矿用聚氨酯基加固材料稳定性研究

采矿工程中应用较广泛的化学注浆加固材料主要有聚氨酯和硅酸盐改性聚氨酯2类,一般均要求双组分体积比为1,但实际施工中不能严格控制体积比准确无误,且生产过程均不可避免存在一定称量误差。为确保注浆加固材料在井下施工中性能稳定可靠,在实验室条件下模拟研究了双组分配比失调和主要组分称量误差,对反应温度和固结体抗压强度、抗剪切强度、抗拉强度的影响。结果表明:主要组分在±5%称量误差下,2类加固材料固结体力学强度波动较小。2类材料双组分浆液配比失调10%以下时,其固结体力学强度降幅不大。当双组分配比失调20%时,聚氨酯材料抗剪强度和抗拉强度分别下降56.9%和72.7%,最高反应温度升高6℃,硅酸盐改性聚氨酯加固材料AB组分混合后出现发泡、出水、泛碱和难成型等问题。因此,改变2类加固材料配方时,除了研究标准规定的相关性能,还应探究其最大配比容错能力,施工中尽量保持正常配比,避免因配比失调引发安全问题。其中,聚氨酯加固材料使用中,谨防A组分过量引发力学强度大幅降低,及B组分过量致使反应温度升高。对于硅酸盐改性聚氨酯加固材料,配比大幅失调会出现严重异常现象,难以达到正常加固效果。另外,主要组分称量误差对2类材料力学强度的影响较小。