环氧沥青防水材料

环氧沥青防水材料（通用8篇）

环氧沥青防水材料 篇1

拉伸性能试验用以反映各环氧基防水粘结材料受拉破坏时的应力和应变, 测得的主要指标为各环氧基防水粘结材料的拉伸强度和破坏时的应变, 通过拉伸试件的抗拉强度和断裂延伸率来评价各材料的实际使用性能。

1试验方法

1.1 试件成型

先用丙酮将上下两块不锈钢槽板进行清理, 用隔离剂涂刷一遍, 然后将上下两块槽板对接, 放入120℃的电热鼓风干燥箱中保温4h。不锈钢槽板保温结束后, 按照前述制备方法把制备好的各环氧基防水粘结材料, 立即倒入槽板内, 并进行振动, 再将其放回120℃干燥箱中, 保温2h, 然后降温至60℃保温4d (日本环氧粘结剂需持续在40℃下保温2d, 不需在120℃下保温不锈钢槽板及养生) , 使其充分固化。养生完成后, 取出, 将槽板打开, 用小刀将试件脱模。脱模后将试件在所需的试验温度 (20℃±1℃) 下放置2h, 然后用切片机切成哑铃状的试件, 制备6个试件。成型模具如图1所示, 拉伸试验试件尺寸如图2所示。

附注:A-总长, 最小值115 mm B-标距段的宽度, 6.00+0.4 mm C-标距段的长度, 33±2 mm

D-夹持线 E-半径, 14±1 mm F-半径, 25±2 mm G-端部宽度, 25±1 mm

H-夹具间的初始距离, 80±5 mm L-标距线间的距离, 25±1 mm

1.2 试验程序

将试件在标准条件下放置2h, 然后将试件安装在拉力机夹具中, 记录拉力机标尺所示数据 (L0) , 试件安装不得歪斜, 拉伸速度为500mm/min, 拉伸试件直至出现裂口或断裂等现象为止, 记录此时标尺数据 (L1) , 读数精确到0.5mm。

1.3 结果计算

拉伸断裂强度如式 (1) 计算:

P=F/A (1)

式中:P——拉伸断裂强度, MPa;

F——试件最大荷载, N;

A——试件断面面积, mm2。

试件断面面积如式 (2) 计算:

A=b·d (2)

式中:b——试件工作部分宽度, mm;

d——试件实测厚度, mm。

断裂延伸率按式 (3) 计算:

undefined (3)

式中:L——试件断裂延伸率, %;

L1——试件断裂时标线间的距离, mm;

L0——拉伸前标线间的距离, mm。

试验结果以六个试件的算术平均值表示, 取三位有效数字。

2试验结果

按照拉伸试验的试验方法, 进行各环氧基防水粘结材料在不同组分比例下的拉伸试验, 国产HLN-7611环氧沥青的拉伸试验结果如图3所示, 日本环氧粘结剂的拉伸试验结果如图4所示, 日本环氧粘结剂的拉伸试验结果如图5所示。

2.1 国产HLN-7611环氧沥青的拉伸试验结果

由国产HLN-7611环氧沥青在不同组分比例下的的拉伸试验结果可知, 拉伸强度和断裂延伸率随组分比例变化呈现出不同的变化规律。拉伸强度随比例 (B:A) 的增大而先增大后减小, 在比例 (B:A) 为7.6时达到峰值, 为0.940MPa。断裂延伸率随比例 (B:A) 的增大而先减小后增大, 在比例 (B:A) 为7.6时为188%, 比最佳断裂延伸率降低约15%, 此最佳断裂延伸率对应的拉伸强度比最佳值降低约31%。由于桥面防水粘结材料需要具有较高的拉伸强度和断裂延伸率, 根据此拉伸试验结果可以进一步确定国产HLN-7611环氧沥青的最佳组分比例B:A=1:7.6, 因为在比例 (B:A) 低于或高于7.6时, 由于A组分或B组分较多, 没有充分发生固化反应, 存在多余的A组分或B组分, 导致强度不足, 断裂延伸率出现波动。

2.2 日本环氧粘结剂的拉伸试验结果

从日本环氧粘结剂的拉伸试验结果可见, A、B两组分比例不同, 其性能差异较大。当A组分环氧树脂与B组分固化剂之比为1:0.8时, 拉伸强度最大, 但断裂延伸率最低, 不能满足防水粘结材料高延伸率的要求;当A组分与B组分之比为1:1时, 拉伸强度为5.932MPa, 且断裂延伸率达到最大, 为616%, 综合性能最优。因此, 可以进一步确定日本环氧粘结剂的A组分环氧树脂:B组分固化剂=1:1为其最佳配比。

2.3 日本环氧沥青的拉伸试验结果

从日本环氧沥青的拉伸试验结果可见, A组分环氧树脂与B组分固化剂之比为1:0.8和1:1.1时, 断裂延伸率较低, 不能满足防水粘结材料高延伸率的要求;当A组分与B组分之比为1:0.9时, 拉伸强度为2.710MPa, 且断裂延伸率达到853%;当A组分与B组分之比为1:1时, 拉伸强度为5.932MPa, 比A:B=1:0.9时增大约68%, 且断裂延伸率达到604%, 比A:B=1:0.9时降低约29%, 综合性能最优。因此, 可以进一步确定日本环氧粘结剂的A组分环氧树脂:B组分固化剂=1:1为其最佳配比。

3不同环氧基防水粘结材料的拉伸试验结果比较

综合各环氧基防水粘结材料在其最佳配比下的拉伸强度和断裂延伸率, 如图6和图7所示。由图可见, 日本环氧粘结剂的拉伸强度和断裂延伸率均高于国产HLN-7611环氧沥青和日本环氧沥青, 其中拉伸强度分别比国产HLN-7611环氧沥青和日本环氧沥青增大约530%和30%;断裂延伸率分别比国产HLN-7611环氧沥青和日本环氧沥青增大约228%和2%。究其原因为:日本环氧粘结剂不掺加沥青, 环氧树脂与固化剂能够充分固化反应, 而另两种材料中均需加入沥青, 沥青的存在可能会对固化反应有一定影响;且日本产和国产所采用的环氧树脂和固化剂种类不同, 分子内化学键作用力不同, 分子间链与链结合力不同, 最终导致拉伸强度和断裂延伸率的差异。

4结论

本章分别对国产HLN-7611环氧沥青、日本环氧粘结剂、日本环氧沥青等三种环氧基防水粘结材料进行制备并比较测试其拉伸性能。根据相关试验结果, 可以得出以下结论:拉伸性能优劣依次为:日本环氧粘结剂、日本环氧沥青和国产HLN-7611环氧沥青, 在最佳配比下所能达到的拉伸强度分别为5.932MPa、4.451MPa和0.940MPa, 断裂延伸率分别为616%、604%和188%。

参考文献

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[5]李喆.国产环氧沥青防水粘结材料在水泥混凝土桥面应用研究[D].南京:东南大学, 2005.

