我国混凝土路面接缝用硅酮密封胶研究应用进展.pdf
《我国混凝土路面接缝用硅酮密封胶研究应用进展.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《我国混凝土路面接缝用硅酮密封胶研究应用进展.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、综述与专论 我 国 混 凝 土 路 面 接 缝 用硅 酮 密 封 胶 研 究应 用进 展 刘 波, 霍 威, 屈 裴, 熊 婷, 李步春 ( 成都硅宝科技股份有限公司, 四川 成都 6 1 0 0 4 1 ) 摘要: 介绍了混凝土路面接缝密封的特点、 密封材料的性能要求、 种类和发展历程, 分析了低模量硅酮密封胶的应用优 势, 并综述了近年来混凝土路面接缝用硅酮密封胶的研究进展与应用情况, 指出: 硅酮密封胶作为性能优异的一类混凝 土路面接缝用密封材料, 在我 国尚需开展进一步研究。 关键词: 混凝土道路 ; 接缝密封材料 ; 硅酮密封胶 文章编号: 1 0 0 7 _ 4 9 7 x ( 2
2、 O 1 5 ) 一 1 7 0 0 0 1 0 8 中图分类号: T U 5 0 2 ; T U 5 7 + 8 文献标志码: A Re s e a r c h a n d Ap p l i c a t i o n P r o g r e s s o f S i l i c o n e S e a l a n t s f o r J o i n t s o f Co n c r e t e Pa v e m e n t i n Ch i n a L i u B o , Hu o We i , Q u P e i , X i o n g T i n g , L i B u c h u n (
3、C h e n g d u G u i b a o S c i e n c eT e c h n o l o g y S t o c k C o , L t d , C h e n g d u , S i c h u a n 6 1 0 0 4 1 , C h i n a ) A b s t r a c t : T h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f the j o i n t s e a l i n g f o r t h e c o n c r e t e p a v e m
4、 e n t , t h e p r o p e r ty r e q u i r e m e n t s , t y p e s a n d d e v e l o p me n t o f t h e j o i n t s e a l i n g ma t e r i a l s ,a n a l y z e d t h e a p p l i c a t i o n a d v a n t a g e s f o r t h e l o w mo d u l u s s i l i c o n e s e a l a n t ,a n d r e v i e w e d t h e r
5、 e s e a r c h a n d a p p l i c a t i o n p r o g r e s s o f s i l i c o n e s e a l a n t s f o r c o n c ret e p a v e me n t j o i n t i n C h i n a I t p o i n t e d o u t t h a t s i l i c o n e s e a l a n t w a s o n e t y p e o f j o i n t s e a l i n g ma t e r i als w i t h e x c e l l e
6、 n t p r o p e r t i e s , tho u g h s t i l l n e e d s f u r t h e r r e s e a r c h i n C h i n a K e y w o r d s : c o n c r e t e p a v e m e n t ; j o i n t s e ali n g m a t e r i a l s ; s i l i c o n e s e a l a n t s 1 混凝土路面接缝密封的特点与密封要求 混凝土路面是现今最常见的路面类型之一, 具有 承重能力强、 稳定性好、 使用年限长、 养护费用低等优 点,
