环氧沥青（精选9篇）
环氧沥青 篇1
0 引言
粘结层在桥面铺装中起着非常重要的作用,其将水泥混凝土板和沥青混凝土铺装层粘结成一个整体,可以改善桥面板与铺装层的受力情况[1]。目前国内外已有很多学者对粘结层材料进行了深入的研究,张娟[2]针对溶剂型粘结剂、水性沥青基涂料和SBS改性沥青3种代表性涂膜类防水粘结材料的抗剪性能和抗拉性能进行了系统试验研究;陆长兵[3]通过对SBS改性沥青、环氧沥青、FYT桥面二涂防水粘结层材料3种防水粘结材料的性能研究,对比了3种防水粘结材料的剪切强度、拉拔强度和老化性能;郭寅川[4]利用自行研发的多功能剪切仪,对普通沥青、SBS改性沥青和SBS改性乳化沥青这3种常用的粘结层材料在不同温度及不同洒布量条件下的粘结性能进行试验研究,提出以不同温度下的粘结抗剪强度作为评价指标。目前的粘结层材料研究大多针对SBS改性沥青,几乎没有针对环氧乳化沥青的,然而工程实践发现,SBS改性沥青的粘结性较差,容易导致桥面铺装结构层间滑移破坏,环氧树脂具有强度高、粘度好、弹性大、有一定热固性等特点,从而使得环氧树脂改性乳化沥青具有较强的粘结力、高温稳定性、优越的弹性恢复能力、较高的抗压和抗变形能力、较低的热熔性等优点,是桥面铺装粘结层的理想材料[5]。为此采用剪切试验和拉拔试验,系统研究环氧乳化沥青粘结层材料的粘结性能,并与SBS改性沥青、海川高粘沥青和环氧沥青等粘结层材料进行性能对比分析。
1 实验
(1)试验方案中采用的试验结构模型如图1所示。
(2)性能指标为抗剪强度和抗拔强度,相应的试验方法为剪切试验和拉拔试验。抗剪试验所使用的试验仪器为自主研发的“结构层环剪试验仪”,工作原理图如图2所示,该仪器可在控制温度、垂直荷载及剪切速率等条件下,能较真实地模拟路面的受力情况,具有较高的试验精度。试验开始之前,将双层复合试件置于上下剪切套筒之内,施加竖向荷载,以30mm/min的剪切速率进行试验。抗拔试验采用MTS-810试验机,将试件顶面、底面与金属拔头胶结在一起,整个试验过程在MTS温控箱中进行。
(3)环氧乳化沥青配方分为3组,环氧树脂(A)∶固化剂(B)∶乳化沥青(C)分别为20∶5∶75(Ⅰ组)、16∶4∶80(Ⅱ组)和12∶3∶85(Ⅲ组)。
(4)环氧乳化沥青洒布量为0.4kg/m2、0.6kg/m2、0.8kg/m2和1.0kg/m2。
(5)试验温度为20 ℃、40 ℃和60 ℃。20 ℃即为自然室温(5~6月);40 ℃、60 ℃需在试验前将试件放在恒温烘箱中,在(40±1)℃或(60±1)℃的条件下保温不少于5h。
(6)法向正应力为0.5 MPa、0.6 MPa、0.7 MPa、0.91MPa和1.01MPa。
2 原材料的技术性能
2.1 环氧乳化沥青
环氧乳化沥青主要是由环氧树脂、固化剂和乳化沥青按一定的比例组成。所采用的水性环氧树脂乳液是一种挥发性有机物(VOC)含量低的环保材料,具有无刺激性味道、对人体无任何危害以及使用简单、可用水清洗、无污染等诸多优点[6,7]。固化剂为加成聚合固化剂中的一种有机酸酐固化剂,其具有挥发性小、毒性低、对皮肤的刺激性小、对环氧树脂的配合量大、使用期长、操作方便等优点。采用SK-90A基质沥青及国内使用最多的阳离子中裂快凝型乳化剂。
按改性沥青材料要求对最佳配方的环氧乳化沥青(固化后)进行性能检验,由检验结果可知其纵向拉力保持率、粘度增加至1000Pa的时间(121℃)、热固性(140℃)等指标均符合技术要求。
2.2 沥青混合料
粗集料及细集料选用石灰岩,矿粉选用石灰岩矿粉,粗细集料和矿粉的技 术性能均 满足规范 要求,沥青采用SK-90A。AC-20沥青混合料级配如表1所示,最佳油石比条件下沥青混合料的马歇尔技术性能和路用性能均满足规范要求。
3 试件制备
3.1 实验模型
为模拟水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装结构,采用如图1所示的试验结构模型,试件为30cm×30cm×10cm双层板,上层为AC-20沥青混凝土板(沥青铺装下层)、下层为水泥混凝土板(水泥混凝土桥面)。
