双组份聚氨酯路面嵌缝胶的研制

data-full-width-responsive="true"> 双组份聚氨酯路面嵌缝胶的研制张金仲1，刘华荣2，周春艳2（1哈尔滨市散装水泥办公室，黑龙江哈尔滨150040；2哈尔滨化工研究所，黑龙江哈尔滨150020）0 前言为减少混凝土路面裂纹的产生，通常需在施工过程中预留一定数量的收缩缝、施工缝，由于此类缝隙的存在影响了行车的舒适性，因此常常利用灌缝材料对此类缝隙进行密封。选择良好的灌缝材料对改善混凝土路面的耐久性至关重要。嵌缝胶因具有与混凝土缝壁粘结能力强、弹性好、不溶于水、高温时不流淌、低温时不开裂、施工方便、使用寿命长等优点，成为工程中比较常用的嵌缝材料。在水泥混凝土路面修建的初期，接缝处的填充材料主要以沥青为主，之后相继采用了改性沥青、沥青玛蹄脂等高分子胶结材料。这些材料的主要缺陷是多数材料在使用时需高温加热，不仅会造成环境污染，而且还会促使嵌缝材料加速老化，且材料的耐低温性能高于－20 ℃，与东北高寒地区的冬季最低温度相差较大，不能满足冬季不脆裂的质量要求。聚氯乙烯胶泥作为路面灌缝材料已有多年，但由于其回弹能力差，产生永久性变形后不易恢复等缺点，目前处于逐步被淘汰阶段。因此，常用的路用嵌缝材料已不适应高标准道路建设和寒冷地区的低温稳定性要求。聚氨酯双组份嵌缝胶具有良好的弹性、柔韧性、耐磨性、耐水性、耐化学介质性、强度、伸长率、耐老化、耐低温性、粘结性等优点，且可以常温施工、常温固化，是一种较为理想的灌缝材料。双组份嵌缝胶通常具有性能可调、对被粘接面预处理要求宽松、粘接适用范围较广等优点。本文研制的聚氨酯嵌缝胶可在室温条件下固化，具有较高的粘结强度、良好的嵌缝性能，可广泛用于道路缝隙的密封。1 实验11 主要原材料丁基橡胶301：东莞市通富塑胶贸易有限公司；聚异丁烯3500：厦门市华闽化工有限公司；溶剂：自制；碳酸钙：江西省三友碳酸钙厂；氨基硅烷（试剂）、烯丙基硅烷（试剂）、乙烯基硅烷（试剂），哈尔滨化工研究所。12 各组份的基本配方（见表1）13 主要仪器设备高速分散机：江阴精细化工机械厂；RGT-X010 电子拉力机：深圳瑞格尔仪器有限公司；嵌缝枪：广东省机械进出口股份有限公司。14 制备方法141 甲组份的制备按配方把丁基橡胶和聚异丁烯加入反应釜中，用高速分散机分散均匀，再加入碳酸钙及溶剂分散均匀，检验合格后装入桶中，即得甲组份。142 乙组份的制备按配方中把氨基硅烷、烯丙基硅烷、乙烯基硅烷加入反应釜中，用高速分散机分散均匀，检验合格后装桶，即得乙组份。2 性能测试将甲、乙组份按不同比例混合，按照JT/T 5892004《水泥混凝土路面嵌缝密封材料》的规定对配制的双组份聚氨酯嵌缝胶进行了性能测试。从经济、施工难易程度出发，并结合测试结果，确定甲、乙组份的最佳比例（见表2）。由于丁基橡胶价格昂贵，从经济实用的方面考虑，确定甲、乙组份的最佳比例为15∶1。配制的双组份聚氨酯嵌缝胶性能测试结果见表3，与其它常用嵌缝材料的性能比较见表4。由表3、表4 可知，本文配制的聚氨酯双组份嵌缝胶的各项技术性能指标均明显高于规范的规定。同时其粘结强度也较高且可常温施工。因此，本文配制的聚氨酯双组份嵌缝胶的综合性能最佳。3 结果讨论31 材料选择本文研制的双组份聚氨酯嵌缝胶的主要原料为异氰酸酯，使用时不需现场配制，常温固化，可根据工程需要调配成不同性能的嵌缝材料。丁基橡胶是异丁烯与异戊二烯的共聚物，属于异丁烯类聚合物，具有高饱和度、甲基侧链排列有序，由于侧基体积小，易旋转，可产生高阻效应，使其具有良好的吸振性，其玻璃化温度约为-60 ℃，在相当低的温度下仍能保持柔韧性，同时具有低吸水性等结构特点。丁基橡胶因其有良好的吸振性、低透气性、疏水性、高的生胶拉伸强度和耐老化等特性，因而确定用丁基橡胶作为道路嵌缝胶的主体材料。聚异丁烯具有优异的阻隔性能和低温弹性，应用在胶黏剂配方中能提高粘性和耐候性，改善抗水性和氧化稳定性，因此选择聚异丁烯作为道路嵌缝胶的辅助材料。为了提高道路嵌缝胶的稳定性，降低收缩和膨胀系数，需要在胶体中添加填料。常用的填料有碳酸钙、陶土、滑石粉等，本配方中选择碳酸钙作为填料。填料的选取受密封胶的黏度、柔软性等因素影响。填料粒子的粗细对胶料的黏度等物理性能有很大影响，细粒子填料能增大密封胶的内聚力及黏稠度，但降低了流动性。32 施工工艺聚氨酯密封材料黏度较大，甲组份与乙组份的比例要适当，并且要搅拌均匀。为了保证密封的质量，我们采用灌缝机灌注。缝隙的清理必须干净，接缝壁上粘附水泥浆、灰尘或处于潮湿环境中，若不进行彻底清除必将影响密封效果。321 清缝首先用混凝土切缝机将缝隙进行切割，在切缝过程中，切缝机一定要把握平稳、匀速前进，防止将原缝扩展。之后用铁钩将缝内垃圾勾出，再用钢丝刷将缝的侧面清刷1 遍后用空气压缩机吹去垃圾浮灰。最后采用高压水冲刷，待缝隙自然晾干后即可填缝。322 配料先将乙组份材料搅拌均匀、然后按试验配比，将甲、乙两组份材料严格计算，加入拌和机中搅拌3 min 后，立即移至灌缝机内进行填缝。323 填缝填缝是施工的重要环节，要严格把握。首先将嵌缝枪装上枪头后，对缝注入聚氨酯嵌缝胶；在注入过程中掌握好枪的板手用力和枪头移动速度，防止胶液流出缝外；最后整条缝隙施工完毕后，要检查有无漏料等现象发生，如果出现漏料情况应采取相应措施及时修补好。4 结语双组份聚氨酯路面嵌缝胶的成功研制并应用，对于推迟路面接缝处的破损时间，延长使用寿命，节省养护费用起到积极的作用。采用机械化施工具有使施工工序简便，工程质量提高，施工进度加快，工人劳动强度降低，施工人员的健康得以保障等优点。本文研制的双组份聚氨酯嵌缝胶不仅能成功地用于水泥混凝土路面的接缝，同样也可用于各类停车场、机场跑道和机场停机坪等工程中的接缝，具有广阔的应用前景。