สารฉีดอัดโพลียูรีเทนทำงานอย่างไรในแอปพลิเคชันการฉีดอัดเพื่อหยุดการรั่วซึมของน้ำ?

การซึมผ่านของน้ำเข้าตามรอยแตก รอยต่อ และวัสดุพื้นฐานที่มีรูพรุน เป็นปัญหาสำคัญอย่างยิ่งในการก่อสร้างใต้ดิน อุโมงค์ ห้องใต้ดิน และโครงสร้างพื้นฐานทางทะเล วิศวกรและผู้รับเหมาจึงอาศัยระบบฉีดสารเคมีเฉพาะทางเพื่อสร้างสิ่งกีดขวางการซึมผ่านของน้ำแบบถาวรในสภาพแวดล้อมที่ท้าทายเหล่านี้ ท่ามกลางวัสดุฉีดที่มีให้เลือกใช้หลากหลายชนิด ปูนซีเมนต์โพลียูรีเทน ได้กลายเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับการใช้งานในการหยุดการรั่วซึมของน้ำ เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ คุณสมบัติการขยายตัว และคุณสมบัติการยึดเกาะที่สามารถปิดรอยรั่วได้อย่างมีประสิทธิภาพและเสริมความมั่นคงให้กับโครงสร้างดิน

การเข้าใจวิธีการทำงานของโพลียูรีเทนกราวต์ในงานกราวต์ปิดกั้นน้ำ จำเป็นต้องพิจารณาแนวคิดเชิงกลไกของปฏิกิริยาเคมี กระบวนการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ และปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมที่มีน้ำและดิน วัสดุกราวต์ชนิดนี้ทำงานผ่านปฏิกิริยาเคมีที่ควบคุมได้ ซึ่งทำให้ส่วนประกอบในสถานะของเหลวเปลี่ยนเป็นโครงสร้างแข็งหรือโฟม เพื่อสร้างชั้นกั้นที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ ซึ่งป้องกันการเคลื่อนที่ของน้ำไปพร้อมกับเสริมความแข็งแรงเชิงโครงสร้างด้วย หลักการปฏิบัติงานของโพลียูรีเทนกราวต์เกี่ยวข้องกับเคมีของพอลิเมอร์ที่ซับซ้อน คุณสมบัติที่เป็นไฮโดรโฟบิกหรือไฮโดรฟิลิก ขึ้นอยู่กับสูตรการผลิต และเทคนิคการใช้งานที่แม่นยำ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพในการใช้งานระยะยาวภายใต้สภาวะใต้ผิวดิน

กลไกปฏิกิริยาเคมีของโพลียูรีเทนกราวต์

กระบวนการสร้างพอลิเมอร์พื้นฐาน

หลักการพื้นฐานในการทำงานของโพลียูรีเทนกราวต์เริ่มต้นจากการทำปฏิกิริยาเคมีระหว่างส่วนประกอบหลักสองชนิด ได้แก่ โพลีออล (polyol) และไอโซไซยาเนต (isocyanate) เมื่อส่วนประกอบทั้งสองในรูปของของเหลวผสมกันระหว่างการฉีดเข้าไป จะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันซึ่งสร้างพันธะยูรีเทน (urethane linkages) และก่อให้เกิดโครงข่ายพอลิเมอร์สามมิติ ปฏิกิริยาแบบคายความร้อนนี้จะปล่อยความร้อนออกมาเป็นผลพลอยได้ ซึ่งช่วยเร่งกระบวนการแข็งตัว (curing) และมีส่วนสำคัญต่อคุณสมบัติการขยายตัวของวัสดุ โครงสร้างโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยานี้จะกำหนดคุณสมบัติเชิงกลสุดท้าย ความยืดหยุ่น และความสามารถในการกันน้ำของโพลียูรีเทนกราวต์ที่แข็งตัวแล้ว

อัตราการเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันสามารถควบคุมได้ผ่านการเลือกตัวเร่งปฏิกิริยา สภาวะอุณหภูมิ และสัดส่วนของส่วนประกอบ ซึ่งช่วยให้ผู้รับเหมาสามารถปรับระยะเวลาในการทำงานและความเร็วในการแข็งตัวตามความต้องการเฉพาะของการใช้งานได้ สารสูตรที่ทำปฏิกิริยาอย่างรวดเร็วจะเริ่มแข็งตัวภายในไม่กี่วินาทีถึงไม่กี่นาที จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการรั่วไหลของน้ำที่กำลังดำเนินอยู่ ซึ่งจำเป็นต้องปิดผนึกทันที ขณะที่สารสูตรที่ทำปฏิกิริยาช้ากว่าจะให้ระยะเวลาในการทำงานที่ยาวนานขึ้น เพื่อให้สามารถแทรกซึมเข้าไปในรอยแตกร้าวขนาดเล็กและช่องว่างในดินก่อนที่จะเกิดการแข็งตัว ความยืดหยุ่นนี้ในพลศาสตร์ของปฏิกิริยาทำให้โพลียูรีเทนเกร้าท์สามารถปรับใช้ได้กับสถานการณ์การกันน้ำหลากหลายรูปแบบ ตั้งแต่การซ่อมแซมฉุกเฉินไปจนถึงโครงการกันน้ำที่วางแผนไว้ล่วงหน้า

ปฏิสัมพันธ์กับน้ำและพลศาสตร์ของการขยายตัว

ลักษณะเด่นหนึ่งของสารอัดฉีดโพลียูรีเทนหลายสูตรที่ใช้ในงานป้องกันการรั่วซึมของน้ำ คือ การทำปฏิกิริยากับน้ำโดยตรง สารอัดฉีดโพลียูรีเทนชนิดกันน้ำ (hydrophobic) จะทำปฏิกิริยากับความชื้นที่มีอยู่ในดิน คอนกรีต หรือแม้แต่น้ำที่ไหลผ่าน เพื่อผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งก่อให้เกิดการขยายตัวเชิงปริมาตรอย่างมาก การขยายตัวนี้อาจสูงถึง 15–30 เท่าของปริมาตรของของเหลวเดิม ทำให้วัสดุสามารถเติมช่องว่าง แทรกซึมเข้าไปในรอยแยกจุลภาค และสร้างแรงอัดที่มีนัยสำคัญต่อพื้นผิวโดยรอบได้ โครงสร้างโฟมที่ขยายตัวนี้สามารถขับน้ำออกจากบริเวณที่ได้รับการบำบัดได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งสร้างชั้นกั้นที่ยืดหยุ่นและไม่สามารถซึมผ่านได้

