用于水泥公路的复合型防水密封填缝料的性能研究

王傅巍，寿崇琦，贾海燕，王德卫，魏程程，王艳丽

(济南大学 化学化工学院 ，山东 济南 250022)

用于水泥公路的复合型防水密封填缝料的性能研究

王傅巍，寿崇琦，贾海燕，王德卫，魏程程，王艳丽

(济南大学 化学化工学院 ，山东 济南 250022)

采用水性胶粘剂复合三元乙丙发泡橡胶条作为新型的水泥公路填缝材料，然后对其性能进行测试并与其它产品进行对比。结果表明，新型的复合型填缝材料在柔韧性、抗老化性等均可达到使用要求，并解决了聚氨酯类填缝材料无法带水施工的缺陷，是一种性能优良、绿色环保的填缝材料。

水性胶粘剂；三元乙丙发泡橡胶条；带水施工

实践证明，水泥路面填缝材料的好坏，是保证水泥混泥土路面长期正常使用一个重要因素[1]。好的填缝材料能起到水密、气密作用，并具有弹性、粘结性及好的耐久性，能接受接缝处反复拉伸、压缩而不被破坏，起到长期保护水泥路面接缝处不被破坏的作用。现有的水泥公路填缝材料[2]配方较为复杂，且很多填缝材料施工时需要现场加热，施工既不方便也不安全，聚氨酯类[3]填缝材料施工时要求接缝中不能有水分的存在，这对施工的天气提出了苛刻要求，延长了工期，降低了施工效率。新型复合填缝材料不仅具有粘结强度高、回弹性好、抗老化性好等优点，而且可带水作业，施工快速方便。

1 实验部分

1.1 实验试剂

乳化沥青(工业级)；SBR胶乳(工业级)；EVA乳液(工业级)；硅丙乳液(工业级)；滑石粉(工业级)；十二烷基苯磺酸钠(天津市广成化学试剂有限公司)；羟丙基甲基纤维素(郑州江东化工有限公司)；紫外线吸收剂(常州新策高分子材料有限公司)；防霉剂(冠志化工)；三元乙丙发泡橡胶条(上海道冠橡塑制品厂)。

1.2 主要仪器

高速搅拌机(上海微特电机有限公司)；电子万能材料试验机(美国Instron公司)；DX-170-40低温试验箱(天津港源仪器厂)。

1.3 复合型填缝材料的制备

复合型填缝材料由水性胶粘剂和三元乙丙发泡橡胶条组成。将乳化沥青、SBR胶乳、EVA乳液、硅丙乳液、水、滑石粉、十二烷基苯磺酸钠、羟丙基甲基纤维素、紫外线吸收剂、防霉剂依次加入到清洁干燥的铁制容器中，调节搅拌器转速1000r/min，搅拌30min后即制得水性胶粘剂；将水性胶粘剂涂抹于三元乙丙发泡橡胶条与公路接缝的两个界面处，涂抹厚度为0.5～1.5mm，即得到复合型防水密封填缝料。试验中各原料份数见表1。

表1 各原料份数配比

1.4 试样制备

(1)粘结强度性能测试试样的制备：制备："8"字型水泥砂浆模块，中间填缝材料宽为8mm，用于粘结性能测试(如图1所示)，在标准固化条件下固化7d后测试其性能。

图1 粘结性能测试“8”字型试样

(2)剪切性能测试试样的制备：用填缝材料粘结水泥砂浆模块，制成剪切性能测试试样(如图2所示)，在标准固化条件下固化7d后测试其性能。

图2 剪切性能测试试样

1.5 测试方法

(1)力学性能测试：按GB/T528-2009在电子万能材料试验机上进行，粘结测试拉伸速度5mm/min；

(2)剪切性能测试：剪切疲劳试验在疲劳试验机上进行，振动频率为90r/min，测试温度为(23±2)℃；

(3)弹性恢复率测试：按JT/T 203-2014进行，实验条件为：温度(23±2)℃、相对湿度不大于85%；

(4)负温抗裂性试验：在低温试验箱中放置试样(-40±2)℃*168h；

(5)耐高温性试验：在电热恒温箱中放置试样(60±2)℃*168h；

(6)抗老化性能测试：老化试验在ATLAS人工气候加速老化试验仪中进行，辐照波长为300～400nm，老化时间定为180h，温度为(65±3)℃，喷水时间为(18±0.5)min，二次喷水之间的干燥间隔为(102±0.5)min；

2 结果与讨论

2.1 剪切粘结性能测试

填缝材料首先与水泥混凝土接缝界面的粘结性能良好。剪切强度主要考察填缝材料的抗内聚破坏能力，粘结强度则是考察填缝材料密封效果的必要因素。如果粘结强度不够，填缝材料就会与水泥混凝土界面拖粘，发生开裂甚至脱落，从而失去密封保护作用[4]。

