道桥用聚合物改性沥青防水涂料的研制

data-full-width-responsive="true"> 1 概述近年来。我国道路建设发展迅速，道路等级不断提高，桥梁构造物所占比例越来越大。桥梁作为道路的重要环节．其正常使用对道路的运行起着非常关键的作用。国内上世纪90年代初建设的道桥桥面铺装基本上不设防水层，投入使用不久，桥面沥青混凝土铺装层就出现严重的破损、开裂、坑槽、涌包等早期破坏现象，严重影响桥梁使用寿命和行车的舒适性、安全性[。因此，做好桥面防水处理是保证和提高桥梁的耐久性、预防冻融破坏、钢筋腐蚀、碱集料反应，使桥面免遭破坏、延长使用寿命的必要措施。随着道桥防水技术研究的不断深入，我国颁布实施了道桥用防水材料的行业标准，对推动我国道桥用防水材料的技术升级、更新换代和健康发展发挥了重要作用，并为确保道桥工程质量提供了技术支持。为满足道桥防水市场的需求，我公司根据JT/T535-2004 路桥用水性沥青基防水涂料 和JC／T975-2005道桥用防水涂料标准的要求．研发了WFT一306道桥用聚合物改性沥青防水涂料(以下简称WFT一306防水涂料)，该涂料是以优质石油沥青为基料，采用多种高分子聚合物为改性剂，添加特别助剂经科学生产工艺制成的新型水性环保防水材料。该涂料无毒、无味、不污染环境，可在常温下进行冷施工，同时具有较好的耐热性、低温柔性、粘结性和抗剪切性，可防止渗水造成的结构破坏，延长公路桥梁的使用寿命。下面就该涂料的研究作一介绍。2 配方、生产工艺与性能指标2．1 主要原料及基本配方(见表1)表1 W FT-306防水涂料的主要原料及基本配方2．2 生产工艺阳离子氯丁胶乳改性乳化沥青的生产采用二次热混合法．即阳离子氯丁胶乳经过两次热混合分散过程．其特点是分散性好、有较好的改性效果 。2．2．1 工艺流程图(见图1)2．2．2 生产操作过程1)将石油沥青加入到搅拌罐A 中，慢慢升温到180℃ ，然后降温到160～170℃ ，加改性树脂，使其搅拌熔化．降温到120～130℃待用。2)将改性胶乳、水、乳化剂、稳定剂、消泡剂，加入搅拌罐B中加热，充分搅拌均匀，调pH值达到工艺要求，于70～80℃保温待用。3)将70～80℃的乳化液和120～130℃的沥青树脂液打入乳化罐C中进行搅拌乳化，得到初步改性沥青乳液。再经过胶体磨便得到微粒均细化、性能稳定的改性沥青乳液。4)按配方计量要求。称取定量水注入分散罐D中。开动搅拌。加入各种助剂搅拌均匀，调pH值达到工艺要求；在高速分散状态下，加入硫化剂、复合增强剂、填料，加完后高速分散20～30 min；再将该浆料通过砂磨机，研磨到要求的细度(一遍或多遍)。该料称为复合增强浆料。5)将制备好的改性沥青乳液加入涂料调配罐中，在搅拌状态下加入复合增强浆料。搅拌均匀后，加入消泡剂。低速搅拌均匀即为成品，最后过滤、包装。2_3 物理力学性能(见表2)表2 W FT-306防水涂料的物理力学性能3 涂料性能的影响因素3．1 生产工艺对涂料性能的影响改性乳化沥青的制备工艺有三种：二次热混合法、一次热混合法、一次冷混合法。试验证明，三种制备工艺中二次热混合法效果最好。在同等原材料的条件下．一次冷混合法制备的改性乳化沥青涂料不稳定、易分层，其性能指标也较差；二次热混合法制备的改性乳化沥青涂料稳定性最好，其性能指标也最好。3．2 胶乳的加入量对涂料性能的影响胶乳是该涂料的主要成膜物质。其用量对涂膜的性能起决定性的作用。通过试验表明，在同等条件下，随着胶乳用量的增加。其低温性能、不透水性均得到提高：其加入量在30％～40％时。能满足标准要求。胶乳添加量对涂膜性能的影响见表3。表3 胶乳添加量对涂膜性能的影响3．3 增塑剂对涂料性能的影响(见表4)从表4中可以看出。增塑剂对改性沥青的乳化、涂膜的低温性能、拉伸强度有很大的影响。试验表明，增塑剂用量为沥青量的5％～10％(质量分数)时，改性沥青的乳化性、涂膜的低温性能、拉伸强度均较好。表4 增塑剂对低温柔性和拉伸强度的影响3．4 硫化剂对涂料性能的影响硫化剂的加入量虽少，但作用很大，能使涂膜的交联密度增加，提高涂膜的拉伸强度和耐热性。使涂膜的不透水性得到加强，但对涂膜的延伸率影响不大。硫化剂的加入量和加入工艺应特别注意，否则会造成涂料生产过程中发生交联而破乳。3．5 复合增强剂对涂料性能的影响复合增强剂可明显增强涂膜的拉伸强度和粘结强度。对比试验表明，不加复合增强剂涂膜拉伸强度为0．81 MPa，断裂伸长率为1 968％；加了复合增强剂涂膜拉伸强度为1．68 MPa，断裂伸长率为1 632％。由此说明，复合增强剂的加入可明显提高涂料的力学性能。同时，该复合增强剂具有透气性，可避免高温天气涂膜起鼓、起泡引起剥离而影响防水效果4 结论以氯丁胶乳改性沥青乳液为基料，添加优质助剂和复合增强剂，可以制备涂料体系稳定、符合JC／T975-2005行业标准的道桥防水涂料。试验证明，氯丁胶乳改性沥青采用二次热混合法制备工艺，改性效果最好：氯丁胶乳在涂料中的含量只有达到30％～40％时，涂料及涂膜性能才有理想的结果；硫化剂和复合增强剂的使用，使防水涂料的成膜效果更好，拉伸强度提高，不透水性好，延伸率高，适应桥梁结构变形的需要。