สูตรอัดฉีดโพลียูรีเทนแบบไฮโดรฟิลิกทำงานผ่านกลไกที่ต่างออกไป โดยดูดซับโมเลกุลน้ำเข้าสู่โครงสร้างพอลิเมอร์ของมันระหว่างกระบวนการแข็งตัว การดูดซับน้ำนี้ทำให้เกิดการบวมอย่างควบคุมได้ ซึ่งรักษาแรงกดสัมผัสไว้กับผนังรอยแตกและพื้นผิวที่ไม่เรียบ จึงสามารถปิดผนึกได้อย่างต่อเนื่องแม้จะมีการเคลื่อนตัวของโครงสร้างในระดับเล็กน้อย รุ่นแบบไฮโดรฟิลิกโดยทั่วไปมีอัตราการขยายตัวน้อยกว่ารุ่นไฮโดรโฟบิกอย่างชัดเจน แต่ให้ความยืดหยุ่นยอดเยี่ยมและคุณสมบัติในการซ่อมแซมตนเอง (self-healing) ได้ดีเมื่อสัมผัสกับวงจรความชื้น ทั้งสองประเภทของการทำปฏิกิริยานี้ใช้น้ำเป็นสารตั้งต้นหรือส่วนประกอบที่ถูกดูดซับ ทำให้อัดฉีดโพลียูรีเทนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น ซึ่งวัสดุอัดฉีดชนิดอื่นอาจมีปัญหาในการแข็งตัวอย่างเหมาะสม

ขั้นตอนการเกิดเจลและการแข็งตัว

การเปลี่ยนแปลงของสารอัดแน่นโพลียูรีเทนในรูปของเหลวให้กลายเป็นอุปสรรคกันน้ำที่แข็งตัวนั้นดำเนินผ่านขั้นตอนที่ชัดเจนซึ่งส่งผลต่อกลยุทธ์ในการใช้งานและผลลัพธ์ด้านประสิทธิภาพ อย่างแรก เนื้อผสมยังคงมีความเป็นของเหลวเพียงพอสำหรับการฉีดเข้าไปและการแทรกซึมเข้าสู่บริเวณเป้าหมาย เมื่อปฏิกิริยาดำเนินไป วัสดุจะเข้าสู่ระยะเจล ซึ่งความหนืดเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่โครงสร้างยังคงสามารถเปลี่ยนรูปร่างได้ ระยะเจลนี้มีความสำคัญยิ่งต่อการปรับรูปร่างให้สอดคล้องกับรูปร่างของช่องว่างที่ไม่สม่ำเสมอ และสร้างการยึดเกาะแบบเชื่อมติดกับพื้นผิวของวัสดุรองรับ ระยะเวลาของระยะนี้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของสูตรและสภาวะแวดล้อมภายนอก โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่างไม่กี่วินาทีถึงหลายนาที

หลังจากกระบวนการเกิดเจล วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนจะเข้าสู่ระยะการแข็งตัว ซึ่งเครือข่ายพอลิเมอร์จะบรรลุความหนาแน่นของการเชื่อมขวาง (crosslink density) ที่เพียงพอเพื่อให้เกิดความแข็งแรงเชิงโครงสร้างและความมั่นคงของมิติ ระหว่างระยะนี้ วัสดุจะบรรลุปริมาตรที่ขยายตัวสุดท้าย และเริ่มพัฒนาความต้านทานแรงอัดและโมดูลัสยืดหยุ่น การบ่มอย่างสมบูรณ์อาจดำเนินต่อไปเป็นชั่วโมงหรือหลายวัน เนื่องจากกลุ่มปฏิกิริยาที่เหลือค้างอยู่ยังคงจับตัวกันต่อไป และแมทริกซ์พอลิเมอร์เข้าสู่ภาวะสมดุลของความชื้น การเข้าใจระยะการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ช่วยให้ผู้รับเหมาสามารถวางแผนเวลาสำหรับการอัดฉีดครั้งถัดไป ประเมินประสิทธิภาพของการบำบัด และทำนายได้ว่าบริเวณที่อัดฉีดจะสามารถรับน้ำหนักตามแบบออกแบบหรือแรงดันน้ำได้เมื่อใด ทั้งในงานป้องกันการรั่วซึมของน้ำ

กลไกทางกายภาพของการก่อตัวเป็นสิ่งกีดขวางน้ำ

การเติมช่องว่างและการแทรกซึมเข้าไปในรอยแตก

ประสิทธิภาพของ ปูนซีเมนต์โพลียูรีเทน ในการใช้งานเพื่อหยุดการรั่วซึมของน้ำ ประสิทธิภาพขึ้นอยู่อย่างมากกับความสามารถของวัสดุในการแทรกซึมและเติมเต็มเครือข่ายที่ซับซ้อนของช่องว่าง รอยแตก และทางเดินที่มีรูพรุน ซึ่งเป็นเส้นทางที่น้ำไหลผ่าน ความหนืดเริ่มต้นต่ำของสารอัดฉีดโพลียูรีเทนที่ยังไม่แข็งตัว ทำให้มันสามารถไหลเข้าไปในรอยแตกที่แคบเพียง 0.1 มิลลิเมตรภายใต้แรงดันการอัดฉีดทั่วไป เมื่อวัสดุเริ่มเกิดปฏิกิริยาและขยายตัว มันจะแพร่กระจายต่อไปยังช่องว่างที่เชื่อมต่อกันอื่นๆ โดยเคลื่อนที่ตามแนวที่มีแรงต้านน้อยที่สุดผ่านหินที่แตกร้าว รอยต่อของคอนกรีต หรือโครงสร้างของดินที่เป็นเม็ด การสามารถแทรกซึมได้นี้ทำให้สามารถรักษาเส้นทางการรั่วซึมของน้ำที่วัสดุอัดฉีดชนิดซีเมนต์ซึ่งมีความหนืดสูงกว่าไม่สามารถเข้าถึงได้

