新型桥面防水涂料的室内试验研究

摘要:桥面渗水是造成桥梁结构损伤与破坏的一大病害，桥面防水的材料与技术已越来越引起人们的重视。本文通过对新型桥面防水涂料进行耐热性试验、抗氯离子渗透性、粘结力试验、直接剪切试验等室内试验研究，分析比较了几种桥梁防水工程涂料。

关键词:新型；防水涂料；室内试验；

Abstract: the bridge deck ooze water is a bridge structure damage and destruction of a disease, bridge deck waterproof material and technology already more and more attracted people's attention. This article through to the new bridge deck waterproof coating heat resistance test, anti-chloride ion penetration, rapping test, direct shearing test laboratory tests were compared and analyzed, several Bridges of waterproofing coating.

Key words: new; Waterproof coating; Indoor test

中图分类号： TU56+1.65 文献标识码：A文章编号：

桥面混凝土的塑性开裂和桥面的构造性缝隙是造成渗漏的主要原因。为解决桥面渗水问题，目前普遍采用的技术措施就是设置各种类型的桥面防水层。防水层在桥梁造价中所占的比例很小，但对桥梁的使用寿命却有很大影响。

1 耐热性试验

桥面防水不同于屋面防水，需在防水层上摊铺热沥青混凝土,既不能使防水层受到破坏，同时，还需使防水层软化，使上下两层牢固粘合。涂料耐热性过高或过低都将影响防水层与沥青混凝土的粘结，这一点已经在剪切试验中得到证实。

表1.1 几种防水涂料的耐热性试验结果

编号 耐热性（160℃）

3# 表面发粘，但不流淌

SH 180℃表面不发粘、不流淌和滑动

YW 表面发粘，少量流淌、滑动

在天津市常用的几种桥面防水涂料160℃下耐热性能试验结果如表1.1所示，将常用的一种涂料记为SH，其渗透性非常好。从表中可以看出，SH桥面防水涂料，160℃下不软化，YW耐热性差，高温下流淌滑动，容易破坏。而我们自行研制的涂料3#，在160℃下发生软化，但不流淌。粘结力试验表明，3#粘结力最大。可见，单纯一个耐热性指标，并不能全面反映涂料的技术性能。而且桥面防水涂料的耐热性能评价温度还有待于进一步研究。

2 抗氯离子渗透性

表1.2抗氯离子渗透性试验结果

编号 6h总导电量（库仑）

空白 1704.9

1# 1261.4

2# 1384.1

3# 1162.3

从表1.2的试验结果可见，涂覆防水涂层后，氯离子通过率减小，能够有效地降低氯盐的腐蚀。

3 粘结力试验

桥面防水层作为桥面铺装的一层，受水平荷载、垂直应力、动荷载和不平整引起的冲击和振动、季节和昼夜交替引起的温度变化等，其性能直接影响桥面铺装和桥梁的耐久性。在这些性能要求中，以粘结性能和抗剪性能最为关键。

3.1 乳化剂种类和用量的影响

乳化剂种类和用量影响涂料粘结力。试验筛选得到：A57、B37配方性能较好。粘结力试验表明，使用B乳化剂的防水涂料，其粘结力大于使用A乳化剂时的粘结力，同时，乳化剂量增大，粘结力相应增大，这可能是由于所用乳化剂为季胺盐类，能够起到类似抗剥落剂的作用，结果如表3.1 所示。

表3.1 不同乳化剂对粘结力的影响

编号 乳化剂 乳化剂量 粘结力25℃（N）

A57 A 3% 3500.59

B37 B 4% 3860.12

B38 B 5% 3950.60

3.2 固含量的影响

防水涂料在粘度满足施工条件许可的情况下，固含量多少为最佳，这要看实际使用性能。从经济的角度看，固含量大，会降低运输成本；但固含量太大，施工性能变差，涂刷不均匀。

表3.2固含量对粘结力的影响

编号 固含量 乳化剂量 胶乳含量10% 粘结力（25℃）N

B101 60% 4% R1、R2胶乳复合 2548.40

B102 60% 4% R1胶乳 1872.53

B103 55% 4% R1、R2胶乳复合 3119.11

B104 55% 4% R1胶乳 2243.97

B105 60% 5% R1、R2胶乳复合 2659.20

BB 55% 4% R1、R3胶乳复合 3071.03

从表3.2中数据可以看出：无论单一胶乳还是复合胶乳改性，在胶乳含量不变的情况下，固含量增大，粘结力反而减小。这是因为胶乳在整个固含量中所占比例减小的缘故。由于水乳型防水涂料中，起主要作用的物质为水分挥发后的固态物质，因此，固含量不宜太低，最终选择固含量为55%。

4 直接剪切试验

4.1 防水涂料最佳用量的确定

在行车荷载的作用下,防水层应具有较大的抗剪切变形能力和较小的压缩变形，否则将导致防水层上的铺装层受力状况恶化，缩短其使用寿命。为最大限度的减小试验误差，本试验上下试件均采用水泥沙浆试块。层间抗剪强度τmax随着涂膜厚度的增加变化规律如图4.1所示。

图 4.1 剪应力和剪切位移的关系图

借鉴现场实践经验，可知：涂膜厚度小于0.3mm时，不易形成完整的涂膜；而当涂膜厚度大于1mm时，涂层太厚，自由沥青多，容易形成滑动层，可以不必考虑。所以试验考察涂膜厚度在0.3mm～1mm范围内，对剪应力的影响。

防水涂料抗剪强度随位移变化规律可以看出，随位移的增加，剪应力逐渐增大，当位移达到一定程度时，剪应力出现峰值，表示层间已经发生破坏，此后随位移增大，剪应力值减小，并在某一值附近上下波动，可见是由层间滑动摩擦产生的。

4.2 不同涂料的层间抗剪强度

试验中对天津地区常用的桥面防水涂料进行了抗剪试验。试验条件：涂膜厚度1mm，垂直压力0.1 MPa，温度20℃,结果如下表4.2。

表4.2 常见涂料抗剪强度测试结果

涂料种类 3# SH 某桥用涂料 YW

τmax （MPa） 0.17687 0.0587 0.0659 0.0732

与粘结力试验结果一致，相比于本地区常用的桥面防水涂料， 3#桥面防水涂料粘结力和抗剪切强度都是最高的。剪切试验结果为桥面铺装中防水层材料提供设计参数。

5 结论

综上所述，经过室内试验结果分析，可以得到以下结论：

（1）填料对涂料的耐热性和粘结力均有有利影响，加入填料，耐热性提高，粘结力增大，但填料量增大，对涂料的稳定性有负面影响；

（2）抗氯离子渗透性试验表明涂覆防水涂料后混凝土的氯离子渗透性降低；

（3）粘结力试验结果表明：乳化剂及其用量影响粘结力，B乳化剂粘结力大，乳化剂用量增加，粘结力也增大；适宜的涂料固含量为55%，几种胶乳复合改性，其粘结力要大于单一胶乳改性；

（4）抗剪试验表明：涂膜适宜厚度为1mm；

参考文献：

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［2］裴建中,胡长顺,王祥鲁.建筑防水材料用作桥面防水的可行性分析.长安大学学报(自然科学版) 2002 No.6.

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作者简介：李龙泉、男、1964年、大学本科、副总经理、高级工程师、路桥施工技术研究。

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