不同钢桥面防水材料性能对比分析

秘林源 宋 超

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550016)



不同钢桥面防水材料性能对比分析

秘林源 宋 超

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，贵州 贵阳 550016)

通过室内试验，从拉伸强度、低温柔性以及防水粘结体系的拉拔强度和剪切强度等方面，对比分析了桥盾®和TOPEVER®两种防水材料的性能，为防水材料的选择提供依据。

钢桥面铺装，防水材料，拉伸强度，剪切强度

1 概述

桥面铺装防水粘结体系是保证钢桥面使用性能的重要部分，一套良好的防水粘结体系可以保证桥面铺装在严峻工作环境下的良好性能；相反，一旦桥面铺装防水粘结体系被破坏，不仅加速桥面铺装的损害也加剧了钢桥面板的锈蚀。本文就TOPEVER®与桥盾®防水体系为研究对象，分析了两种防水材料的拉伸强度、低温柔性以及两种防水粘结体系的拉拔强度、剪切强度，为防水材料的选择提供依据。

2 防水粘结体系性能对比

2.1 不同防水材料拉伸强度性能分析

按照试验要求制备防水材料涂膜，根据GB 16777—2008要求对涂膜进行养生后[1]，裁取符合GB/T 528要求的哑铃Ⅰ型试件，对两种防水材料进行25 ℃拉伸试验。

试验结果如表1所示。

表1 防水材料25 ℃拉伸强度试验结果

在施工过程中，由于沥青混合料温度较高，为了评价高温施工对防水材料的影响，此次研究在25 ℃拉伸试验的基础上，将拉伸试件置于200 ℃烘箱中保温2 h后，冷却至室温，进行拉伸试验[2]。试验结果见表2。

2.2 不同防水材料低温柔性分析

表2 200 ℃高温处理后拉伸强度试验结果

两种防水材料涂膜分别裁取100 mm×25 mm试件三块，将试件与圆棒(直径20 mm)放入已调节至-20 ℃环境箱内的冷冻液中(酒精)保持1 h,然后在冷冻液中将两种试件绕圆棒在3 s内弯曲90°和180°[3]，弯曲三个试件，立即取出试件观察表面有无裂纹、断裂。

试验结果如图1所示，可以看出TOPEVER®防水材料(如图1b)所示)在弯曲角度不到90°即发生断裂，三个试件均未发生明显变形即断裂，即表现为脆性断裂。桥盾®防水材料(如图1a)所示)在弯曲角度90°和180°时表面均未出现裂纹。

2.3 不同防水粘结体系粘结强度性能分析

防水粘结体系粘结强度采用拉拔强度进行评价，主要包括以下两方面：

1)钢板界面与防水粘结体系防腐底漆的拉拔强度。

2)铺装下面层GA与防水粘结体系的拉拔强度。

2.3.1 钢板界面与防水粘结体系底漆的拉拔强度试验

钢板与底漆的拉拔强度试验采用手动便携式拉拔仪进行，拉拔头直径20 mm,采用高强度粘结剂将拉拔头与涂有底漆的钢板粘结起来,在标准条件下养生24 h后参照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录E进行试验。

试验温度为室温，试验结果见表3。图2中浅色底漆为桥盾®防水粘结体系所用底漆，深色为TOPEVER®防水粘结体系所用底漆。

表3 底漆与钢板拉拔试验结果

2.3.2 铺装下面层GA与防水粘结体系的拉拔强度试验

铺装下面层GA与防水粘结体系的拉拔强度试验参照《公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》附录E进行试验。

试验温度为室温，试验结果见表4，图3。

表4 组合件拉拔试验结果

2.4 不同防水粘结体系抗剪切性能分析

防水粘结体系抗剪切性能采用40°斜剪试验进行评价[4]。试件由三层组成，其中最下层为100 mm×100 mm×10 mm不锈钢钢板，钢板(块)按要求涂布各种防水粘结层(防腐底漆、防水材料层与粘结层)，并按规定要求进行养生。养生后，将其放入100 mm×100 mm×100 mm试模中，拌制浇筑式沥青混凝土GA，按GA施工工艺将其浇入试模，表面刮平。试件放置室温下1 d，脱模待用。