表2 几种填缝材料性能测试结果

由表2测试结果可以看出，复合型填缝材料的粘结、剪切性能虽不及聚氨酯填缝材料，但相差不大，同样可以完全达到使用的要求。这是因为水性胶粘剂在接触到混凝土界面后破乳，形成较大的吸附力，这种吸附力把橡胶条与混凝土界面牢牢粘结在一起[5]。

2.2 物理性能测试

填缝材料在实际应用中，其使用寿命受到诸多因素的影响，如气候变化、机械破坏、材料形变等。为了表征填缝材料的抗拉形变能力和耐高低温度变化能力，分别对填缝材料进行了弹性恢复率和耐高低温测试(测试结果见表3)。

表3 几种填缝材料性能测试结果

由表3测试结果可以看出，复合型填缝材料的弹性恢复率性能和耐高低温性能与聚氨酯和有机硅改性聚氨酯填缝材料的性能相差无几。这是因为经过发泡的三元乙丙胶条具有较高的伸缩性，水性胶粘剂具有较强的粘结性，牢固粘结了橡胶条与混凝土界面，因此复合型填缝材料具有较好的弹性恢复率。

2.3 抗老化性能测试

水泥路面填缝材料，经受日晒雨淋和紫外照射，这会加速填缝材料的老化进程，导致材料本身和粘结界面破坏。将聚氨酯、有机硅改性聚氨酯、复合型填缝材料进行耐老化处理，进行性能测试(测试结果见表4)。

表4 几种填缝材料性能测试结果

由表4测试结果可以看出，复合型填缝材料在老化前后的性能变化不大，保持率与聚氨酯和有机硅改性聚氨酯填缝材料的保持率相近，说明复合型填缝材料有较好的耐老化性能。因为三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和少量的非共轭二烯烃的共聚物，其主链是由化学稳定的饱和烃组成，只在侧链中含有不饱和双键，故其具有优异的耐臭氧、耐热、耐候等性能。水性胶粘剂中的硅丙乳液具有有机硅耐高温、耐候性的特点，这也赋予了水性胶粘剂具有较好的耐老化性能。因此，复合型填缝材料具有较好的耐老化性能在情理之中。

3 结论

采用水性胶粘剂复合三元乙丙发泡橡胶条作为新型的水泥公路接缝材料，在保证了其各项性能都能达标正常使用的前提下，填缝材料本身及施工过程对环境几乎没有污染，绿色环保，使用安全，且复合型填缝材料突破了聚氨酯类填缝材料无法带水施工的缺陷，降低了天气原因给施工带来的困扰。结果表明，复合型填缝材料是一种各方面性能比较优异新型填缝材料。

[1] 李素格.水泥混泥土路面常见病害及修复技术[J].交通世界(建养.机械)，2009(11)：108-109.

[2] 牛欣欣.水泥混凝土路面填缝材料的研究与应用[J].四川建材，2011(01)：104-105.

[3] 寿崇琦，娄 嵩，尚 盼，等.影响聚氨酯填缝料耐久性的外界因素研究[J].公路工程，2009(01)：154-158.

[4] 李晓飞.水泥混凝土路面填缝料的选用[J].黑龙江交通科技，2005(01)：33-34.

[5] 杜志伟.乳化沥青在公路养护工程中的作用[J].交通世界， 2010(4):222-223.

(本文文献格式：王傅巍，寿崇琦，贾海燕，等.用于水泥公路的复合型防水密封填缝料的性能研究[J].山东化工，2017，46(08)：53-54,57.)

The Performances of Composite Waterproofing Sealant Caulking Material into Cement Roads

WangFuwei，ShouChongqi，JiaHaiyan，WangDewei，WeiChengcheng，WangYanli

(Department of Chemistry and Chemical Engineering，University of Jinan；Jinan 250022， China)

The water-based adhesive composite EPDM rubber strip was used as the new type of cement road capping material, and then its performance was tested and compared with other products. The results show that the new type of composite caulking material can meet the requirements of flexibility and anti-aging, and it can solve the shortcomings of the construction of polyurethane-based caulking materials. It is an excellent and green material.

water-based adhesive；EPDM foam rubber strip；water construction

2017-02-26

王傅巍(1992—)，山东济南人，硕士研究生 ，主要从事水泥公路密封材料的研究；通信作者：寿崇琦(1963—)，山东济南人，教授，博士，主要从事公路化学建材的研究与应用。

U414

A

1008-021X(2017)08-0053-02