莱施克GS-1溶剂型粘结剂_溶剂型粘结材料_国标指标

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溶剂型防水粘结材料

溶剂型防水粘结剂性能研究及其在桥面铺装中的应用 摘 要: 该文根据相关先进技术和水泥混凝土桥梁的使用环境,立足于防水和粘 结功能,开发了专门用于桥面铺装的溶剂型层间防水粘结剂,并提出了其相应的技术要求。 同时系统研究了溶剂型防水粘结剂的防水性能、与桥面板及沥青混凝土的粘结性能及剪切性 能,通过安(宁)-楚(雄)高速公路桥面防水工程的实施,研究了其施工工艺,为我国今后的桥 面防水技术提供了一条新思路。  

 
一前言： 
 随着我国高速公路的快速修建,不可避免地要修 筑诸多桥梁,特别是在云南、四川及贵州等多山地区。 桥面铺装与一般路面使用条件的差异导致其使用性能 要求也有许多不同。由于我国目前在桥梁防水层方面 的研究较少,没有取得突破性进展,防水材料性能指标 参差不齐,但总体性能较差,导致桥面铺装出现较大面 积的推移和脱层等病害。究其原因,主要是一些业主 和施工单位对防水层的认识不够,只强调防水层应具 备防水性能,而忽视其还应具备与水泥混泥土基层及 沥青混凝土面层的粘结性能,或者将粘结强度指标定 得过低,并且往往未考虑高温时的粘结和剪切性能。 鉴于此,重庆交通科研设计院与重庆市智翔铺道技术 工程有限公司通过综合调研,从材料开发、性能研究入 手,开发了桥面专用的溶剂型防水粘结剂,并提出了相 应的技术要求。

 二材料简介及作用机理

 2 .1材料简介 溶剂型粘结剂是根据相似相溶的原理和性能互补 的原则,将沥青与多种高分子树脂及助剂经特殊工艺溶解于特定的溶剂中,而形成的一种单组分桥面防水 材料 。它不仅防水性好,渗透力强,而且与水泥混凝土 基层及沥青混凝土的粘结强度明显优于国内现有的桥 面防水材料。 2 .2作用机理 溶剂型粘结剂具有粘度低 、渗透力强的特点,当它 涂布于水泥混凝土桥面上时,就会渗透到桥面的微裂 缝内部,形成致密的网状结构,从而达到防水和与水泥 混凝土粘结的目的;当热拌沥青混凝土摊铺于溶剂型 粘结剂表面时,防水膜部分熔化,与沥青混凝土混为一 体,从而实现了桥面与沥青铺装层之间的有效粘结 。

 三 性能研究

  3 .1粘度测试 本研究中,桥面防水材料渗透性能用粘度大小来 评价 。粘度小,渗透力强,反之渗透力弱 。通过对比试 验,分别测试了改性乳化沥青与溶剂型粘结剂在常温 下的粘度,测试结果列于表1。 测试结果表明:在相同试验条件下,溶剂型粘结剂 的粘度仅为改性乳化沥青的1/3 ,说明溶剂型粘结剂 的渗透能力远远大于改性乳化沥青 。 

 3 .2防水性能测试 本研究中,桥面防水材料防水性能用渗水速度来表1改性乳化沥青与溶剂型粘结剂的粘度测试结果s试件编号 溶剂型粘结剂 改性乳化沥青1 16.6 49 .2 2 16 .2 49 .3 3 16 .1 49 .7 4 16 .8 49 .5 5 16 .0 49 .1平均值16 .3 49 .4注:采用涂氏粘度计进行测试;试验温度20  评价,渗水速度用渗水仪测定 。渗水速度小,防水效果 好;反之,防水效果差 。 同样通过对比试验,分别测试了空白水泥混凝土、 改性乳化沥青、热沥青及溶剂型粘结剂在常温下的渗 水速度,测试结果列于表2。表2几种桥面防水粘结剂防水性能测试结果 试件类型 水压力/ mBAR渗水速度/m L· s -1备注 空白水泥混凝土504 1.47 ×10 -5 C30 , 1 cm厚 空白水泥混凝土+一层溶剂型粘结剂502 2.44 ×10 -9溶剂型粘结剂 用量为0 .20 kg/ m2空白水泥混凝土+两层溶剂型粘结剂508 0溶剂型粘结剂 用量为0 .37 kg/ m2空白水泥混凝土+三层溶剂型粘结剂503 0溶剂型粘结剂 用量为0 .50 kg/ m2空白水泥混凝土+一层改性乳化沥青509 3.68 ×10 -8改性乳化沥青 用量为0 .40 kg/ m2空白水泥混凝土+一层热沥青507 4.75 ×10 -7热沥青 用量为0 .41 kg/ m2以上测试结果表明,空白水泥混凝土具有较强的 透水性,涂刷溶剂型粘结剂及沥青之后的透水性得到 了明显减弱,但溶剂型粘结剂的效果,乳化沥青次 之,热拌沥青差。  