环氧沥青防水材料 篇2

环氧沥青钢桥面铺装施工控制技术

环氧沥青是非常新颖的桥面铺装材料,但是施工工艺复杂,施工二质量要求较高,天津市进步桥施工中,对钢桥面环氧沥青铺装技术从配合比设计,环氧沥青的混合料的储存温度、拌和顺序、最大工作时间及最低碾压温度等关键问题进行阐述,实际检测结果和运营效果证明,在北方地区的`气温条件下,采用得当的施上措施,完全能够保证钢桥面环氧沥青铺装的施工质量.

作 者：刘富华 LIU Fu-hua  作者单位：中铁十八局集团第五工程有限公司,天津,300459 刊 名：水科学与工程技术 英文刊名：WATER SCIENCES AND ENGINEERING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(z2) 分类号：X703.1 关键词：钢桥面   桥面铺装   环氧沥青  

环氧沥青防水材料 篇3

1桥面防水材料概述

桥面防水是桥梁建设的重要环节, 对桥梁的寿命有着重要影响。我国对桥梁防水的重视程度与日俱增, 对于新型防水材料的研究和应用投入大量的人力、物力。防水材料中最常见的有SBR改性橡胶沥青材料和环氧树脂沥青防水材料。SBR改性橡胶沥青材料是较早使用的一种热熔型桥面防水材料, 凭借着优良的防水性能被广泛应用到各种大大小小的桥梁工程中;环氧沥青桥面防水材料是伴随着桥梁科技的发展新生的一种防水材料, 由于其自身有着比以往防水材料更加优秀的性能, 而受到了广泛好评。

2桥面防水材料性能要求

桥面防水这一概念刚刚流行时所采用的防水材料比较随意, 大都采用和屋面防水的专用材料, 而没有专门的、高性能的桥面防水材料。一般来说, 桥梁的建设环境要比房屋恶劣的多, 所受的物理力学环境更加严苛, 因此, 防水材料除了要具备屋面防水材料的一般性能, 如不透水、耐极端温度、防腐蚀、防老化等, 还应该具有粘结力强、抗拉抗压能力强、伸缩性强等特点。

2.1物理力学性能

2.1.1不透水性

桥面防水材料必须具备良好的不透水性, 这主要是因为铺装层底部比较容易聚集下渗水, 导致铺装层和桥面被破坏, 在此类的薄弱地方, 一定要更加注意防水层的不透水性。在进行材料选择时, 一定要进行严格的检测, 选择不透水性良好的材料, 防止出现因为材料选择不当, 而导致桥梁桥面防水出现问题, 影响桥梁寿命。

2.1.2粘结性强

防水材料要具有十分好的粘结性, 并且能够经受住温度剧烈、大跨度的变化, 不至于在极端天气下产生粘结力下降, 导致防水层防水功能下降, 影响桥梁的使用寿命。同时具有良好的抗剪切性能, 能够抵抗水平汽车荷载作用, 不会形成铺装层和桥面间的脱离现象。

2.1.3耐老化性能

防水材料主要由有机成分组成, 因此老化现象严重, 尤其是在自然条件恶劣的环境中, 老化现象会更加迅速。一旦材料老化过度, 就会使得防水材料产生一系列质量问题, 导致防水层遭到破坏。因此防水材料一定要具有很好抗老化性能。

2.2抗损伤性能

2.2.1抗破坏性能

防水层材料要具有一定的抗破坏性能。在具体是施工过程中, 防水层经常要受到压路机、摊铺机等大型车辆的碾压, 这要求防水材料要有一定的强度, 在后续的施工过程中不被车辆机械破坏, 保障整个工程能够顺利进行。

2.2.2抗腐蚀性

桥梁建成后会行驶各种各样的车辆, 难免会出现漏油等现象, 当汽油等有机溶剂与防水层接触后, 要确保防水层不能够别腐蚀。此外大桥上经常会行驶一些运输腐蚀性液体的车辆, 一旦发生泄漏, 会对防水层造成不小影响, 因此防水层的抗腐蚀性至关重要。

3材料性能实验

接下将对两种主要防水材料进行实验对比。

3.1防水材料拉伸实验

为比较环氧沥青防水材料与SBR改性橡胶沥青防水材料的性能, 分别测试2种材料平行试验的抗拉强度与断裂延伸率。考虑试件成型的因素, 环氧沥青材料拉伸试验温度23℃, SBR改性橡胶沥青材料的拉伸试验温度为5℃。实测试验结果表明环氧沥青的断裂延伸率与SBR改性橡胶沥青的断裂延伸率相关不大, 但两者的试验温度存在较大差异, 因此不能将两者进行简单的对比。但两者的极限抗拉强度相差很大, 环氧沥青的的抗拉强度较高, 而SBR改性橡胶沥青材料的抗拉强度不满足技术要求。

3.2防水材料抗剪切性能

对于桥面铺装层的粘结层材料剪切性能试验采用适当的装置。当对试件施加荷载P时, 试件剪切面上的剪切强度τ=P S, 其中S为试件受剪切截面积。将试件切割成一定尺寸, 测试所能施加的最大破坏荷载P, 从而计算出粘结层的剪切强度。

根据桥面铺装的实际使用条件, 车辆在桥面行驶时对粘结层所施加的水平剪切力, 最不利的情况是在高温环境条件下。因此, 本研究对环氧沥青粘结层进行了20℃和60℃的粘结层剪切强度试验。试验表明:环氧沥青、SBR改性橡胶沥青的抗剪切强度不论在何种环境温度下均有较好的表现, 满足技术要求。所有材料的抗剪切强度均随着温度的升高而降低。各种材料均存在一个最佳厚度, 经试验分析, 环氧沥青防水层厚度为1.0mm, SBR改性橡胶沥青防水层最佳厚度为1.5 mm。

3.3防水材料拉拔实验

研究结果表明在钢桥桥面铺装结构中, 桥面钢板或者混凝土调平层与沥青混凝土间的粘结强度对铺装体系的抗疲劳特性有较大的影响, 所以采用拉拔试验来评定桥面与沥青混凝土间的粘结状况。对于钢桥桥面, 正交异性钢桥面板喷砂除锈后采用环氧富锌漆进行防腐涂装, 再在其上铺筑沥青混凝土;对于水泥混凝土桥面铺装, 柔性防水材料既起到防水的作用, 又起到粘结层的作用, 将水泥混凝土和沥青铺装层间应力传递, 发挥承上启下作用。拉拔试验主要检验桥面板和铺装层间的粘结强度, 反映沥青混凝土铺装和桥面间的粘结能力。试验在3种温度条件下进行:低温 (0±2) ℃、常温 (23±2) ℃和高温 (60±2) ℃。试验结果表明各种防水材料随着温度的升高, 粘结强度迅速下降。对于我国大部分地区, 夏季高温桥面铺装层最高温度达到60~70℃, 高温下的粘结强度就显得尤为重要。环氧沥青防水材料的粘结力较强, 且粘结强度满足技术要求, 而改性橡胶沥青粘结料的粘结强度相对较差, 不能满足常温下大于2.75 MPa的技术要求。防水材料在高温下粘结强度衰减迅速, 仅为常温下的1 5左右。

