料表面均匀，无明显微裂纹，各部分连接为较好的整体；随着水玻璃用量的增加，波数在1050cm-1附近的红外特征吸收峰逐渐增强，聚合物链段中引入了无机Si-O键，该结构提高了聚氨酯的抗压强度。采用水玻璃改性制备的聚氨酯降低了使用成本，提高了材料力学强度，有望在引调水工程隧洞破碎围岩堵水加固处理中推广应用。
关键词：引水隧洞；聚氨酯；水玻璃改性；化学灌浆材料；抗压强度