3 .3粘结强度测试  桥面防水材料对桥面板的附着力用粘结强度来评 价。粘结强度通过测试拉拔力计算得出,拉拔强度Ψ =P/S , S =πD 2 /4。其中P表示拉拔力, S表示有效 拉拔面积, D表示拉头的直径(50 mm)。粘结强度小,附着力小;反之,附着力大。通过对比试验,测试了不 同厚度的溶剂型粘结剂及改性乳化沥青 、热沥青与水 泥混凝土之间的粘结强度,测试结果列于表3。 试验结果表明,溶剂型粘结剂与水泥混凝土的“粘 结强度”和溶剂型粘结剂的用量有关,随着用量增大, “粘结强度”降低;热沥青和乳化沥青与水泥混凝土的 粘结强度均较低 。因为随着用量的增大,滞留在膜内的少量溶剂尚未挥发干净,膜自身的内聚强度还 未形成,故试件的破坏位置会发生于膜内部,由此计算 出非溶剂型粘结剂与水泥混凝土桥面之间的界面处的 粘结强度,并不能真正反映溶剂型粘结剂在水泥混凝 土上的附着力,而是反映溶剂型粘结剂自身的抗拉强 度(内聚强度),而溶剂型粘结剂与水泥混凝土桥面的 附着力要大于此处的粘结强度 。改性乳化沥青虽然对 水泥混凝土的渗透性较好,但由于自身强度太低,故粘 结强度较低;而热沥青对水泥混凝土的渗透性较差,界 面结合不够紧密,故粘结强度较低 。

  3 .4组合结构剪切强度测试  桥面铺装防水层的使用效果是一个综合性指标,既包括防水层与水泥混凝土的粘结性能,也包括防水 层的防水性能及其与铺装层沥青混凝土的粘结性能和 剪切性能 。特别是高温下组合结构的剪切性能指标非 常重要,高温剪切性能的优劣直接关系到桥面铺装是 否会出现脱层和推移等病害 。剪切强度τ=F/S , S = πD 2 /4。其中F表示剪应力, S表示有效剪切面积, D表示试件的直径(100 mm)。 本研究中,同样通过对比试验,研究了组合结构(空白水泥混凝土+三层溶剂型粘结剂+5 cmAC16沥青混凝土 、空白水泥混凝土+改性乳化沥青+5 cmAC16沥青混凝土 、空白水泥混凝土+热沥青+5 cmAC16沥青混凝土)的常温(25 )和高温(40 )剪 切性能,测试结果列于表4和表5。 剪切强度的测试结果表明,无论是常温或高温,三 层溶剂型粘结剂与水泥混凝土及5 cm AC16构成的 组合结构的剪切强度明显高于其余两种组合结构的剪 切强度。说明作为桥面防水材料,溶剂型粘结剂能够 实现桥面与沥青铺装层的有效粘结,组合结构常温和 高温下的剪切性能优良,对于减少甚至避免桥面铺装的层间推移、脱层等病害是非常有利的 。

 

四工程使用案例：

 溶剂型粘结剂在云南安(宁)-楚(雄)路试验工程中的应用  云南安楚高速公路K93 +915大桥及K95 +815大桥是两座水泥混凝土桥梁,也是溶剂型粘结剂首次 在云南省的试点工程,总面积为6 000 m 2左右 。云南 省普遍存在桥面铺装层发生推移的现象,其原因主要 是铺装层与水泥混凝土基层之间的粘结强度不够,导 致层间抗剪性能严重不足。同时,又考虑到两座大桥 的铺装下层采用的是防水性能并不突出的AC -25型 沥青混凝土,为了确保铺装下层与水泥混凝土桥面实 现有效粘结,提高铺装层与桥面的抗剪性能,并起到良 好的防水效果,必须适当加大溶剂型粘结剂的用量(厚 度)。整个施工工序分为3步进行: (1)水泥混凝土基层的处理,水泥混凝土桥面状 况较差,表现为:平整度差 、浮浆较多、油类物质污染严 重等 。进场后首先进行水泥混凝土基层的处理,处理 内容包括:基层浮浆的铲除、油污的清洗和各类灰尘杂 质的清理 。(2)溶剂型粘结剂的凃布。考虑到K93 +915大 桥桥面状况,溶剂型粘结剂厚度须在0 .3 mm左右(量为0 .5 kg/m 2左右),由于用量较大,为了使溶剂充分 挥发,将凃布工艺分为3次完成,大致为:次涂布 约0 .25 kg/m 2 ,次约0 .15 kg/m 2 ,第三次约0 .10 kg/m 2。 (3)性能检测 。溶剂型粘结剂施工完3 d后进行 了防水性能的测试。通过测定涂布三层溶剂型粘结剂 的桥面的渗水系数来评价其防水性能。测得的渗透系 数为0。测试结果表明,溶剂型粘结剂的防水性能优 良。由拉拔力与拉头面积计算得出的粘结强度在0 .8 MPa左右,试验拉头的破坏位置均发生在溶剂型粘结 剂的内部,而不是溶剂型粘结剂与水泥混凝土的界面 处,这与室内试验基本吻合。 5结论  (1)作为桥面铺装的防水层,溶剂型粘结剂具有 优良的防水性能,当其达到一定厚度时,桥面的渗水速 度为0。 (2)作为桥面铺装的粘结层,溶剂型粘结剂与水 泥混泥土桥面板及沥青混凝土铺装的粘结性能良好,组合结构具有优良的高温和常温的剪切性能,对于防 止桥面铺装的推移、脱层等病害提供了技术保障。 (3)结合安楚公路桥面的实际情况,选择了较大 用量(0 .5 kg/m 2)的溶剂型粘结剂作为该试验工程的 防水层,确保了桥面铺装良好的综合性能。

 
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