结束语

桥面防水材料是确保桥梁防水功能正常发挥作用的基础, 对于桥梁正常发挥其功能有着重要意义, 一旦防水材料选择不当, 或者遭到破坏, 会直接影响到桥梁的使用性能和寿命。因此我们要加强对桥面防水材料的研究和应用, 尤其是环氧树脂材料。总结以往的防水经验, 创新发展出新的防水材料, 从而推动我国桥梁事业的发展。

摘要：桥面防水材料是保护桥梁不受雨水等侵害, 从而能够正常发挥作用的一种具有特殊性能的材料, 被广泛应用在当今的桥梁工程建设中, 对于桥梁工程的发展有着重要的意义。环氧树脂沥青不仅具有优秀的防水能力, 还具有较强的抗拉能力和抗剪能力, 是当下最受欢迎的防水材料之一, 本文将主要分析研究要环氧树脂沥青桥面防水材料的各种性能, 希望能够为以后的桥梁防水工程提供帮助, 供相关人员借鉴和参考。

关键词：桥梁防水,环氧树脂沥青,防水性能,分析研究

参考文献

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环氧沥青防水材料 篇4

环氧沥青防水粘结层材料目前在钢桥面铺装层中得到了广泛应用,并获得了成功,而水泥混凝土桥面则极少采用。因此本文主要对环氧沥青防水粘结材料在水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装中的应用进行研究。

1 环氧沥青防水粘结材料的性能研究

环氧沥青粘结材料由两组分组成:组分A(环氧树脂)和组分B(一种石油沥青和固化剂组成的均质合成物)。组分B中的沥青和固化剂之间具有较好的相容性。组分A是由双酚A和表氯醇经反应得到的液态双环氧树脂,不含稀释剂、软化剂或增塑剂,也不含无机填料、色素或者其他污染物或不溶性物质。组分B是一种由石油沥青和环氧树脂固化剂组成的均质合成物,它不含不可溶物质(比如无机填料或色素等)和污染物。组分A和B按要求混合并固化后即可得到环氧沥青。本文试验中采用的环氧沥青指标如表1所示。

2 环氧沥青防水粘结材料的强度特性

2.1 沥青用量对防水粘结材料强度的影响

作为环氧沥青的分散剂,沥青的用量对热固性环氧沥青的强度和延伸率有很大的影响。对于这种两项结构,接触的结构和强度会对复合材料的物理和力学性能产生影响。沥青的接触形成可以分为两个阶段:环氧树脂与沥青的接触和润湿过程、环氧树脂的固化过程。在第一阶段中,如果使用的石油沥青与环氧树脂不溶,则浸润角过大,沥青自身凝聚在一起,不能均匀分布于环氧树脂之中。对于热固性环氧沥青体系,由于添加了增溶剂,因此可以有效降低石油沥青与环氧树脂之间的界面张力,从而达到均匀分布的目的。在第二阶段中,环氧树脂和固化剂之间通过化学反应形成空间网络结构,从而使其分子处于能量低、结构稳定的状态。23 ℃时环氧沥青中沥青含量对强度影响如表2所示。

从表2中可以看出,随着环氧沥青防水粘结材料中沥青含量的增加,材料的强度明显下降,当沥青含量超过50%后,强度已经降低到含量为20%时的1/2以下,当沥青含量继续增加时,强度已经非常小,而出现相逆转。

2.2 拌合温度对防水粘结材料强度的影响

为了研究环氧沥青防水材料的粘度对界面最终强度的影响,本试验在如下3种混合温度下分别按如下3种粘度成型了水泥混凝土剪切和拉拔试件,在23 ℃测量了试件的剪切和拉拔强度,结果如表3所示。

由表3中的数据可以看出,随着混合温度的升高,环氧沥青材料的粘度随之下降,当混合温度为120 ℃时,试件的剪切和拉拔强度最高,这是因为粘附强度不是单纯随粘度的增加而增加,一方面粘度的提高有利于粘度强度的提高,另一方面粘度相对过高会影响环氧沥青材料粘附界面的浸润,所以要获得较好的粘附强度,就必须综合考虑这两个方面的因素。

2.3 水对防水粘结层强度的影响

成型水泥混凝土试件,在撒布环氧沥青防水粘结层材料之后,2 h之内连续在防水粘结层表面洒水,模拟降雨。养护2 d之后,在自然条件下风干,再在表面铺筑沥青混凝土铺装层。之后,通过剪切试验和拉拔试验考察防水粘结层的性能。试验温度为23 ℃,试验结果见表4,表5。

从表4,表5可以看出,当遇水浸泡之后,环氧沥青防水粘结层的剪切强度和拉拔强度会发生一定程度的降低,但是降低的幅度不大,其中抗剪强度损失2%,拉拔强度损失约7.3%,这些损失都不足以对铺装层与水泥混凝土之间的粘结状况产生影响。当然现场情况可能与室内模拟存在较大差别,因此是否需要补撒或者重新撒布,还要根据现场情况进行具体判断。

2.4 湿热老化对防水粘结层强度的影响

将常温成型好的水泥混凝土桥面铺装复合梁试件置入70 ℃的热水中浸泡4 h,冷却至常温后进行剪切和拉拔对比试验。

从试验结果来看,浸泡前和浸泡后的强度下降较小,其中剪切强度下降1%,拉拔强度下降2.4%。这样微小的下降对于环氧沥青防水粘结层材料使用性能的影响是很微弱的。

3 环氧沥青防水粘结材料的施工

防水粘结层材料除需要满足铺装设计基本要求之外,严格的施工工艺和严格的施工质量控制对于工程来说也是不可忽视的,因此对于施工技术要求将是防水粘结材料在工程实践中的关键一环。

防水粘结层材料的室内试验和检测,主要是防水材料的质量检验,为了防止施工人员违反操作规程现象的发生,还必须对施工后的防水粘结层进行检测,主要是检查防水粘结层施工后是否会有因气泡而产生的鼓包。由于水泥混凝土桥面板表面一般不会太光滑,表面的空隙中存在大量空气,摊铺过程中在高温下气体膨胀容易产生气泡。气泡下面可能没有粘结材料,导致防水粘结材料撒布不均匀,因此在摊铺后如果出现气泡应该采用注射器刺破气泡,并补撒一定量的环氧沥青。

粘结剂的撒布质量主要是通过撒布量和撒布均匀来衡量,撒布均匀性主要通过观察来确定,撒布量则通过材料密度换算成撒布厚度来确定,用浓度计测量。由于撒布过程以人为主,所以在粘结剂撒布过程中,应该记录车辆的行驶速度、撒布宽度、液体流量等撒布工艺和参数,使统计尽量接近实际情况。