7、 从 2 0 世纪 8 O 年代起 , 在我国发展十分迅速, 被广 泛用于公路和城市道路的主次干道、 高速公路和机场 跑道上【l】。 目前混凝土路面发展应用的总体情况是: 一 方面,建造混凝土路面没有沥青路面对环境的污染 收稿 日期 : 2 0 1 5 0 7 0 3 作者简介 : 刘 波, 男 , 1 9 8 8年生 , 硕 士研 究生 , 研发技术 员, 主要 从事硅橡胶相关制品的开发及生产。 联系地址: 6 1 0 0 4 1 成都高 新 区新 园大道 1 6号 , E m a i l : l i u b o c n g u i b a o c o m。 性, 符合可持续发展战略的要求闭
8、 ; 另一方面, 现在使 用中的混凝土路面大多不能达到理想的使用性能, 容 易在远未达到其使用年限时出现病害。 混凝土路面产生病害的主要原因在于: 在环境温 度和外力影响下 ,混凝土板块间形成胀缩 内应力 , 导 致混凝土面层破坏 , 因此 , 混凝土公路 、 机场跑道和桥 梁每间隔一定距离都需要设置一定宽度的接缝。然 而, 处于接缝位置的密封材料 , 却容易因为混凝土胀 缩而被拉长或者挤压 , 如果不能恢复 , 接缝就不能得 到有效的密封。在这样的条件下, 风砂碎石会迅速扩 大路面“ 伤口” , 雨雪落水也会随之渗入路基中, 造成 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o
9、m 综 述 与 专 论 基础松动、 板边胀裂, 使基础强度、 稳定性下降, 并最 终导致路面沉降、 唧泥 、 断板 、 错台的产生 0 】 。因此 , 混凝土路面接缝的有效密封是提高路面质量与使用 年限、 降低道路成本、 维持交通顺畅的关键所在。 要解决混凝土路面接缝的有效密封问题 , 当务之 急是选择一种性能优良的密封材料 。 国内早期 的研究 倾 向于使用一种硬质材料将混凝土板直接粘结成一 个整体来修补路面l4 16 1。但是, 粘结后内应力却依旧存 在 , 难以得到释放 , 因此常常在另一处路面引发破坏。 随着路面铺筑科技和密封材料技术的不断发展, 人们 对混凝土接缝密封的认识不断深化
10、, 认为理想混凝土 接缝密封材料 的性能要求主要有以下几点 2 1 : 1 ) 良好的密封粘结性。 粘结性是保证密封效果 的 首要条件 ,接缝密封材料与混凝土板块 的粘结能力 强,才能有效防止水分从缝的侧壁渗入及杂物的挤 人 , 保护接缝不受到破坏。 2 ) 良好的弹性恢复性能和高位移能力。 混凝土路 面抗拉性差 , 路 面接缝变形大 , 密封材料需要具有低 弹性模量 、高位移能力以及 良好的弹性恢复能力 , 才 能适应较大的接缝变形位移, 进行有效密封71 。 3 ) 良好 的耐水性。耐水性直接影响到混凝土路 面的使用性能和寿命。 密封材料不仅需要防止路面渗 水进入基层和路基, 避免唧泥、
11、开裂等损坏, 而且还不 能产生明显水解发黏和失粘 , 以免影响使用性能。 4 ) 良好的耐高低温I生。 路面长期暴露于风吹 日 晒 和雨雪侵蚀环境中, 冬季低温可至 一 4 0, 夏季高温 可达 8 0, 因而需要密封材料具有较强 的温度稳定 性, 即在高温环境不流淌降解, 低温不脆裂脱粘。 5 ) 良好的耐久生。路面长期在车辆往复倾轧、 昼 夜温差条件下使用, 密封材料需要在较长时间保持稳 定的性能, 需要具有耐磨 、 耐疲劳】3 1 、 耐紫外线、 耐水 及耐酸碱腐蚀等耐久特性 , 以避免反复的维修和更换 带来公路养护费用支出的增加。 6 ) 良好的施工性与环保性 。 要求密封材料施工工
12、艺简便 , 也是保证密封 、 修补工程不会 由于施工难度 大而出现问题;密封材料要求对环境和路面无污染, 以符合可持续发展战略的要求 。 2 混凝土路面接缝密封材料发展历史 伴随着混凝土道路的普及 , 混凝土接缝密封材料 的发展主要经历了以下几个阶段 l 5 l : 最早采用 的是软木板填充混凝土接缝 , 它具有一 定 的抗压缩能力 ,能够起到防止杂物进入接缝的作 用。但是, 木板防水性差, 用久了容易腐烂, 自然寿命 短, 更换频率高, 大大增加了路面维修成本【。6 1。 之后沥 青逐渐开始应用, 其价格低廉, 原料易得, 但粘结、 弹 性和位移能力差, 并具有冷硬热软、 对环境有污染、 使
13、 用寿命短等问题。后来又研发了聚合物改性沥青, 虽 在耐高低温性能上有所改进, 但其弹性和位移能力依 旧不够理想。总体来说, 沥青产品仅适合在接缝宽度 变化不大的道路上应用【3 j 。 近 l O年来, 聚硫、 聚氨酯、 硅酮( 硅橡胶) 等冷施 用化学 固化混凝土接缝密封材料应用越来越广泛 。 它们与基材粘绪 陛能 良好 ,对接缝运动随从性好 , 相 对于沥青的耐老化性更好, 因此逐渐代替了沥青成为 主要的混凝土接缝密封材料3 J 。 其中,聚硫密封胶的特点在于其良好的耐油性 , 但耐候性不佳 , 几年紫外辐照后就会硬化脆断 , 需要 修补或重新灌缝 , 导致成本较高【切 。聚氨酯密封胶耐