对两种防水体系组合件分别进行25 ℃与60 ℃条件下40°斜剪试验，试验结果见表5，表6，图4。

表5 25 ℃斜剪试验结果

表6 60 ℃斜剪试验结果

防水体系项目破坏荷载F/N剪切强度P/MPa均值/MPaTOPEVER41870.26937220.2390.254桥盾53680.34549530.3180.332

3 结语

1)防水材料拉伸试验结果可以看出：

TOPEVER®防水材料25 ℃拉伸强度略低于桥盾®防水材料，但TOPEVER®防水材料在25 ℃时的拉伸伸长率显著高于桥盾®防水材料。防水材料试件200 ℃高温处理2 h后拉伸试验结果表明，高温处理后，TOPEVER®防水材料拉伸强度增长了62.9%，但其拉伸伸长率由259.22%降至21.88%。桥盾®防水材料拉伸强度增长了43.4%，拉伸伸长率由192.42%降至128.83%。所以，桥盾®防水材料的耐高温性能优于TOPEVER®防水材料的耐高温性能。

2)防水材料低温柔性试验结果表明：

桥盾®防水材料具有较好的低温柔性，弯曲角度90°与180°试件表面均未出现裂纹，而TOPEVER®低温柔性较差，在弯曲90°较小变形下便发生了断裂。

3)拉拔试验结果表明：

底漆与钢板之间的拉拔：TOPEVER®防水粘结体系防腐底漆与钢板之间的粘结强度为11.6 MPa，桥盾®防水粘结体系防腐底漆与钢板之间的粘结强度为7.14 MPa，前者强度较大。铺装下面层GA与防水粘结体系的拉拔试验表明:TOPEVER®防水粘结体系组合件的拉拔强度为1.02 MPa,桥盾®防水粘结体系组合件拉拔强度为1.16 MPa，从拉拔强度可以得出桥盾®防水粘结体系组合件的粘结强度要优于TOPEVER®防水粘结体系。此外，从断裂面可以发现，TOPEVER®防水粘结体系断裂面均出现在混合料底面，而桥盾®防水粘结体系部分面积断裂面出现在了粘结层与防水层之间，这表明桥盾®防水粘结体系与混合料之间具有较好的粘结。

4)防水粘结体系抗剪切性能试验表明：

常温下，两种防水粘结体系剪切强度较相近；60 ℃时，桥盾®防水粘结体系的抗剪切强度略高于TOPEVER®防水粘结体系。此外，剪切试验后两种防水粘结体系试件破坏面存在差异，TOPEVER®防水粘结体系均从粘结层与混合料接触处破坏，而桥盾®防水粘结体系有部分断裂面出现在粘结层与防水材料之间，因此TOPEVER®断裂面形态较好。

[1] 重庆交通科研设计院.公路钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南[M].北京：人民交通出版社，2006.

[2] 赵锋军，李宇峙.钢桥面铺装环氧防水层材料与结构试验研究[J].公路，2006，7(7)：81-84.

[3] 马 涛.桥面防水粘结材料性能研究[J].公路交通科技，2007(1)：20-23.

[4] 张 华,张 锋,郝增恒,等.正交异性板钢桥面铺装防水材料试验研究[J].公路工程,2009(1):139-142.

Comparative analysis on different steel bridge deck waterproofing material performance

Mi Linyuan Song Chao

(GuizhouTrafficPlanning&SurveyDesignAcademyCo.,Ltd,Guiyang550016,China)

Through indoor experiment, starting from aspects of tensile strength, low flexibility, pull strength and shearing strength of waterproofing bonding system, the paper comparatively analyzes two kinds of waterproofing materials performance of bridge shield®and TOPEVER®, which has provided some guidance for selecting waterproofing material.

steel bridge deck paving, waterproofing material, tensile strength, shearing strength

1009-6825(2016)20-0103-03

2016-05-06

秘林源(1990- )，男，助理工程师； 宋 超(1990- )，男，助理工程师

U443.33

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