4 结语

环氧沥青材料是一种热固性材料,其与水泥混凝土良好的粘附性能使得环氧沥青防水粘结层具有较好的路用性能。本文通过大量的试验以及现场调查,发现沥青用量对环氧沥青防水粘结材料的使用性能有较大影响,而外界因素中的拌合温度、界面水、湿热老化条件等对其路用性能的影响都比较有限,因此施工方便,且容易保证施工质量。

摘要：从高聚物的角度分析了环氧沥青的材料属性和环氧沥青材料界面的粘附强度。采用剪切、拉拔等试验对环氧沥青防水粘结层进行试验检验。通过防水粘结材料流变特性、蠕变特性及混合粘度等因素对粘附强度的影响进行了分析,结果表明环氧沥青材料是一种良好的防水粘结材料。

关键词：环氧沥青,防水粘结层,水泥混凝土桥面,拉拔试验,剪切试验

参考文献

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环氧沥青防水材料 篇5

水泥混凝土桥面铺装的病害是很多高速公路的主要病害之一, 尤其是在当前随着沥青路面技术和施工质量提高, 沥青路面的早期病害基本消除的背景下, 桥面铺装仍存在较多的早期损害病害问题则显得尤为突出, 这跟在桥面铺装结构中起重要作用的防水粘结层密切相关。良好的桥面防水粘结层, 不仅起到防水保护混凝土桥面的作用, 还能提供一定的抗剪强度以抵抗行车荷载在桥面产生的剪应力作用[1]。

1 水性环氧沥青防水粘结层材料及特点

水性环氧沥青防水粘结材料是一种环氧沥青高分子材料, 由渗透性好的连续相和环氧树脂、沥青等高分子材料不连续相共同组成。与热融性材料相比, 水性环氧沥青防水粘结材属于反应型材料, 能大幅度提高材料的力学性能和耐久性能。水性环氧沥青交联后形成热固性聚合物, 连续相通过渗透功能将环氧树脂和沥青渗入铺面铺装的下承层结构, 在桥面沥青混合料摊铺时利用混合料较高的温度实现环氧树脂和沥青的交联固化, 将桥面板、防水粘结层以及沥青铺装层有机地形成一个整体, 从而形成防水和粘结性能良好的铺装体系[2]。因此, 在施工中, 水性环氧沥青防水粘结层表现出施工方便、施工效率高、粘度适中等特性。当然, 水性环氧沥青材料作为一种环氧改性材料, 不仅具有环氧树脂类材料特有的力学性能和高温性能优异, 还具备优良的施工性能、优异的路用性能、卓越的耐久性能等特性。

2 水性环氧沥青防水粘结层施工的技术要点

2.1 桥面板处理

水性环氧沥青要求混凝土桥面干燥, 无浮浆和杂物, 且桥面板构造深度1-3mm, 露骨率≥20%。根据以上要求, 桥面板处理包括铣刨后桥面板的进一步清扫和桥面板的处治。原桥面铣刨后桥面板表面残留大量原铺装层杂物、原防水粘结层残留和灰尘, 因此需对原桥面进行进一步的清扫。同时为了保证桥面板与铺装层良好的粘结, 需对桥面板进行一定程度的处治, 以保证桥面板具有一定的粗糙度和构造深度。对于旧桥养护施工, 为了保证沥青混合料铺装层与水泥混凝土桥面板具有良好的界面, 原桥面铺装层必须铣刨充分, 无原铺装层沥青混合料附着于水泥混凝土桥面板, 桥面板暴露充分。

2.2 防水粘结层洒布与养生

在桥面板处理完后, 应立即组织水性环氧沥青的洒布。对采用智能洒布车进行洒布, 在施工前需彻底清洗智能洒布车, 不允许沥青或有机溶剂残留。若采用人工洒布, 宜采用总量控制, 匀速喷洒, 确保喷洒均匀。材料洒布后进行自然养护, 在防水粘结层材料干燥前禁止人员和车辆进入, 也需避免灰尘等对防水粘结层的污染。防水粘结层材料干燥后, 可进行铺装层沥青混合料摊铺。在水性环氧沥青干燥硬化后, 即可进行铺装层沥青混合料的摊铺。

2.3 防水粘结层应用的关键要点

水性环氧沥青防水层洒布量一般采用0.9kg/m2, 为使得水性环氧沥青防水粘结层材料在桥面形成良好的成膜效果[3]。对水性环氧沥青防水粘结层施工过程中有以下几点注意点:1) 气候因素。一般水性环氧防水粘结层材料对施工气候具有较高的要求, 一是要求施工养生期内避免雨水的冲刷, 二是要求养生期内具有较高的温度, 确保水性环氧沥青防水粘结层能够较快形成整体膜。2) 桥面板处理。为保证水性环氧沥青防水粘结层材料与水泥混凝土桥面板良好的粘结效果, 要求对原桥面板进行良好的预处理, 彻底清除水泥板表面低强度的水泥砂浆和灰尘, 保证表面清洁, 不得有可见灰尘、油污和其它污物的二次污染。常用的处理方法有喷砂抛丸法和铣刨法。要求处理后的桥面板具有一定的构造深度, 避免灰尘、油污等各种干扰防水粘结层与桥面板粘结的污染物。3) 交通管制。水性环氧防水粘结层施工和养生期内, 应对已施工现场进行严格的交通管制, 防止各种车辆对水性环氧防水粘结层带来的污染, 破坏水性环氧防水粘结层的成膜整体性。 (4) 现场检测。为确保水性环氧防水粘结层材料的后期性能, 需加强施工过程中以及施工后期的现场检测工作, 保证水性环氧沥青防水粘结层材料的洒布量, 对后期小拉拔强度进行现场检测, 掌握防水粘结层材料与桥面板之间的粘结效果。

3 水性环氧沥青防水粘结层的社会及经济效益评价

3.1 经济效益分析

大量试验研究和工程应用都证明结构性防水粘结层具有优异的路用性能, 而环氧树脂和水性环氧沥青等新型防水粘结层也具有优异的性能, 而且还具有一些其他的特点[4]。通过对结构性防水粘结层和新型防水粘结层的经济分析来比较多种防水粘结层的经济性。以南京某桥梁应用水性环氧沥青防水粘结层为例, 该桥面的面积为3.6万平方米, 对比桥面板采用SBS改性沥青+碎石, 橡胶沥青+碎石, 环氧树脂+碎石以及水性环氧沥青等各防水粘结层的建设成本, 具体工程造价见表1。

由表1可知, 桥面大中修养护工程中四种防水粘结层造价由大到小排序为:环氧树脂+碎石>水性环氧沥青>橡胶沥青+碎石>SBS改性沥青+碎石。虽然防水粘结层的初始建设成本各有差异, 但各防水粘结层的实际性能和使用寿命也不尽相同, 进而在后期因防水粘结层失效引起的病害及相应的养护周期也不同, 因此科学、合理评判防水粘结层的经济性仍需综合初始建设成本、养护成本和用户费用等, 在全寿命周期内分析不同防水粘结层的经济性。