3.2 试件制备步骤
(1)考虑试件成型的方便,首先在30cm×30cm×5cm尺寸的试模内浇筑水泥混凝土板,为模拟水泥和混凝土桥面的表面,在水泥混凝土板浇筑成型的初期需对其表面进行拉毛处理,并应对板表面进行清洁处理。
(2)经过一定时间的养生后,并在保证水泥混凝土板表面干净的情况下,按设计用量在板表面均匀涂抹环氧乳化沥青,然后平置于阴凉、通风、干燥处;对于环氧乳化沥青粘结层材料,需在常温条件下养生不应小于24h,其他粘结层材料则在常温条件下养生不应小于12h。
(3)粘结层经规定时间的养生后,将水泥混凝土板放置于30cm×30cm×10cm的车辙板试模中,然后在其上铺装AC-20沥青混凝土,并按车辙板成型方式静碾成型,待沥青混凝土冷却后脱模。
(4)双层板成型后,需在常温条件下养生7d(目的在于使环氧乳化沥青充分的乳化和固化),然后采用钻芯取样机钻取10cm×10cm的芯样,即形成剪切和拉拔试件。
4 粘结层性能研究
前期试验研究发现,在3组环氧乳化沥青配方中,Ⅰ组的粘结性能稍差于Ⅱ组及Ⅲ组,受篇幅限制,Ⅰ组配方的粘结性能试验结果不再赘述。
4.1 抗剪性能研究
当试验温度为20 ℃、40 ℃及60 ℃时,桥面沥青铺装粘结层的抗剪强度试验结果如图3所示。
由试验结果可知,不同温度、不同配方下的抗剪强度均随正应力的增大近似呈线性增大,并且不同洒布量下的抗剪强度较为接近。当试验温度为20 ℃ 时,洒布量0.8kg/m2对应的抗剪强度最大,洒布量0.4kg/m2对应的抗剪强度最小,洒布量0.6kg/m2和1.0kg/m2对应的抗剪强度比较接近,介于0.8kg/m2和0.4kg/m2洒布量之间。当试验温度为40℃和60℃时,洒布量0.6kg/m2对应的抗剪强度最大,0.4kg/m2和0.8kg/m2的洒布量次之,而且两者的抗剪强度基本相当,1.0kg/m2洒布量的抗剪强度最小。其原因是:当洒布量过低时,粘结层没有形成有效的油膜厚度,故粘结力呈上升的趋势;当超过最佳洒布量时,多余的粘结材料层构成一个层间的滑动层,从而使抗剪强度降低,而最佳洒布量可使抗剪强度达到最大,在此基础上的沥青混凝土铺装层之间的粘结力是最紧密和有效的,能在一定程度上减轻外力荷载对铺装层的破坏[8]。
根据试验结果,按照库伦-莫尔关系式进行线性回归,可确定粘结力、内摩擦角与洒布量的关系,如图4所示。
由图4可知,粘结力随着温度的升高大幅度降低,而且不同温度、不同配方条件下的粘结力均随洒布量的增加先增大后减小,当温度为20 ℃时,洒布量0.8kg/m2对应的粘结力最大,Ⅱ 组及 Ⅲ 组配方的 粘结力分 别为0.848 MPa和0.822MPa,而且当洒布量相同时,Ⅱ组的粘结力较Ⅲ组大;当温度为40 ℃及60 ℃时,洒布量0.6kg/m2对应的粘结力最大,Ⅱ组配方的粘结力分别为0.535 MPa和0.353 MPa,而且Ⅱ组的粘结力较Ⅲ组大。相对而言,内摩擦角与洒布量的规律性稍差,当试验温度为20 ℃时,0.6kg/m2洒布量时内摩擦角较大,而且在相同洒布量时,Ⅱ组较Ⅲ组的内摩擦角大;当试验温度为40 ℃时,洒布量0.8kg/m2对应的内摩擦角最大,Ⅱ组较Ⅲ组的内摩擦角大,与40 ℃相同的是,当试验温度为60 ℃时,洒布量0.8kg/m2对应的内摩擦角最大,但不同的是Ⅲ组较Ⅱ组的内摩擦角大。综合粘结力和内摩擦角,并结合图2,Ⅱ组配方的抗剪强度优于Ⅲ组,为此认为最佳配方为Ⅱ组。
4.2 抗拔性能研究
不同温度(20 ℃、40 ℃和60 ℃)条件下的拉拔试验结果如图5所示。
由图5可知,抗拔强度受洒布量的影响比较大,随洒布量的增加先增大后减小,而且不同温度、不同配方条件下的抗拔强度最大值 对应的洒 布量相同,均为0.6kg/m2。20℃、40 ℃、60 ℃的抗拔强度分别为0.774 MPa、0.544 MPa、0.296MPa(Ⅱ组)和0.734MPa、0.497MPa、0.278MPa(Ⅲ组)。由以上结果可知,当温度由20 ℃升高到40 ℃和60 ℃时,抗拔强度降 低幅度分 别为30%、62% (Ⅱ 组)和32%、62%(Ⅲ组),Ⅱ组配方明显优于Ⅲ组。
