水泥混凝土路面接縫及裂縫防水密封材料簡介

賈慧穎

(黑龍江省哈同高等級公路管理處)

1 前 言

路用防水密封材料的發(fā)展是隨著化學(xué)工業(yè)的進步及公路建設(shè)規(guī)模的擴大而逐漸發(fā)展起來的,其應(yīng)用范圍日漸擴大。但使用最多、最廣泛的仍然要屬水泥混凝土路面的接縫與裂縫的封堵密封材料。

黑龍江省(以下簡稱我省)氣候寒冷,近年來嘗試應(yīng)用了多種接縫與裂縫封堵材料,但迄今為止,還沒有一種被大家所公認(rèn)的,性能比較適合我省特點的水泥混凝土路面用接縫與裂縫封堵密封材料。不過,目前聚氨脂類密封材料已被大多數(shù)人看好,其應(yīng)用前景看好。

2 防水密封材料的主要類型與性能

按常用材料的種類劃分,防水密封材料主要有瀝青防水密封材料、聚氯乙烯防水密封材料、聚氨脂防水密封材料、丙烯酸脂防水密封材料,以及硅橡膠防水密封材料、聚硫防水密封材料、硫醚防水密封材料、丁苯橡膠防水密封材料、環(huán)氧防水密封材料等等。受成本等因素的制約,路用防水密封材料目前多局限于前四種,其他材料除極少數(shù)試驗使用外,基本上沒有在路面接縫、裂縫封堵中實際使用。而環(huán)氧密封材料雖然粘接強度較高,但彈性復(fù)原率、拉伸率方面較差,目前我省已基本上不再應(yīng)用于路面接縫或裂縫的封堵密封。

2.1 瀝青防水密封材料

該種材料是以石油瀝青為基本材料,加入改性材料(如橡膠、樹脂等),以及稀釋劑、填充料等配制而成,一般呈黑色膏狀,分熱熔型、溶劑型、乳液型三種,公路工程以熱熔型為主。這類材料的特點是價格低廉,至今應(yīng)用量仍然很大,但其施工困難、耐侯性差、容易老化變硬失去密封性能。近幾年經(jīng)過大量的改性研究,使瀝青與丙烯酸脂、聚氨脂、丁苯嵌段聚合物等相結(jié)合,制備出了性能有相當(dāng)改善的密封材料,在路面接縫、裂縫的封堵上尚占相當(dāng)數(shù)量,SBS改性瀝青彈性密封材料就是其一,已有專門廠家作為產(chǎn)品批量生產(chǎn)。

2.2 聚氯乙烯防水密封材料

這種材料是以聚氯乙烯為基本材料,加入改性材料和其它助劑配制而成的一種彈塑性密封材料。一般分熱塑型和熱熔型兩大類。聚氯乙烯膠泥為熱塑型,熱熔型為塑料油膏。公路工程中采用聚氯乙烯膠泥作為密封材料也比較普遍。此種密封材料的特點是價格較低,具有良好的彈性、耐老化性、耐腐蝕性,并且材料來源廣泛,施工簡便,施工質(zhì)量容易控制。不足之處是它的低溫適應(yīng)范圍一般在 -25℃以上(個別產(chǎn)品有達到-30℃的),不完全適應(yīng)黑龍江省的氣候條件。另外,從實用情況看,其路用密封效果一般只能維持2～3a。

2.3 聚氨脂防水密封材料

聚氨脂防水密封材料是以聚氨基甲酸酯為主要成分的非定型密封材料。由含有異氰酸酯基(-NCO)的基料和含有活潑氫化合物的硫化劑,以及催化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、發(fā)泡抑制劑和填充料等組成,屬常溫硫化型彈性密封膠。

聚氨脂密封材料在聚氨脂制品中是比較新的產(chǎn)品, 20世紀(jì) 50年代后期國外已有人開始了對聚氨脂密封材料的研究,60年代由美國和日本率先實現(xiàn)了產(chǎn)品化生產(chǎn)。我國對聚氨脂密封材料的研究開發(fā)起始于 70年代,目前已有十余家比較規(guī)范的工廠、院所研制、生產(chǎn)聚氨脂密封材料。

該種密封材料最初為雙組份和多組份型,近年來單組份型的封裝穩(wěn)定性問題已經(jīng)得到解決,因此路用聚氨脂密封材料現(xiàn)多為單組份型和雙組分型,這兩種型號各具長處。其優(yōu)點是價格具有競爭力,具有高延伸率、高彈性、耐磨、抗撕裂,而且耐油和耐侯性良好。聚氨脂密封膠是一大類,其中最原始的要數(shù)多異氰酸脂密封劑,它的最大好處在于易溶于有機溶劑,施工方便;因為分子體積較小,很容易透入水泥混凝土這種多孔性材料中,而且能與吸附在被膠結(jié)材料表面上的水分及含水氧化物等發(fā)生化學(xué)反應(yīng),或者在堿性的被粘結(jié)物表面上自行聚合,從而提高粘結(jié)強度,不僅膠結(jié)堅固,而且耐久性好。

到1998年,我國建筑聚氨脂密封材料年產(chǎn)量已達 0.6～1.1萬t以上,其中國產(chǎn)的約占 1/2,而同期美國年產(chǎn)量達到了 45.8萬t。聚氨脂密封材料原料價格較低,來源豐富,生產(chǎn)技術(shù)日漸成熟,價格也在逐年下降,其應(yīng)用前景十分廣闊。

2.4 丙烯酸脂防水密封材料

丙烯酸脂密封材料是以丙烯酸脂類聚合物為主要成分的非定形密封材料,目前主要有溶劑型和乳液型兩種。路面灌縫中以非離子型乳液為主,具有施工方便、無污染、粘接穩(wěn)定、有彈性、耐油耐水、抗老化性好等優(yōu)點,價格上尚屬偏高,國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量也參差不齊。在建筑業(yè),有的建筑工程為保證質(zhì)量,有時不得不舍棄國產(chǎn)而采用進口產(chǎn)品以保工程質(zhì)量。高性能丙烯酸密封材料近年來在國外已形成市場,主要是硅酮改性產(chǎn)品,建筑業(yè)用產(chǎn)品一般延伸率達 750%以上, -20℃低溫柔性,耐久性在 15～35年。由于技術(shù)和成本的原因,此類密封材料在公路工程中尚不能規(guī)模應(yīng)用,相信隨著技術(shù)和經(jīng)濟的發(fā)展,此種密封材料在公路工程中也將一展身手。

從路用防水密封材料的發(fā)展過程看,所用材料的技術(shù)性能越來越好,已逐漸接近路面裂縫和接縫封堵的實際需要,但由于經(jīng)濟條件的限制,路用防水密封材料的開發(fā)與應(yīng)用始終滯后于建筑類防水密封材料的發(fā)展,前者往往由后者帶動前進,但隨之而來的高成本使得人們不得不暫時退而求其次,即采用性能低一些、耐久性和密封性能等稍差一些的材料來進行封堵,其應(yīng)用效果自然打了折扣。相信隨著我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,經(jīng)濟建設(shè)的騰飛,路用防水密封材料也將以一個系列產(chǎn)品的形式展現(xiàn)在廣大公路建設(shè)者面前,使有關(guān)應(yīng)用材料的選擇更加靈活、經(jīng)濟與合理,效果也更加明確。