แรงขยายตัวที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการแข็งตัวของวัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนก่อให้เกิดการแทรกซึมแบบทุติยภูมิ โดยมวลพอลิเมอร์ที่เพิ่มปริมาตรขึ้นจะดันเข้าสู่ช่องว่างที่อยู่ติดกันและบีบอัดวัสดุเม็ดต่าง ๆ กลไกเชิงกลนี้ไม่เพียงแต่ทำให้เขตที่ได้รับการบำบัดขยายออกไปไกลกว่าจุดที่ฉีดเข้าไปครั้งแรกเท่านั้น แต่ยังช่วยอัดแน่นอนุภาคดินที่หลวม จึงลดความสามารถในการซึมผ่านของน้ำตลอดปริมาตรที่ได้รับผลกระทบ อีกทั้งในหินแกรนิตที่มีรอยแยกหรือคอนกรีตที่มีรอยต่อ วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนที่ขยายตัวสามารถทำให้รอยแตกที่มีอยู่เดิมกว้างขึ้นเล็กน้อยในขณะเดียวกันก็เติมรอยแตกเหล่านั้นให้เต็มทั้งหมด จึงมั่นใจได้ว่าพอลิเมอร์จะสัมผัสผิวหินอย่างแนบสนิท การครอบคลุมช่องว่างอย่างสมบูรณ์แบบนี้มีความสำคัญยิ่งต่อการสร้างแนวป้องกันน้ำแบบต่อเนื่อง ซึ่งจะกำจัดเส้นทางการไหลของน้ำที่มีความชอบเฉพาะผ่านบริเวณที่ได้รับการบำบัด

การยึดเกาะและการยึดติดกับพื้นผิวฐาน

การสร้างอุปสรรคกันน้ำที่มีประสิทธิภาพนั้นต้องไม่เพียงแต่เติมช่องว่างเท่านั้น แต่ยังต้องสร้างพันธะยึดเกาะที่แข็งแรงระหว่างสารอัดฉีดโพลียูรีเทนกับวัสดุพื้นผิวที่อยู่รอบข้างด้วย ส่วนประกอบไอโซไซยาเนตในสูตรสารอัดฉีดโพลียูรีเทนจะทำปฏิกิริยากับหมู่ไฮดรอกซิลที่มีอยู่บนพื้นผิวแร่ คอนกรีต โลหะ และวัสดุก่อสร้างอื่นๆ อีกหลายชนิด เพื่อสร้างพันธะเชิงเคมีที่ยึดติดพอลิเมอร์เข้ากับพื้นผิววัสดุ การยึดเกาะเชิงเคมีนี้เสริมการทำงานของกลไกการยึดเกาะแบบกลไก (mechanical interlocking) ซึ่งเกิดขึ้นขณะที่วัสดุที่ขยายตัวออกนั้นปรับรูปร่างให้สอดคล้องกับความไม่เรียบของพื้นผิวและพื้นผิวที่มีรูพรุน ความแข็งแรงของการยึดเกาะที่ได้ผลลัพธ์นี้โดยทั่วไปจะสูงกว่าความต้านทานแรงดึงหรือแรงเฉือนของพอลิเมอร์ที่แข็งตัวแล้วเอง

ความชื้นบนผิวหน้า ซึ่งอาจลดประสิทธิภาพการยึดติดของกาวชนิดต่างๆ กลับส่งเสริมการยึดติดของสารอัดแน่นโพลียูรีเทนในงานปิดรอยต่อเพื่อกันน้ำ น้ำที่มีอยู่บนพื้นผิวเปียกเข้าร่วมปฏิกิริยาการแข็งตัว ทำให้เกิดโซนการเปลี่ยนผ่านที่โครงข่ายพอลิเมอร์ผสานรวมเข้ากับพรมผิวของวัสดุพื้นฐาน ความสามารถในการทนต่อความชื้นนี้ทำให้สารอัดแน่นโพลียูรีเทนเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการซ่อมแซมจุดรั่วที่ยังคงมีน้ำไหลอยู่ โดยการสร้างสภาพพื้นผิวที่แห้งสนิทจะเป็นไปไม่ได้เลย แรงยึดติดที่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะดังกล่าวสามารถต้านทานแรงดันน้ำ การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบวงจร และการเคลื่อนตัวเล็กน้อยของโครงสร้าง จึงรักษาความสมบูรณ์ของการปิดผนึกไว้ตลอดอายุการใช้งานของโครงสร้างที่ผ่านการกันน้ำแล้ว

การพัฒนาแรงอัดต่อพรมผิว

เมื่อสารอัดแน่นโพลียูรีเทนขยายตัวระหว่างการแข็งตัว จะก่อให้เกิดแรงอัดที่มีค่าสูงมากต่อวัสดุที่ล้อมรอบ ซึ่งเป็นกลไกหนึ่งที่มีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพของการหยุดรั่วซึมของน้ำ แรงจากการขยายตัวเหล่านี้ ซึ่งอาจสูงถึงหลายร้อยกิโลปาสคาล ขึ้นอยู่กับสูตรการผลิตและสภาวะการล้อมรอบ จะดันพอลิเมอร์ที่กำลังแข็งตัวให้แนบสนิทกับผนังรอยแตกร้าว พื้นผิวรอยต่อ และอนุภาคดิน แรงสัมผัสที่เกิดขึ้นนี้ทำให้แน่ใจว่าอุปสรรคในการกั้นน้ำจะยังคงสัมผัสแนบสนิทกับวัสดุที่รองรับแม้ในขณะที่เกิดการเปลี่ยนแปลงมิติเล็กน้อยอันเนื่องมาจากความผันแปรของอุณหภูมิ การทรุดตัวของโครงสร้าง หรือวงจรความชื้น