14、油性 、 耐高低温性能与聚硫密封胶相差不大 , 其特点 在于良好的耐磨耗性能。 但是 , 与聚硫密封胶相同 , 聚 氨酯密封胶耐候性也不佳 ,使用时需要灌封较厚胶 料。 此外, 其维护费用是初期费用的数倍, 使用成本较 高 , 因此 , 依旧不能完全满足上文提及的使用要求【 】 6 1 。 与前两种有机密封材料相比, 常见硅酮密封胶最 大的持点在于其独特的分子结构。 硅酮密封胶分子链 由硅一 氧一 硅键构成 ,与以碳链为分子主要结构 的有 机材料相 比, 它的分子链结长 , 键能高( 4 4 2 k J m o 1 ) , 因而具有优异的耐紫外、 耐腐蚀性能。与聚氨酯和聚 硫密封胶相 比, 常
15、见硅酮密封胶可以经受长期紫外辐 照, 也不会产生脆硬 、 裂化 的问题【s 垌 。常见硅酮密封 胶与聚氨酯密封胶耐老化性能 比较如图 1 所示 。 除了耐候性以外 , 袁素兰31等比较了常用混凝土 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 综述与专论 聚氨酯密封胶 脆裂破坏 图 1 经过 2 5 0 0 h紫外加速老化和热老化实验后硅酮 密封胶和聚氨酯密封胶表观特性对比哪 接缝密封材料的关键性能, 如表 1 所示, 常见硅酮密 封胶除了耐油性以外, 其他性能均是最优异的。 表 1 硅酮、 聚硫和聚氨酯密封胶主要性能对比3 1 硅酮密封 聚硫密 聚氨酯密封胶 特性 胶 (
16、单 、 双 封胶 ( 双 组分 ) 组分 ) 单组分 双组分 端一 O H 端s H 端_Nc 0 端-N C O 基础 聚合物 液态聚 基 P U预 基 预 聚 聚硅氧烷 硫橡胶 聚体 体; 聚醚 氨酯键 , 固化后键特征 硅氧键 双硫键 氨酯键等 脲键 固化 储存稳定性 优 优 差 优 前性 能 低 温操作性 优 中 中 中 填隙后收缩率 小 小 小 小 粘结性( 底涂) 优 优 优 优 耐候性 优 由 由 由 固化 长 期使 用温 度 一 6 0 2 o 0 - 2 0 8 0 - 3 0 - 9 0 3 0 9 0 后性 能 耐水性 中 中 差 差 耐油性 中 优 由 由 允许收缩率
17、1 5 2 O 1 5 1 5 - 2 0 1 5 2 O 使用寿命_, a 5 0 5 - 8 5 8 5 - 8 此外 , 相比其他混凝 土接缝密封材料 , 硅酮胶还 具有相对更优异的弹性恢复率。 混凝土接缝材料的弹 性恢复率试验是选材试验中关键的一项 , 2 0 0 8 年 , 刘 晓曦等 8 】报道比较了单( 双) 组分的聚硫密封胶、 聚 氨酯密封胶以及单组分硅酮密封胶的弹性恢复性能。 通过 3 5 d 的研究测试表明,硅酮密封胶在不同条件 下都具有极好的弹性恢复率, 具有较高的接缝位移适 应 能力 , 抵抗水的能力强 , 老化后表面不会变质 。而 且 ,在多雨或高温地区的机场混凝土道
18、面使用时, 硅 酮密封胶的弹性恢复性能最为优 良稳定 。 2 0 1 1 年, 张立军【n 也对比了常用道路灌缝材料的 性能, 认为从长远来看, 用硅酮道路密封胶进行路面 裂缝的修补不仅具有良好的性价比, 其施工环保性也 是值得考虑的因素, 是道路建设和养护行业的发展趋 势 。 随着冷施用化学 固化混凝土接缝密封材料越来 越多地得到应用, 研究发现, 常见的以上 3 种冷施用 化学固化混凝土接缝密封材料模量一般还是相对较 高, 容易出现拉伸应力过高和弹性不足的问题 , 导致 界面粘结破坏。近期, 一种新型低模量耐老化硅酮密 封材料逐渐进人人们的视线。 比起传统的冷施用化学 固化混凝土接缝密封材
19、料, 低模量耐老化硅酮密封胶 在抗位移能力、 耐高低温特性、 耐候性、 使用寿命上都 具有无可比拟的优势, 特别适用于混凝土间隙缝存在 大变形的条件。不仅如此, 这种专用于混凝土的硅酮 胶还充分考虑了混凝土的碱性, 与混凝土的粘结效果 良好【删 。目前, 虽然低模量耐老化硅酮密封胶价格偏 高, 但是由于按照规范要求的体积比不一样, 这类胶 虽然单价高, 灌缝总费用却与聚氨酯密封胶相差不大 1 2 1 。此外 , 低模量耐老化硅酮密封胶还具有一次性投 入、 长久受益的优势, 能够有效减少后期维护费用【5】。 3 混凝土路面接缝硅酮密封胶研发进展 虽然道路嵌缝密封用硅酮密封胶性能优良, 近 l 0