水性环氧沥青防水粘结层优良的防水和粘结性能, 能够减少一半的养护次数, 在后期养护方面, 表现出良好的后期使用性能, 具有较大的优越性。同时, 水性环氧沥青防水粘结层材料属于常温施工, 在施工过程中, 相比较于其他防水粘结层材料而言, 能够避免因高温施工对周围环境和现场施工人员带来的污染和人身伤害, 具有良好的社会影响力。

3.2 环保及社会效益分析

水性环氧沥青防水粘结层材料属于水性材料, 非其他油性材料, 不使用含苯类等有毒溶剂, 且使用过程中无有害气体和废气排出, 对环境无污染。同时该材料是常温 (冷) 施工, 无需加热, 可节约大量能源。环氧树脂和水性环氧沥青防水粘结层材料均属于长期性能优良材料, 但环氧树脂材料抗冻性能较水性环氧沥青防水粘结层材料稍差, 且价格较水性环氧沥青材料稍高。因此, 相比较而言, 水性环氧沥青防水粘结层材料具有较好的推广应用前景。

4 结语

水性环氧沥青表现出良好的路用力学性能和施工便利性, 具有较好的性价比, 在多项工程中得到了推广应用。在工程施工中, 密切关注气候因素, 确保桥面预处理和养生期内的施工注意点, 以利于水性环氧沥青防水粘结层的成膜效果, 从而保证防水粘结层材料的良好性能。同时, 还应通过合理的组织和采取必要的措施避免防水粘结层此类问题的发生, 从而提高工程质量, 提高桥面养护后的使用寿命。

参考文献

[1]张思桐, 张争奇, 张占军.国产环氧沥青防水粘结层在桥面铺装中的应用研究[J].城市道桥与防洪.2010 (6) :15-19.

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环氧沥青防水材料 篇6

随着我国公路建设事业的快速发展, 技术结构复杂的桥梁越来越多, 桥面铺装技术水平也越来越高, 桥面铺装技术的好坏直接关系着行车的安全性、舒适性和桥梁的耐久性。传统的桥面铺装方式如双层SMA、浇筑式沥青SMA, 虽然使用的频率较高, 但由于铺装一段时间后, 往往会出现一些问题, 给后续使用带来了麻烦。环氧沥青是近几年在桥面铺装中使用的一种新的铺装方式, 并以其优越的防水性能、粘接性能和优良的耐疲劳性能, 被越来越多的应用在大跨径桥梁的桥面铺装中。

1995年, 东南大学开始对环氧沥青进行探索, 并在我国最早系统的研究了环氧沥青及其应用技术。2000年, 在国内首次成功地将环氧沥青混凝土技术运用于南京长江二桥大跨径钢桥面铺装。这也是环氧沥青第一次在钢箱梁桥梁上成功运用。近几年, 以中国工程院院士黄卫为代表的科技攻关小组, 经过研究, 生产出了具有自主知识产权的环氧沥青, 从而将环氧沥青的使用推向了一个新的阶段。

2 环氧沥青的化学成分和特点

2.1 化学成分

环氧沥青是一种采用环氧树脂和石油沥青及其它助剂等混合组成的一种高性能的复合材料, 是将环氧树脂加入沥青中, 经过与固化剂发生化学反应, 形成不可逆的固化物。它既不是传统的热塑性的沥青, 也不是常规的树脂, 从根本上改变了沥青的热塑性质, 从而赋予了沥青全新的优良性能。可分为两类:一类是热塑性环氧基树脂改性沥青;另一类是热固性环氧沥青。

环氧沥青由组分A和组分B两部分组成, 而组分B按照用途不同, 又分为组分BIF和组分BV, 环氧沥青桥面铺装就是以组分A和组分BV混合后作为结合料拌合而成的环氧沥青混凝土, 经摊铺、碾压铺装在钢桥面板上。

2.2 优良特性

环氧沥青混合料作为一种高性能材料, 具有强度高、变形能力好、耐疲劳、耐腐蚀等诸多优点, 适用于大跨径钢桥桥面的铺装。

1高强度、刚度大:从马歇尔稳定度可以看出, 环氧沥青的强度是其他传统沥青类混合料的3~10倍以上。而且, 环氧沥青抗压强度很高, 即使是冷拌环氧沥青混凝土, 也比普通的热拌沥青混凝土的强度高很多。

2耐高温:热固性环氧沥青, 彻底改变了常规沥青热溶性的特点, 通常在300℃高温时也不会发生融化, 所以高温性能良好, 夏季铺装一般不需要用浇水降温的方式方法。

3耐腐蚀:从试验来看, 将一定质量的环氧沥青混合料泡在柴油里面, 没有发现任何损失, 油的颜色也不做任何改变。如果将环氧沥青材料放在汽油中浸泡, 经过两周的浸泡, 颜色会发生一点改变, 但试件棱角无任何松散现象, 总体影响较小, 它更多的表现的是环氧的性质, 抗油污性能良好。

4耐疲劳:由于强度高, 在同样的荷载下, 环氧沥青混凝土表现出优良的抗疲劳性能, 其在钢桥面上的理论寿命长达40年以上。

5高变形力:在钢桥面铺装过程中, 粘结层和铺装层对于钢板要有很好的追从性;也就是说, 当钢板进行温度变形的时候, 铺装层也能够随之协调变形。

3 环氧沥青钢桥面铺装施工工艺

3.1 环氧沥青的储存

由于环氧树脂和固化剂会发生不可逆转的化学反应, 所以不能按照普通沥青的存放方式存放, 应该将组分A、组分B分别放在颜色不同的金属桶内, 并且贴上标签标注记号, 而且应该在施工前一天拖桶, 分别储存在加热保温罐内, 保温罐温度一旦确定, 不得随意更改。一旦改变温度, 将直接改变环氧沥青混凝土的的沥青用量。从国外国内研究的成果来看, 存储温度组分A应为80-100e, 组分B应为120-140e。

3.2 环氧沥青混合料的拌合

正式拌和前先进行试拌, 并全面取样进行马歇尔试验, 检验温度、矿料级配及沥含量的合格性。应先将石料进行干拌, 然后加入组分B进行拌合, 最后加入组分A。沥青混合料拌合时温度过高和过低都是不允许的, 过高则沥青化学反应时间越短, 过低则由于温度损耗造成施工时间减少, 可以说沥青混凝土出料的温度已经决定了其可施工的时间, 理想的出料温度是112℃-118℃, 可保证其作业时间在50-90分钟左右。