ขนาดของแรงอัดที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับอัตราส่วนการขยายตัวของสูตรโพลียูรีเทนกราวต์เฉพาะ ระดับของการถูกจำกัดโดยวัสดุรอบข้าง และแรงดันย้อนกลับจากน้ำใต้ดินหรือชั้นดินที่ทับถมอยู่ ในการใช้งานในพื้นที่ที่ถูกจำกัดอย่างมาก เช่น รอยแตกในหินที่แคบมาก แรงจากการขยายตัวอาจก่อให้เกิดการแตกร้าวเพิ่มเติมเล็กน้อย ซึ่งแม้ดูขัดแย้งแต่กลับช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการรักษา เนื่องจากทำให้วัสดุสามารถแทรกซึมลึกลงไปได้ก่อนที่จะแข็งตัวสมบูรณ์ ในกรณีการฉีดกราวต์ลงในดินซึ่งมีการจำกัดน้อยกว่า การขยายตัวจะสร้างโซนที่แน่นขึ้น มีความหนาแน่นสูงขึ้น และความสามารถในการซึมผ่านลดลงรอบจุดฉีด วิศวกรจำเป็นต้องพิจารณาสมดุลระหว่างลักษณะการขยายตัวกับความแข็งแรงของวัสดุพื้นฐาน เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบเชิงโครงสร้างที่ไม่พึงประสงค์ ขณะเดียวกันก็เพิ่มประสิทธิภาพการป้องกันการรั่วซึมของน้ำให้สูงสุด

ปฏิสัมพันธ์กับการไหลและแรงดันของน้ำ

พลศาสตร์ของการปิดผนึกจุดรั่วแบบแอคทีฟ

หนึ่งในแอปพลิเคชันที่ท้าทายที่สุดสำหรับโพลียูรีเทนกราวต์คือการอุดรอยรั่วที่มีน้ำไหลอยู่ โดยต้องขับไล่น้ำที่กำลังไหลและปิดกั้นไว้ระหว่างกระบวนการแข็งตัว การทำงานในสถานการณ์ดังกล่าวอาศัยกลไกปฏิกิริยาที่รวดเร็วและคุณสมบัติการขยายตัวของสูตรพิเศษ เมื่อฉีดโพลียูรีเทนกราวต์ที่มีปฏิกิริยาเร็วเข้าไปในแนวรอยรั่วที่มีน้ำไหล ตัวกราวต์จะเริ่มจับตัวเป็นเจลภายในไม่กี่วินาที และพัฒนาความหนืดเพียงพอที่จะต้านทานการถูกชะล้างออกไปโดยกระแสไหลของน้ำ ขณะที่การขยายตัวดำเนินไป มวลพอลิเมอร์ที่เพิ่มขึ้นจะขับไล่น้ำออกจากบริเวณที่ได้รับการบำบัดทางกายภาพ ทำให้ปริมาณการไหลลดลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปจนกระทั่งเกิดการปิดกั้นอย่างสมบูรณ์

ความสำเร็จของการปิดรอยรั่วแบบใช้งาน (active leak sealing) ขึ้นอยู่กับการจับคู่อัตราการเกิดปฏิกิริยาของโพลียูรีเทนกราวต์ให้สอดคล้องกับอัตราการไหลของน้ำและสภาวะความดัน รอยรั่วที่มีอัตราการไหลต่ำสามารถปิดผนึกได้ด้วยสูตรผสมที่มีปฏิกิริยาปานกลาง ซึ่งให้เวลาเพียงพอสำหรับการแทรกซึมเข้าไปในรอยรั่วก่อนที่จะเกิดการแข็งตัว (gelation) ส่วนสถานการณ์ที่มีอัตราการไหลสูงหรือความดันสูง จำเป็นต้องใช้สูตรผสมที่มีปฏิกิริยาเร็วมาก ซึ่งจะเกิดการแข็งตัวเกือบในทันทีทันใดเมื่อสัมผัสกับน้ำ เพื่อสร้างมวลที่เพียงพอในการต้านแรงไฮดรอลิก ผู้รับเหมามักใช้เทคนิคการฉีดแบบลำดับขั้นตอน โดยเริ่มด้วยโพลียูรีเทนกราวต์ที่มีปฏิกิริยาเร็วเพื่อลดการไหลเบื้องต้น ก่อนตามด้วยวัสดุที่มีปฏิกิริยาช้ากว่า ซึ่งสามารถแทรกซึมลึกลงไปในเส้นทางการรั่วได้มากขึ้น เพื่อให้เกิดการปิดผนึกอย่างครอบคลุม แนวทางแบบขั้นตอนนี้อาศัยกลไกการทำงานที่แตกต่างกันของสูตรผสมแต่ละชนิด เพื่อให้บรรลุผลการหยุดการรั่วของน้ำอย่างเชื่อถือได้ภายใต้สภาวะที่ท้าทาย

การต้านแรงดันไฮโดรสถิต

หลังจากการบ่มแล้ว วัสดุอุดร่องโพลียูรีเทนต้องสามารถทนต่อแรงดันไฮโดรสแตติกจากน้ำใต้ดินอย่างต่อเนื่องได้ โดยไม่เกิดการบีบอัด การเปลี่ยนรูป หรือการซึมผ่านของน้ำ ซึ่งอาจทำให้สมรรถนะของการกั้นน้ำลดลง ความต้านทานต่อแรงดันน้ำของพอลิเมอร์ที่บ่มแล้วขึ้นอยู่กับความแข็งแรงในการรับแรงอัด โมดูลัสยืดหยุ่น และโครงสร้างโฟมแบบเซลล์ปิดหรือเซลล์เปิด วัสดุอุดร่องโพลียูรีเทนแบบแข็งมีค่าความแข็งแรงในการรับแรงอัดสูง โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 1 ถึง 10 เมกะปาสคาล จึงสามารถต้านทานแรงดันที่สูงได้โดยไม่เกิดการเปลี่ยนรูปอย่างมีนัยสำคัญ วัสดุแบบแข็งเหล่านี้จึงเหมาะสำหรับงานขุดลึกและงานกั้นน้ำภายใต้แรงดันสูง