20、 年在国内外应用也越来越广泛 ,但是研发道路嵌 缝密封用硅酮密封胶的课题并不多。文献资料显示, 研究课题主要集中于产业化商品的制备与基础性能 的测定。 2 0 0 2 年, 祝兵 报道了一种混凝土伸缩缝密封硅 橡胶 , 这种硅酮密封胶的成分主要为 1 0 7 室温硫化硅 橡胶、 纳米碳酸钙 、 白炭黑和交联 固化剂。 其特点为伸 长率大 , 伸长范 围 3 0 0 5 0 0 ; 弹性伸缩能力强 , 弹 性回复率高达 9 5 。 2 0 0 4年, 袁素兰等2 ,2 1- 22 制备了一种室温硫化、 低 模量 、 自流平硅酮密封胶 “ 硅宝 6 6 8 ” , 其硫化后邵 氏 硬度 为 2 0
21、 , 1 0 0 模 量 约为 0 3 5 MP a ,伸 长率 约 9 0 0 ,挤 出速度在 3 4 0 g m i n左右 ,表干时间约 5 0 ra i n , 具有良好的施工性能。该产品在 2 0 0 4 年就通过 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 综 述 与 专 论 躐 鬻 鬻弱 鞭 骶 蹦 嬲糍 x 嬲 飘 辩嚣 聪 搿 嘲嬲 了国家防水材料质量检测中心的性能测试 , 测试产品 弹性回复率为 9 8 , 按 G B T 5 2 8 9 8 测试的拉断伸 长率高达 1 2 4 0 。 该胶应用于四川唐巴路、 成都市青 白江区绕城公路项目及成都市大双公路
22、整修工程 , 一 年后检查粘结良好。 对“ 硅宝6 6 8 ” 室温硫化、 低模量、 自流平硅酮密封胶开展的试验表 明,基胶黏度越大 , 产品流乎I生 越小、 模量越低、 伸长率越大; 基胶用量越 小, 产品流平性越小、 模量越高、 伸长率越小; 增塑剂 用量增多, 产品流平性变好、 拉伸模量下降、 伸长率提 高 ; 交联剂用量增加 , 产品拉伸模量增大 、 伸长率先增 后降; 产品室温存储 1 a 性能变化不大, 拉伸模量和 断裂伸长率基本不变, 储存稳定性良 好。 而在 2 0 0 7年, 袁素兰等3针对成都三环路和九 黄, 机场使用聚氨酯和聚硫胶出现路面接缝破坏而需 要更换密封胶的问题
23、, 在原有基础上改进原料配方和 施工工艺 , 研制 了一种新型低模量 、 高伸长率硅酮密 封胶 。该密封胶 固化后邵 氏硬度约为 1 0 , 1 0 0 拉伸 模量约为 0 2 1 MP a , 伸长率达 1 2 5 0 , 并具有 良好的 施工性能 , 用于道路具有长久防水密封效果。这种密 封胶对混凝土具有良好的粘结性, 位移能力达 5 0级, 在成都九寨黄龙机场 、 成都红星路下穿 隧道 、 成都川 陕立交桥、 成都城南立交桥、 沈阳奥体中心五里河体 育场、 黑龙江哈伊公路均有使用, 效果良好。 除了对原有道路密封胶 的改进 , 2 0 0 7年邱泽皓 等 从环保出发 , 制备 了一种水分
24、散性单组分室温硫 化( R T V 一 1 ) 有机硅密封胶 , 并对配方中各组分对密封 胶性能的影响进行了研究 。 实验选用了 4种交联剂研 究了对粘结性的影响, 结果显示 , 使用乙烯基三甲氧 基硅烷和甲基丙烯酰氧丙基三 甲氧基硅烷粘结效果 最好; 自制交联剂增加, 有机硅密封胶的断裂强度先 增后减, 弹性回复率增加。水分散性有机硅密封胶的 力学性能随催化剂用量的增减变化不明显。 经配方优 化 ,制得的水分散性有机硅密封胶断裂强度为 0 4 9 MP a ,断 裂 伸 长 率 为 1 0 1 8 2 ,弹 性 回复 率 为 8 0 2 3 , 对混凝土有优异 的粘结性能 , 粘结破坏面积
25、为 0 , 达到了道路接缝密封胶 J UT 8 8 l 一2 0 0 1的使用 标准 。 2 0 0 5 年, 莫万全 公开了一种混凝土伸缩缝用高 伸长率硅酮密封胶及其制备方法, 通过首先配制扩链 剂、 封端剂和复合固化剂 , 而后制备基础硅橡胶并在 其中加入封端剂, 最后将基料与复合固化剂搅拌均匀 得到产 品。 该产品伸长率可达 6 4 0 6 5 0 , 但硬度较 大 , S h o r e A硬度可达 5 5左右 , 拉伸强度约 1 2 MP a 。 2 0 0 8 年, 刘杰胜等 嗵过对制备硅橡胶的原料进 行优选, 加入增塑剂和增黏剂等助剂, 研发制备了一 种具有较好 自流平性和 自粘
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 我国 混凝土 路面 接缝 硅酮 密封胶 研究 应用 进展
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【de****a】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【de****a】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。