3.3 环氧沥青混合料的运输

运料货车应具有至少装载8吨的装载能力, 运料车从出拌合站到摊铺成型, 保温工作是关键, 所以料车必须加盖棉被覆盖保温, 防止温降过快。每辆运料货车应在车厢的两个侧壁钻有3个10mm的孔, 通过这些孔可伸入长杆 (约30cm) 的温度计, 在每一运料车到达桥面铺装现场时测定每车料的温度。运料车要匀速行驶, 不得在工作面上调头、急刹车。为了防止铺装混合料粘附在车厢表面应涂刷一薄层隔离剂, 遭雨淋湿的料应废弃。

3.4 环氧沥青混合料的摊铺

摊铺应使用规定的摊铺机摊铺环氧沥青混合料, 摊铺设备应装有自动烫平板控制装置及传感器, 在铺环氧沥青混合料时, 自动控制装置应能控制烫平板的纵坡和横坡。环氧沥青混合料应直接从运料车卸入摊铺机的装料斗中, 不允许用小吨位货车, 以堆料方式将环氧沥青混合料卸入摊铺机装料斗中, 也不允许用装载设备将它装入摊铺机装料斗中。摊铺应分幅摊铺, 摊铺机匀速行驶, 每10m测一次松铺厚度, 当出现局部缺料、混合料明显离析、表面明显不平整、死料等情况时, 要有专人处理。

3.5 环氧沥青混合料碾压

碾压时, 采用双钢双振压路机2台和胶轮压路机2台, 初压使用双钢轮压路机立刻进行初压, 初压终了温度不低于82℃;复压胶轮压路机压实4--6遍;终压用双钢轮压路机碾压, 终压应在混合料温度下降至65℃之前完成。碾压应让环氧沥青混凝土开成一均匀平整而致密的表面, 使铺装层的最大空隙率为3%。应避免环氧沥青混合料出现开裂、推拥、位移。每遍碾压只能向一个方向移动压路机。为覆盖整个铺筑宽度, 铺砌层需多道碾压, 在任何铺砌层之间每道碾压间的重叠处按良好的碾压作业应保证压实无材料位移。重叠处应被视作正在铺筑的铺砌层之一部分而不是下一铺砌层的一部分。在开始下一铺砌层之前应完成每一铺砌层。

3.6 切缝施工

当铺装碾压完1-2小时后, 在拟被切除的铺装层上试切, 若切缝平顺, 割面光滑开始正式切割, 采用45度斜切缝, 切缝深度控制在3.0cm左右。

3.7 养护

养护:采用自然养护方式, 在此期间, 每天安排人员现场检查, 对发现的气泡采取刺破等方式处理。但环氧沥青养护期较长, 成本较高。它必须在现场边生产边摊铺, 让其在现场发生一系列化学反应, 最后固化。从生产到施工必须在1个小时内完成, 否则只能废弃。

4 结束语

从国内外环氧沥青铺装的情况来看, 既有成功的案列, 也有失败的案列, 所以要结合实际情况, 认真分析研究, 选择合适的桥面铺装方式。从我国桥梁建设的长远发展来看, 进一步研究和开发环氧沥青是有必要的, 作为一种新型的高性能材料, 会越来越受到国内研究者的重视, 应用也会越来越广泛。

参考文献

[1]《道路与桥梁铺装用环氧沥青材料通用技术条件》 (GB/T 30598-2014) .中国标准出版社.2014.8

环氧沥青防水材料 篇7

防水粘结层可以将沥青铺装层与水泥混凝土桥面牢固粘接联成一整体, 同时还能防止水透过界面而造成的水损害, 保证防水粘结层的使用质量是防止桥面铺装病害, 提高桥面结构耐久性的关键。

1 工程概况

宁高高速公路由于长期高负荷的运营, 桥梁桥面铺装出现了坑槽、推移、松散等问题, 需要及时进行养护维修。考虑到该桥梁桥面铺装使用时间较长, 沥青混合料的老化现象较为严重, 此次桥面铺装的大修施工将对原有病害较为严重的沥青路面进行铣刨, 在喷洒防水粘结层后重新铺设沥青混合料面层, 根据已有相关研究成果, 铣刨重铺路面结构采用性能优异的水性环氧沥青防水粘结层+双层SMA13的桥面铺装方案。

2 水性环氧沥青防水粘结层的施工技术

2.1 原桥面处理

防水粘结层作为混凝土桥面板与沥青混凝土面层的衔接层次, 起着防水和粘结的作用。沥青混凝土面层的破损会导致雨水下渗, 在行车和积水的综合作用下, 会加速防水粘结层的破损, 并导致雨水进一步下渗, 侵蚀水泥混凝土结构。因此, 对于桥面铺装的大修, 必须在重新铺设沥青面层前对铣刨后的桥面板进行处理, 以提高防水粘结层的防水、粘结效果。

为了保证SMA铺装层与水泥混凝土桥面板具有良好的界面, 应将原桥面铺装全部铣刨, 确保水泥混凝土桥面板上无原铺装层沥青混合料残留。由于原桥面铺装层厚度较大, 本次改建工程采用全自动铣刨设备对桥面分两层进行铣刨, 但在局部区域仍有铺装层材料和防水粘结层的残留, 必须采用人工凿除。铣刨后的界面存在大量的原铺装层杂物、原防水粘结层残留和灰尘等, 若不进行处理和彻底清除, 必然会影响水性环氧粘结层与桥面的粘结效果。因此, 本工程采用带有钢丝刷的CASE430全自动清扫机对桥面板进行全面清理, 同时将桥面板打毛, 形成1~3mm的构造深度, 有利于提高桥面板与上层桥面铺装的抗剪性能, 提高桥面铺装体系的稳定性。

2.2 水性环氧沥青防水粘结层的施工

若桥面处理有积水存在, 应在桥面干燥后再进行防水粘结层的施工, 若仅有少量积水, 则必须用烘干设备进行烘干后再进行防水粘结层的施工。为保证水性环氧沥青材料洒布的均匀性, 应采用智能洒布车进行洒布, 若桥面养护面积较小, 考虑到养护的经济性, 也可采用人工洒布, 但应严格控制洒布量, 并尽量保证均匀。防水粘结层的过薄容易导致粘结和防水效果不佳, 而过厚也会降低防水粘结层的抗剪性能, 本工程施工中采用0.9kg/m2的洒布用量进行常温洒布。

水性化的环氧树脂与乳化沥青混合后, 由于混合材料中存在大量的水, 影响了环氧树脂的固化, 在水性环氧沥青喷洒到桥面板后, 水分在日照和风的作用下会快速蒸发, 导致水性环氧树脂的固化反应加速, 自然养护约3小时后, 水性环氧树脂形成的空间网状结构将沥青材料包裹在内部, 形成防水粘结层。在水性环氧沥青洒布后、水性环氧树脂固化过程中, 应禁止人员和车辆进入, 同时避免灰尘等对防水粘结层的污染。水性环氧沥青干燥硬化后, 会形成不粘轮、不起皮的粘结层, 可供各种工程车辆和摊铺机通行, 进行铺装层沥青混合料摊铺。在沥青混合料施工中, 需避免车辆的快速启动和紧急制动对防水粘结层产生损害, 影响其防水效果, 同时也需避免车轮灰尘和油渍对防水粘结层的污染, 降低其与上层沥青混合料的粘结效果。