สูตรยาแนวโพลีอูรีเทนแบบยืดหยุ่นทำงานผ่านกลไกที่ต่างออกไป โดยรักษาความสมบูรณ์ของรอยปิดผนึกผ่านการเปลี่ยนรูปร่างแบบยืดหยุ่น แทนที่จะอาศัยความต้านทานแบบแข็งแกร่ง เมื่อถูกแรงดันไฮโดรสแตติก ยาแนวชนิดยืดหยุ่นจะหดตัวลงเล็กน้อย ส่งผลให้แรงกดที่สัมผัสกับพื้นผิวฐานเพิ่มขึ้น และสามารถปรับตัวเข้ากับการเคลื่อนตัวของรอยแตกขนาดเล็กได้ ความสามารถในการปรับตัวนี้ช่วยลดความเข้มข้นของแรงเครียดที่บริเวณรอยต่อระหว่างยาแนวและพื้นผิวฐาน รวมทั้งรองรับการปรับตัวของโครงสร้างโดยไม่ทำให้การยึดเกาะเสียหาย การเลือกระหว่างยาแนวโพลีอูรีเทนแบบแข็งแกร่งกับแบบยืดหยุ่นสำหรับการใช้งานเป็นวัสดุกันซึมขึ้นอยู่กับระดับแรงดันที่คาดว่าจะเกิดขึ้น ศักยภาพของการเคลื่อนตัวของพื้นผิวฐาน และพฤติกรรมระยะยาวของโครงสร้าง ทั้งสองประเภทนี้ทำหน้าที่โดยการสร้างชั้นกั้นที่ต่อเนื่องและไม่สามารถซึมผ่านได้ ซึ่งทำหน้าที่เบี่ยงเบนการไหลของน้ำออกจากบริเวณที่ได้รับการบำบัด แทนที่จะปล่อยให้น้ำซึมผ่านเข้าไปในโครงสร้างของพอลิเมอร์

ความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพจากน้ำและการกัดกร่อนจากสารเคมี

ประสิทธิภาพในการหยุดยั้งน้ำในระยะยาวต้องอาศัยการที่สารอัดฉีดโพลียูรีเทนสามารถรักษาคุณสมบัติทางกายภาพและหน้าที่เป็นสิ่งกีดขวางได้แม้จะสัมผัสกับน้ำอย่างต่อเนื่อง และอาจถูกโจมตีด้วยสารเคมีจากส่วนประกอบของน้ำใต้ดิน โครงสร้างหลักของพอลิเมอร์ยูรีเทนแสดงความเสถียรต่อการไฮโดรไลซิสได้ดีเยี่ยมภายใต้สภาวะค่า pH ของน้ำใต้ดินทั่วไป จึงต้านทานการเสื่อมสภาพที่ส่งผลต่อวัสดุอัดฉีดอินทรีย์ชนิดอื่นๆ บางประเภท สูตรสารอัดฉีดโพลียูรีเทนแบบไฮโดรโฟบิกสามารถผลักน้ำออกจากแมทริกซ์พอลิเมอร์ ป้องกันไม่ให้วัสดุอิ่มตัว และรักษาความคงตัวของมิติไว้ได้นานหลายทศวรรษในระหว่างใช้งาน ความต้านทานต่อน้ำนี้ทำให้แรงการขยายตัว การยึดเกาะกับวัสดุพื้นฐาน และคุณสมบัติเชิงกลยังคงสม่ำเสมอตลอดอายุการใช้งานตามการออกแบบของโครงสร้าง

วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนแบบไฮโดรฟิลิกทำงานต่างออกไป โดยมีจุดประสงค์เพื่อดูดซับน้ำอย่างตั้งใจ เพื่อรักษาแรงดันการบวมและความสามารถในการซ่อมแซมตนเอง สารสูตรเหล่านี้ประกอบด้วยส่วนของพอลิเมอร์ที่ดึงดูดและจับกับโมเลกุลน้ำโดยไม่เกิดการเสื่อมสภาพทางเคมี น้ำที่ถูกดูดซับเข้าไปจะทำหน้าที่เป็นพลาสติกเซอร์ (plasticizer) ต่อโครงข่ายพอลิเมอร์ ส่งผลให้วัสดุยังคงความยืดหยุ่น และสามารถบวมขยายตัวเข้าสู่รอยแตกร้าวหรือช่องว่างใหม่ที่เกิดขึ้นขณะโครงสร้างทรุดตัวหรือเคลื่อนตัว ทั้งวัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนแบบไฮโดรโฟบิกและแบบไฮโดรฟิลิกต่างแสดงความสามารถในการต้านทานสารปนเปื้อนทั่วไปในน้ำใต้ดิน เช่น ซัลเฟต คลอไรด์ และกรดอ่อน แม้ว่าความต้านทานต่อสารเคมีเฉพาะแต่ละชนิดจะแตกต่างกันไปตามสูตรส่วนผสม ความทนทานนี้ภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เปียกและมีปฏิกิริยาทางเคมีสูง ทำให้วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนเป็นทางเลือกที่เชื่อถือได้สำหรับการติดตั้งระบบกันน้ำแบบถาวรในสภาพแวดล้อมใต้ผิวดินที่ท้าทาย

วิธีการใช้งานและการปรับแต่งประสิทธิภาพ

เทคนิคการอัดฉีดและอุปกรณ์

การประยุกต์ใช้โพลีอูรีเทนกราวต์ในงานป้องกันการรั่วซึมของน้ำนั้นเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ฉีดพ่นเฉพาะทางและเทคนิคต่าง ๆ ที่ช่วยให้วัสดุถูกฉีดเข้าไปในตำแหน่งที่เหมาะสมและเกิดปฏิกิริยาได้อย่างถูกต้อง ผู้รับเหมามักใช้ระบบฉีดพ่นแบบสองส่วน ซึ่งเก็บส่วนประกอบโพลีออล (polyol) และไอโซไซยาเนต (isocyanate) แยกจากกันจนกระทั่งถึงเวลาที่จะฉีดพ่น ระบบนี้ใช้ปั๊มแบบแรงดันบวก (positive displacement pumps) เพื่อจ่ายส่วนประกอบแต่ละชนิดในอัตราส่วนที่แม่นยำผ่านหัวฉีดแบบผสมแบบคงที่ (static mixing nozzles) หรือแบบหมุน (dynamic mixing nozzles) ซึ่งทำหน้าที่ผสมของเหลวที่มีปฏิกิริยากันอย่างทั่วถึงทันทีก่อนที่จะไหลเข้าสู่วัสดุฐาน การรักษาระดับอัตราส่วนการผสมให้ถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญยิ่งต่อการบรรลุอัตราการเกิดปฏิกิริยา ลักษณะการขยายตัว และสมบัติเชิงกลตามที่ออกแบบไว้ในโพลีอูรีเทนกราวต์ที่แข็งตัวแล้ว

