[发明专利]隧道防水组合物和体系

说明书

公开了用于喷涂膜的方法、组合物和组合物包，所述膜用于混凝土隧道应用的防水。在向隧道中的表面上施加底漆涂层后，喷涂涂料组合物以形成膜，并且随后抵靠该膜浇注或喷涂混凝土，使得其可以粘结到膜上。涂料组合物包含两种或更多种丙烯酸酯单体，以及引发剂、促进剂和任选的添加剂。优选地，涂料组合物通过使用两部分包来建立，一个部分具有引发剂，另一部分具有促进剂，且每个部分含有单体和任选的添加剂，使得两个部分可以运输到施加位置并在喷涂过程中以1:1的比率混合。防水涂料组合物提供了与混凝土的优异的粘结。

相关申请的交叉引用

本非临时申请要求2019年1月3日提交的题为“Tunnel WaterproofingComposition and System”的美国临时申请号62/787,987和2019年8月26日提交的题为“Tunnel Waterproofing Composition and System”的美国临时申请号62/891,657的优先权，二者均通过引用以其全文并入本文。

技术领域

本发明涉及土木工程结构防水领域，并且更特别涉及用于隧道衬砌的防水组合物和修建隧道方法。

发明背景

隧道通常采用两种方法之一进行防水。在第一种方法中，可以采用粘合剂、机械连接或热焊接将片材膜施加到隧道壁。在第二种方法中，可以使用经时固化的可液体施加体系将膜涂布到隧道壁上。

通常实现“夹层”结构，其具有第一混凝土层、防水膜和紧靠该膜形成的第二混凝土衬砌。尽管为了在膜上建立最终的隧道壁层，仍广泛完成第二混凝土衬砌的浇注，作为快速和低安装成本的选项，喷涂施加第二混凝土衬砌正迅速获得关注，尤其当机器人喷涂变得可靠时。

当喷涂施加混凝土衬砌需要浇注混凝土衬砌的成本的大约一半，并需要短得多的时间的时候，如果满足其它性能标准的话，以最终的混凝土衬砌层的形式喷涂混凝土的能力在节约成本与时间方面具有极大的意义。

本发明人认为，如果在喷射混凝土应用下的坚固性和实现喷涂的混凝土与防水膜之间更好的粘合性质方面对防水膜进行改善，则喷涂第二混凝土衬砌可以成为常规操作。

片状防水膜通常具有相对较低的材料成本。但是，表面几何形状和不规则性常常在片材膜应用中造成困难。相邻膜片材的重叠或交叉必须热焊接或用粘合剂密封，否则如果膜之间的重叠接合弱或密封差，则容易漏水。以穿过膜的最小的渗透率将膜附着在第一混凝土衬砌上是重要的，但在本领域中也是一种挑战。

隧道防水的实例是PCT专利申请公开号WO2018/122113A1，其详述了充分粘合到第一混凝土层与第二混凝土层二者上的包括两个层的片材构造。教导了液体施加的涂料以提供无缝和完全粘附的固化的膜。另一实例美国专利号6,489,032公开了用于防水隧道构造的胶接胶乳喷涂材料。该材料的缺点在于基于水的涂料通过水蒸发或水泥水化经数小时至数天固化，导致处理时间长。另一实例美国专利号6,767,164公开了橡胶乳液喷涂体系，其通过环境温度硫化来固化成橡胶涂层。但是，这些硫化体系据称表现出低抗张强度和长固化时间。

反应性体系，如基于聚氨酯或聚脲的那些，包括具有100%固含量的那些，可以快速固化。但是，此类组合物可以含有可燃（低闪点）或有毒组分，或产生令人不快的气味，并且不适合用于有限空间，如隧道和矿井。

用于混凝土结构的反应性液体防水体系已经由Stirling Lloyd Polychem Ltd.（现在是GCP Applied Technologies Inc.的一部分）以商品名INTEGRITANK® HF出售。其已经用于开放通风的区域，因此可以管理可燃性和气味。但是，此类可燃性和气味在更局限的空间（如隧道和矿井）将是不可接受的。