2.3 施工控制存在的问题及控制关键点

根据现场调研情况, 原有桥面铺装层需充分铣刨和处理工作未能一次性到位, 仍存在部分桥面铣刨不充分和原防水粘结层残留的问题, 经及时协调处理后, 进行了二次清理后, 基本满足要求。铣刨车道四周与原路面的搭接处是防水粘结层施工中需重点关注的内容, 大量工程防水粘结层的失败经验都验证了其对防水粘结层使用性能的影响。由于铣刨车道和原路面的搭接处灰尘较多, 且界面复杂, 影响新老路面的粘结效果, 如不清扫干净或水性环氧沥青洒布不够, 界面易出现裂缝, 从而引起水的渗入导致桥面的水损害。本次工程施工中, 对这些关键部位进行了较为彻底的清扫, 而且洒布了较多的水性环氧沥青, 能够确保新旧界面的粘结效果。运输车的车轮灰尘和油渍会降低防水粘结层的粘结效果, 一旦在沥青混合料摊铺过程中发现, 必须及时进行清理。因此, 在桥面大中修养护工程中, 应通过合理的组织和采取必要的措施避免防水粘结层此类问题的发生, 从而提高工程质量, 提高桥面养护后的使用寿命。

3 水性环氧沥青防水粘结层的应用效果

3.1 现场检测

为保证施工质量控制要求, 对水性环氧沥青防水粘结层施工质量进行现场检测。水性环氧桥面防水粘结层施工后需进行质量检查, 包括喷洒量、外观、行车检测、剪切强度、拉拔强度、附着力拉拔强度等指标。

在水性环氧方式粘结层的施工过程中应进行自检, 随时进行外观检查, 发现喷涂达不到要求, 应立即查找原因, 采取改进措施后再恢复施工, 对喷涂达不到要求的部分应及时修补。水性环氧沥青硬化后, 可采用取芯法进行拉拔剪切试验, 并采用附着力拉拔 (小拉拔) 试验, 评价和验收水性环氧防水粘结层材料的性能, 测试结果见表1。

由表1现场试验段试验的测试结果可知, 水性环氧沥青防水粘结层材料的基本力学性能和路用性能均达到防水粘结层基本技术指标要求。根据现场检测可知, 通过对桥面取芯进而检测防水粘结层的路用力学性能, 破坏桥面铺装体系的整体性, 且在操作方面不具有便利性, 同时, 通过大量实体工程检测和室内检测试验表明, 附着力拉拔强度 (小拉拔) 试验检测结果与取芯法进行的剪切试验和拉拔试验的结果一致。因此, 本项目推荐采用附着力拉拔强度试验对防水粘结层的性能进行评价, 取芯剪切和拉拔试验仅在可实施条件下作为参考。

3.2 后期性能观测

从水性环氧沥青桥面铺装防水粘结层铺筑完成后的施工效果来看, 防水粘结层成膜效果良好, 采用常温洒布后的防水粘结层表面均匀, 无花白现象。在该桥梁工程养护施工完成后的一年, 对该桥面铺装的性能及病害情况进行现场观测和统计, 目前该铺装桥面体系性能良好, 未出现严重的病害。为确保完全掌握水性环氧沥青的综合性能和性能发展规律, 将继续长期定期跟踪观测桥面铺装体系的综合性能, 为其后期的大规模推广提供可靠的技术资料。

4 结束语

综上所述, 水性环氧沥青防水粘结层材料具有良好的渗透性能和常温施工特性, 通过渗透浸入下承层的环氧树脂和沥青材料交联固化后能够修复部分下承层的微裂缝, 有利于提高桥面板的防水功能, 而且可以与上层沥青铺装层形成一个整体, 从而形成防水和粘结性能良好的铺装体系, 提高桥面质量。

参考文献

[1]张思桐.环氧沥青在桥面铺装中的应用研究[D].长安大学, 2010.

陶粒与环氧沥青粘附性能研究 篇8

1 集料与沥青粘附性

目前国内外有关沥青与集料的粘附性试验方法已达数十种, 具有代表性的试验方法有:水煮法, 水浸法, ASTM D3625, AASHTO T-182, 动态冲刷水浸法, 光电比色法, SHRP净吸附法, 溶剂洗脱法, 板冲击实验法以及超声波法等[1]。

水煮法, 水浸法, ASTM D3625, AASHTO T-182以及动态冲刷水浸法的主要原理是利用裹附沥青后的集料, 在某一条件下与水发生作用而产生的剥离程度评价沥青与集料的粘附性, 试验结果受人为因素影响较大, 且不易避免是其共同的缺点, 而且沥青与集料的裹附方法是否适用于所有的沥青仍有待商榷。

光电比色法、SHRP净吸附法及溶剂洗脱法均涉及有机物, 本文将其归类为有机法。光电比色法由于沥青也不同程度地吸附燃料致使试验数据普遍偏大, 溶剂洗脱法由于沥青—甲苯溶液与矿料的作用试验太短致使试验结果往往出现偏差, SHRP净吸附法几乎被认为是一个好的评价沥青与集料的粘附性的方法, 但是其试验结果是否与沥青混合料的相关性好以及沥青—甲苯溶液限制该方法只使用于基质沥青和经过热处理的掺加抗剥落剂的沥青, 对于改性沥青只能另想办法。

板冲击试验法即改性沥青与石料低温粘结力的板冲击实验能适用于改性沥青, 但其试验条件限制其仅能评价改性沥青与石料的低温粘结性。超声波法是由K.Ramanathan[2]提出的, 其主要原理是用两块同一尺寸的圆柱形岩石用一定厚度的沥青膜粘在一起, 然后用一定的粘结剂将其粘于超声波探头上, 通过系统的自动加电压致使两岩石块间产生拉力, 当电压达到某一值时, 下面的岩石块便会掉落, 通过此时的电压值便可求得沥青膜上的拉力, 即沥青与集料之间的粘结力。理论上超声波法适用范围很广, 几乎可以用于所有沥青和集料。

虽然评价沥青与集料粘附性的各试验方法存在各自的不足和特点, 但国内使用较广泛的评价方法主要有水煮法、水浸法、光电比色法以及净吸附法四种, 文献[1]研究表明水浸法与沥青混合料水稳定性的相关性最好, 其次依次为净吸附法、光电比色法和水煮法。

2 陶粒与环氧沥青粘附性

2.1 陶粒与环氧沥青粘附性评价方法

参考我国现行JTJ 052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程, 采用如下经修改后的浸水试验方法, 并分别对玄武岩、石灰岩及陶粒三种集料进行试验, 并与已有的试验研究成果对比, 研究试验方法的准确性及初步评价陶粒与环氧沥青的粘附性。