ความดันการฉีด อัตราการไหล และรูปแบบการเจาะมีผลอย่างมากต่อการกระจายตัวของวัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนภายในโซนที่ได้รับการบำบัด และต่อประสิทธิภาพในการสร้างแนวป้องกันการซึมผ่านของน้ำ วิธีการฉีดภายใต้ความดันต่ำ โดยทั่วไปคือต่ำกว่า 500 กิโลพาสคาล ช่วยให้สามารถควบคุมการวางวัสดุได้อย่างแม่นยำในดินหรือหินที่แตกร้าว โดยไม่ก่อให้เกิดรอยแตกเพิ่มเติมหรือแรงยกจากแรงดันไฮดรอลิก ขณะที่วิธีการฉีดภายใต้ความดันสูง ซึ่งบางครั้งอาจสูงกว่าหลายเมกะพาสคาล จะบังคับให้วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนแทรกซึมเข้าไปในรอยแยกที่แคบมากและดินที่มีเม็ดละเอียดสูง ทำให้ขอบเขตของการบำบัดกว้างขึ้น ผู้รับเหมาจะปรับพารามิเตอร์การฉีดตามความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุพื้นฐาน แรงดันน้ำ และรัศมีการบำบัดที่ต้องการ โดยมักใช้ปริมาตรวัสดุอัดฉีดที่ถูกดูดซึม (grout take volumes) และการตอบสนองของแรงดันในการประเมินว่าการเติมช่องว่างได้ดำเนินการอย่างเพียงพอแล้วในแต่ละโซนที่ทำการฉีด

การออกแบบรูปแบบการบำบัดและการครอบคลุมพื้นที่

การบรรลุการปิดกั้นน้ำอย่างครอบคลุมทั่วทั้งพื้นที่ต้องอาศัยการวางแผนอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับตำแหน่งจุดฉีดสารอัดเข้าไป (injection points) ความลึกของการเจาะรู และลำดับขั้นตอนการบำบัด ซึ่งต้องคำนึงถึงคุณลักษณะการแทรกซึมของสารอัดชนิดโพลียูรีเทน (polyurethane grout) และสภาพของวัสดุพื้นฐาน (substrate) วิศวกรโดยทั่วไปจะออกแบบรูปแบบการฉีดสารอัดโดยใช้การคำนวณระยะห่างเชิงเรขาคณิต เพื่อให้แน่ใจว่าโซนการบำบัดจากจุดฉีดสารอัดที่อยู่ติดกันจะทับซ้อนกัน รูปแบบที่นิยมใช้ ได้แก่ แถวเชิงเส้นตามแนวรอยแตกร้าว กำแพงกั้นน้ำ (curtain walls) ที่วางตัวในแนวตั้งฉากกับทิศทางการไหลของน้ำ หรือโครงข่ายสามมิติสำหรับการเสริมความมั่นคงของดินอย่างสมบูรณ์แบบ ระยะห่างระหว่างจุดฉีดสารอัดมักอยู่ในช่วง 0.5 ถึง 2 เมตร ขึ้นอยู่กับความสามารถในการซึมผ่านของวัสดุพื้นฐาน ความหนืดของสารอัดชนิดโพลียูรีเทน และระดับประสิทธิภาพในการปิดผนึกที่ต้องการ

ลำดับของการฉีดสารอัดแน่นมีผลต่อการกระจายตัวของโพลียูรีเทนเกร้าท์ผ่านเครือข่ายช่องว่างที่เชื่อมต่อกัน และส่งผลต่อประสิทธิภาพในการปิดกั้นเส้นทางการไหลของน้ำ ผู้รับเหมามักเริ่มการฉีดที่จุดลึกที่สุดหรือบริเวณที่มีแรงดันน้ำสูงที่สุด จากนั้นค่อยๆ เคลื่อนตัวขึ้นไปยังจุดที่อยู่สูงขึ้นหรือบริเวณที่มีแรงดันต่ำลง แนวทางนี้ช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุที่ฉีดเข้าไปไหลกลับสู่ผิวดินโดยตรง (short-circuiting) หรือไหลตามเส้นทางที่สะดวกง่ายดาย โดยหลีกเลี่ยงพื้นที่ที่จำเป็นต้องได้รับการบำบัดอย่างละเอียด ในกรณีที่มีการรั่วซึมอย่างต่อเนื่อง การฉีดเบื้องต้นอาจมุ่งเป้าไปยังเส้นทางการไหลของน้ำที่ตรงที่สุดโดยเจตนา โดยใช้โพลียูรีเทนเกร้าท์ที่แข็งตัวเร็ว เพื่อลดอัตราการไหลก่อนดำเนินการบำบัดอย่างครอบคลุม ลำดับเชิงกลยุทธ์นี้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้วัสดุ พร้อมทั้งรับประกันว่าสิ่งกีดขวางการไหลของน้ำจะแผ่ขยายไปทั่วปริมาตรที่ตั้งใจบำบัดทั้งหมด

การควบคุมคุณภาพและการตรวจสอบประสิทธิภาพ

การตรวจสอบว่าสารอัดฉีดโพลียูรีเทนสามารถสร้างแนวป้องกันการรั่วซึมของน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่นั้น จำเป็นต้องติดตามพารามิเตอร์การอัดฉีด สังเกตการไหลกลับของสารอัดฉีด และประเมินผลหลังการรักษา โดยระหว่างกระบวนการอัดฉีด ผู้รับเหมาจะบันทึกค่าความดัน อัตราการไหล และปริมาตรรวมที่ใช้ เพื่อประเมินว่าสารอัดฉีดโพลียูรีเทนกำลังแทรกซึมเข้าสู่บริเวณเป้าหมายหรือไม่ หรือพบเงื่อนไขที่ไม่คาดคิดหรือไม่ ความดันที่ลดลงอย่างกะทันหันอาจบ่งชี้ว่าสารอัดฉีดทะลุผ่านเข้าสู่ช่องว่างเปิดหรือผิวดิน ในขณะที่ความดันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วอาจแสดงว่าบริเวณที่ทำการรักษากำลังใกล้ถึงจุดอิ่มตัว การสังเกตการไหลกลับของสารอัดฉีดที่รูเจาะใกล้เคียง รอยแตก หรือจุดตรวจสอบ จะยืนยันได้ว่าสารดังกล่าวได้แพร่กระจายผ่านเส้นทางที่เชื่อมต่อกันและบรรลุขอบเขตการรักษาตามที่ตั้งใจไว้แล้ว