修改后的浸水试验方法:

1) 准备工作。将集料过9.5 mm, 13.2 mm筛, 取粒径9.5 mm～13.2 mm形状规则的陶粒200 g用洁净水洗净, 并置温度为105 ℃±5 ℃的烘箱中烘干, 然后放在干燥器中备用。按照马歇尔试验拌合温度决定陶粒和环氧沥青的拌合温度与成型前的容留温度。将煮沸过的热水注入恒温水槽中, 并维持温度80 ℃±1 ℃。2) 试验步骤。a.按照四分法称取陶粒颗粒 (9.5 mm～13.2 mm) 100 g置搪瓷盘中, 连同搪瓷盘一起放入已升温至陶粒与环氧沥青的拌合温度以上5 ℃的烘箱中持续加热1 h。b.按照环氧沥青的拌合温度将其两组分分别加热到指定温度, 并混合配制出规定温度的环氧沥青结合料, 按每100 g陶粒加入环氧沥青20.0 g±0.2 g称取环氧沥青, 普通集料的沥青用量则同原试验方法, 准确至0.1 g。c.将陶粒从烘箱中取出, 并立即和环氧沥青置于事先在烘箱中加热15 min的拌合容器中拌和, 用金属铲均匀拌和1 min～1.5 min, 使陶粒完全被沥青薄膜裹覆。然后, 立即将拌合容器放入为容留温度的烘箱中保温, 保温时间同环氧沥青马歇尔试件成型试验的要求, 本文采用120 ℃烘箱中容留50 min。d.50 min后立即取出拌合容器, 并将裹有环氧沥青的陶粒取出20个, 用小铲移至搪瓷盘中, 并再次将搪瓷盘连同20个陶粒放入120 ℃烘箱中固化8 h。e.取出搪瓷盘并置室内冷却至室温, 再将其浸入温度为80 ℃±1 ℃的恒温水槽中, 保持30 min, 并将剥离及浮于水面的沥青用纸片捞出。f.由水中小心取出搪瓷盘, 浸入水槽内的冷水中, 仔细观察裹覆陶粒的沥青薄膜的剥离情况。

2.2 粘附性试验结果分析

结果如表1所示。由试验结果可知, 玄武岩集料和石灰岩集料经改进浸水试验处理后, 裹覆在其表面的环氧沥青没有任何脱落现象, 说明其与环氧沥青的粘附性优越, 没有差异性, 这与文献[3]的研究结果相同, 说明该试验方法是可行的。由碎石形陶粒和圆形陶粒与环氧沥青粘附性试验可知, 二者按照改进浸水试验方法裹覆沥青并经过处理后, 环氧沥青未见脱落, 说明其与环氧沥青的粘附性优越。

集料与沥青的粘附性能力大小不仅仅体现在沥青裹覆于集料表面的能力 (即浸水试验所体现的能力) , 其与沥青混合后的混合料强度和抵抗水损害的能力亦应综合考虑。因为有学者认为集料表面的粗糙程度对粘附性贡献程度较集料的矿物成分更重要, 故本文将分别研究各混合料的水稳定性能, 进一步研究陶粒与环氧沥青的粘附性。

3 混合料的水稳定性

3.1 试验方案

试验所用的环氧沥青均为句容宁武化工生产的2910型多组分环氧沥青, 所用的玄武岩集料及石灰岩填料均为句容茅迪实业有限公司提供的钢桥面集料, 以上材料均应满足钢桥面铺装的技术要求, 集料级配均采用南京长江二桥级配[6]。

碎石形陶粒和圆形陶粒分别以质量百分比为15%替代玄武岩粗集料, 主要是4.75 mm～9.5 mm挡集料, 其他集料均为前述的玄武岩集料和石灰岩填料, 配制碎石陶粒环氧沥青混合料 (GLEAM) 和圆形陶粒环氧沥青混合料 (CLEAM) 。首先通过马氏试验确定玄武岩环氧沥青混合料 (EAM) , GLEAM和CLEAM的最佳油石比, 并验证各混合料的强度性能、高温性能、低温性能以及水稳定性能, 其均应满足钢桥面铺装技术要求。针对本文的研究目的, 将着重分析研究各混合料的水稳定性能, 采用JTJ 052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程的T0729-2000冻融劈裂试验方法, 采用的试件为完全固化后的马歇尔试件。

3.2 试验结果及分析

依照前述的试验方案, EAM, GLEAM和CLEAM混合料的冻融劈裂试验结果分别见表2和图1～图3。

由表2可知, GLEAM混合料的水稳性最好, 其次是EAM混合料, CLEAM混合料的最差, 但是三种混合料的水稳定性能均很优越, 而且GLEAM和CLEAM混合料的劈裂强度均较EAM的高。分析图1～图3发现, EAM混合料的劈裂面基本是沿着玄武岩集料表面发展, 玄武岩集料破碎较少, 如图1中白色圈;而GLEAM与CLEAM混合料的劈裂面基本是横穿碎石形或圆形陶粒发展, 同时也可见玄武岩集料破碎。

EAM混合料的劈裂面沿着集料表面发展, 说明环氧沥青结合料与玄武岩的粘附强度已达到极限。但GLEAM和CLEAM混合料的劈裂面横穿陶粒发展, 而且劈裂强度较EAM的高, 说明陶粒与环氧沥青结合料的粘附强度不是劈裂破坏的控制因素, 而是陶粒本身的强度。这进一步说明陶粒与环氧沥青的粘附强度大于玄武岩与环氧沥青的粘附强度。因此, 碎石形陶粒和圆形陶粒与环氧沥青的粘附性优于玄武岩集料, 由TSR值可知, 碎石形陶粒与环氧沥青的粘附又优于圆形陶粒。

4 结语

综合全文研究可以得出如下结论:1) 通过评价玄武岩集料和石灰岩集料与环氧沥青的粘附性, 得出的结论与已有文献相同, 因此, 改进的浸水试验方法评价集料与环氧沥青的粘附性是可行的。2) 由改进的浸水试验方法评价得出碎石形陶粒和圆形陶粒与环氧沥青的粘附性优越。3) GLEAM和CLEAM混合料的水稳定性较EAM的优越, 且GLEAM的最好。4) 综合改进的浸水试验方法和混合料的水稳定性试验, 发现碎石形陶粒和圆形陶粒与环氧沥青的粘附性均优于玄武岩集料, 其中碎石形陶粒的最优。

摘要：对玄武岩、石灰岩、碎石形陶粒和圆形陶粒四种集料采用改进后的水浸法试验评价其与环氧沥青的粘附性, 综合研究了玄武岩、碎石形陶粒和圆形陶粒环氧沥青混合料的水稳定性, 试验结果表明, 碎石形陶粒和圆形陶粒与环氧沥青粘附性能优于玄武岩集料, 且碎石形陶粒的最优。

关键词：陶粒,环氧沥青,粘附性

参考文献

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