วิธีการตรวจสอบหลังการฉีดวัสดุอัดแน่นโพลียูรีเทนสำหรับการป้องกันน้ำรั่วซึม ได้แก่ การตรวจสอบด้วยสายตาบริเวณพื้นที่ที่เคยรั่วซึมมาก่อน การทดสอบความดันน้ำในโซนที่ได้รับการบำบัด และบางครั้งอาจใช้การเจาะตัวอย่างแกน (core drilling) เพื่อตรวจสอบการกระจายตัวและคุณภาพของวัสดุ ผลการบำบัดที่ประสบความสำเร็จควรทำให้ไม่มีน้ำไหลออกมาให้เห็นอย่างชัดเจน สามารถเพิ่มความดันในโซนที่แยกออกจากกันได้โดยไม่มีการลดลงของความดัน และแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่อย่างต่อเนื่องของวัสดุอัดแน่นโพลียูรีเทนตลอดความยาวของตัวอย่างที่เจาะได้ การตรวจสอบในระยะยาวอาจรวมถึงการตรวจตราพื้นที่ที่ปิดผนึกเป็นระยะ ๆ พร้อมทั้งวัดระดับน้ำใต้ดินหรือความดันไฮโดรสแตติก (piezometric pressure) รอบ ๆ โซนที่ได้รับการบำบัด มาตรการควบคุมคุณภาพเหล่านี้ยืนยันว่าวัสดุอัดแน่นโพลียูรีเทนทำหน้าที่ตามวัตถุประสงค์อย่างเหมาะสม โดยสร้างสิ่งกีดขวางการรั่วซึมของน้ำที่มีความทนทานและสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของโครงการ รวมทั้งปกป้องโครงสร้างจากการเสียหายอันเกิดจากการซึมผ่านของน้ำ

คำถามที่พบบ่อย

อะไรทำให้วัสดุอัดแน่นโพลียูรีเทนมีประสิทธิภาพเหนือกว่าวัสดุอัดแน่นปูนซีเมนต์ในการประยุกต์ใช้เพื่อป้องกันน้ำรั่วซึม?

วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนให้ข้อได้เปรียบในการใช้งานหลายประการเมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุที่มีส่วนผสมของปูนซีเมนต์ในงานปิดผนึกรอยรั่วจากน้ำ โดยข้อได้เปรียบหลักเกิดจากกลไกการตอบสนองทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพของมัน ต่างจากวัสดุอัดฉีดปูนซีเมนต์ซึ่งต้องอาศัยน้ำในการแข็งตัว แต่อาจถูกชะล้างออกได้โดยน้ำที่ไหลผ่าน วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนจะทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อเริ่มกระบวนการขยายตัวและแข็งตัว จึงมีประสิทธิภาพสูงมากในการปิดผนึกจุดรั่วที่ยังคงมีน้ำไหลอยู่ ความหนืดต่ำของวัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนก่อนแข็งตัวช่วยให้มันสามารถแทรกซึมเข้าไปในรอยแตกที่เล็กกว่า และดินที่มีความสามารถในการซึมผ่านต่ำกว่าที่วัสดุอัดฉีดปูนซีเมนต์จะทำได้ นอกจากนี้ วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนยังพัฒนาคุณสมบัติความยืดหยุ่นและการยึดเกาะที่สามารถรองรับการเคลื่อนตัวของโครงสร้างระดับเล็กน้อยได้โดยไม่ก่อให้เกิดรอยแตกร้าว ในขณะที่วัสดุอัดฉีดปูนซีเมนต์ซึ่งมีความแข็งแกร่งสูงอาจแตกร้าวภายใต้สภาวะเดียวกัน ความสามารถในการขยายตัวของวัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนยังสร้างแรงดันเชิงบวกต่อพื้นผิวที่สัมผัส และเติมเต็มช่องว่างที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอได้อย่างสมบูรณ์ยิ่งกว่าวัสดุอัดฉีดปูนซีเมนต์แบบไม่ขยายตัว

วัสดุอัดฉีดโพลียูรีเทนใช้เวลานานเท่าใดจึงจะแข็งตัวและหยุดการรั่วของน้ำ?

ระยะเวลาในการบ่มของโพลียูรีเทนกราวต์สำหรับการใช้งานในระบบกันซึมแบบปิดผนึกรอยต่อ (water stop) แตกต่างกันอย่างมาก ขึ้นอยู่กับสูตรเคมี ปริมาณน้ำ อุณหภูมิ และสภาวะการจำกัดพื้นที่ สำหรับสูตรที่ออกแบบให้เกิดปฏิกิริยาเร็วเพื่อการอุดรอยรั่วที่กำลังเกิดขึ้น (active leak sealing) จะเริ่มเกิดเจลภายใน 15–60 วินาทีหลังจากการผสม และพัฒนาความแข็งแรงเพียงพอที่จะต้านทานการไหลของน้ำภายใน 2–5 นาที ส่วนเวอร์ชันที่บ่มเร็วนี้จะบรรลุความแข็งแรงที่สามารถจัดการได้ (handling strength) ภายใน 15–30 นาที แม้ว่ากระบวนการพอลิเมอไรเซชันแบบสมบูรณ์อาจดำเนินต่อไปอีกหลายชั่วโมงก็ตาม สำหรับสูตรโพลียูรีเทนกราวต์ที่มีปฏิกิริยาช้ากว่า ซึ่งมุ่งเน้นการเสริมความมั่นคงของดินหรือการฉีดเข้าไปในรอยแตกร้าว อาจมีเวลาเริ่มเกิดเจลระหว่าง 3–15 นาที โดยใช้เวลาบ่มสมบูรณ์หลายชั่วโมงถึงหนึ่งวัน อุณหภูมิส่งผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาอย่างมีนัยสำคัญ โดยสภาวะที่เย็นจะทำให้เวลาบ่มยาวนานขึ้น ในขณะที่อุณหภูมิที่สูงขึ้นจะเร่งปฏิกิริยา น้ำมีบทบาทเร่งการบ่มของโพลียูรีเทนกราวต์ชนิดไฮโดรโฟบิกผ่านเส้นทางปฏิกิริยาเพิ่มเติม ในทางกลับกัน โพลียูรีเทนกราวต์ชนิดไฮโดรฟิลิกอาจต้องใช้เวลานานขึ้นในการบรรลุความเสถียรของรูปร่างอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากต้องดูดซับและปรับสมดุลกับความชื้น

สามารถใช้สารอัดแน่นโพลียูรีเทนในงานที่เกี่ยวข้องกับน้ำดื่มหรือระบบประปาได้หรือไม่

ความเหมาะสมของสารอัดแน่นโพลียูรีเทนสำหรับการสัมผัสกับน้ำดื่มนั้นขึ้นอยู่กับสูตรเคมีเฉพาะของผลิตภัณฑ์และใบรับรองตามข้อบังคับที่เกี่ยวข้องในเขตอำนาจที่จะนำไปใช้งาน สารอัดแน่นโพลียูรีเทนแบบมาตรฐานถูกออกแบบมาเพื่อควบคุมน้ำใต้ดินในงานที่ไม่ใช่น้ำดื่มเป็นหลัก และอาจประกอบด้วยส่วนผสมที่ไม่สอดคล้องกับมาตรฐานความปลอดภัยสำหรับน้ำดื่ม อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตได้พัฒนาสารอัดแน่นโพลียูรีเทนแบบพิเศษ สินค้า สูตรเฉพาะที่พัฒนาและทดสอบมาโดยเฉพาะสำหรับการสัมผัสกับน้ำดื่ม โดยใช้วัตถุดิบและสารเติมแต่งที่ได้รับการรับรองเท่านั้น ผลิตภัณฑ์เกรดปลอดภัยสำหรับน้ำดื่มเหล่านี้มักได้รับการรับรองจากองค์กรต่าง ๆ เช่น NSF International หรือสอดคล้องตามมาตรฐานเช่น NSF/ANSI 61 สำหรับส่วนประกอบของระบบจ่ายน้ำดื่ม โครงการที่เกี่ยวข้องกับโครงสร้างพื้นฐานระบบจ่ายน้ำ ถังเก็บน้ำ หรือสถานีบำบัดน้ำควรระบุให้ใช้โพลียูรีเทนเกราต์เกรดปลอดภัยสำหรับน้ำดื่มที่ผ่านการรับรองแล้ว และตรวจสอบให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์นั้นสอดคล้องตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบในท้องถิ่น นอกจากนี้ กระบวนการบ่มอย่างเหมาะสมและการล้างออกอย่างทั่วถึงยังมีความสำคัญอย่างยิ่ง เพื่อให้มั่นใจว่าส่วนประกอบที่ยังไม่ทำปฏิกิริยาทั้งหมดจะถูกกำจัดออกอย่างสมบูรณ์ ก่อนที่โครงสร้างที่ผ่านการบำบัดแล้วจะถูกนำเข้าสู่ระบบจ่ายน้ำดื่ม

ปัจจัยใดบ้างที่กำหนดว่าควรใช้โพลียูรีเทนเกราต์แบบไฮโดรโฟบิกหรือแบบไฮโดรฟิลิก

การเลือกระหว่างโพลียูรีเทนเกร้าท์แบบไฮโดรโฟบิกและแบบไฮโดรฟิลิกสำหรับการใช้งานในการป้องกันน้ำรั่วซึมขึ้นอยู่กับสภาวะของพื้นผิวที่รองรับ ความคาดหมายเกี่ยวกับการเคลื่อนตัวของโครงสร้าง และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพในระยะยาว โพลียูรีเทนเกร้าท์แบบไฮโดรโฟบิกให้ผลดีที่สุดในงานที่ต้องการการรองรับที่แข็งแรง ความต้านทานแรงอัดสูง และการขยายตัวเชิงปริมาตรสูงสุดเพื่อเติมช่องว่างขนาดใหญ่หรือเสริมเสถียรภาพของดินที่หลวม สารสูตรประเภทนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงสร้างแบบคงที่ที่ความกว้างของรอยแยกไม่เปลี่ยนแปลง และในสถานการณ์ที่ต้องต้านแรงดันน้ำสูงมากผ่านการก่อตัวของชั้นกั้นที่แข็งแรง ในทางกลับกัน โพลียูรีเทนเกร้าท์แบบไฮโดรฟิลิกจะเป็นที่นิยมมากกว่าเมื่อต้องการความยืดหยุ่น เช่น ในโครงสร้างที่ได้รับผลกระทบจากวงจรการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ การสั่นสะเทือน หรือการทรุดตัว ซึ่งอาจทำให้เกิดการเคลื่อนตัวเล็กน้อยของรอยแยก พฤติกรรมการบวมของสารสูตรแบบไฮโดรฟิลิกช่วยให้มีความสามารถในการซ่อมแซมตนเองหากเกิดช่องว่างเล็กๆ ที่บริเวณผิวสัมผัสกับพื้นผิวที่รองรับ นอกจากนี้ โพลียูรีเทนเกร้าท์แบบไฮโดรฟิลิกยังให้สมรรถนะที่เหนือกว่าในรอยแยกที่ค่อนข้างแคบมาก เนื่องจากมีความหนืดต่ำกว่าและการขยายตัวที่รุนแรงน้อยกว่า จึงลดความเสี่ยงของการแตกร้าวเพิ่มเติม ในทางปฏิบัติ ผู้รับเหมาบางครั้งใช้ทั้งสองชนิดร่วมกัน โดยเริ่มต้นด้วยการฉีดโพลียูรีเทนเกร้าท์แบบไฮโดรโฟบิกเพื่อเติมช่องว่างและให้การรองรับโครงสร้าง จากนั้นจึงตามด้วยการใช้สารแบบไฮโดรฟิลิกเพื่อปิดผิวและให้ความยืดหยุ่นในระยะยาว