最佳洒布量(0.6kg/m2)时,不同温度条件下的抗拔强度对比结果如图6所示。
由图6可知,温度对抗拔强度影响较大,随温度的升高,抗拔强度大幅降低,就Ⅱ组而言,当温度从20 ℃ 升高到40℃和60 ℃时,抗拔强度则由0.701 MPa降低到0.428 MPa和0.262MPa,分别降低38.9%和62.6%,与温度对粘结力的影响规律和影响程度相似。同时可以看出,3组环氧乳化沥青配方中,Ⅱ组配方略优于Ⅲ组。
5 不同粘结层材料性能对比实验研究
通过与SBS改性沥青、海川高粘沥青和环氧沥青的性能对比试验,进一步分析环氧乳化沥青的粘结性能。前期试验发现,SBS改性沥青的最佳洒布量为0.8kg/m2,海川高粘沥青最佳洒布量为0.4kg/m2,环氧沥青最佳洒布量为0.8kg/m2。仅就最佳洒布量下的粘结层抗剪强度和抗拔强度进行对比分析。
不同温度条件下4种粘层材料的抗剪强度试验结果及抗拔强度试验结果如图7、图8所示。
由图7、图8可知,抗剪强度随着温度的升高逐渐降低,并随着正应力的增大近似呈线性增大,当正应力取值为0.7MPa时,温度从20℃升高到60℃,环氧树脂沥青、环氧乳化沥青、海川高粘沥青及SBS改性沥青的抗剪强度分别从环氧树脂沥青、环氧乳化沥青、海川高粘沥青及SBS改性沥青的抗剪强度1.29MPa、1.20 MPa、1.09 MPa、0.97 MPa降低至0.94MPa、0.69 MPa、0.60 MPa、0.48MPa,降幅分别达到27.1%、42.5%、44.9%及50.5%。其中环氧沥青的抗剪强度最大,其次是环氧乳化沥青,优于海川高粘沥青和SBS改性沥青,而SBS改性沥青的抗剪强度最小。
抗拔强度试验结果表明,随着温度的升高,4种粘结层材料的抗拔强度有较大幅度的降低。当温度从20 ℃升高到60℃,环氧树脂沥青、环氧乳化沥青、海川高粘沥青及SBS改性沥青的抗拔强度分别从0.75 MPa、0.70 MPa、0.45 MPa、0.28MPa降低至0.32 MPa、0.26 MPa、0.13 MPa、0.09MPa,降幅分别达到57.3%、61.4%、71.1%及60.7%。其中环氧沥青的抗拔强度最大,而环氧乳化 沥青仅次 于环氧沥青,远优于海川高粘沥青和SBS改性沥青。
综合4种粘结层材料的抗剪强度和抗拔强度,环氧乳化沥青的性能仅次于环氧沥青,而远优于海川高粘沥青和SBS改性沥青,所以环氧乳化沥青是较为理想的粘结层材料。
6 结论
(1)环氧乳化沥青粘结层材料的抗剪强度均随正应力的增大近似线性增大,符合库伦-莫尔理论,而且随温度的升高,抗剪强度大幅度降低,粘结力随洒布量 的增加先 增大后减小。
(2)抗拔强度受洒布量及温度的影响均较大,且随着洒布量的增加先增大后减小并随温度的升高而大幅度降低,就Ⅱ组配方而言,温度由20 ℃ 升高到60 ℃ 时,抗拔强度 由0.774MPa降低至0.296MPa,降幅达62%。
(3)从抗剪强度和抗拔强度两方面考虑,环氧乳化沥青粘结层材料的最佳配方应为A(环氧树脂)∶B(固化剂)∶C(乳化沥青)=16∶4∶80。
(4)除20 ℃时,0.8kg/m2洒布量对应的抗剪强度最大,其余情况0.6kg/m2洒布量对应的抗剪强度和抗拔强度均最大。考虑到层间滑移破坏多发生在高温条件下,故粘结层宜按0.6kg/m2洒布。
环氧沥青 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
陶粒与环氧沥青粘附性能研究 篇3
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
[1]周卫峰.沥青与集料界面粘附性研究[D].西安:长安大学硕士学位论文, 2002.
[2]RAMANATHAN.K., STALLINGS R.L., NEWSOME J.R..An ultrasonic technique for the measurement of adhesion of as-phalt to aggregate[J].Journal of adhesion science and technolo-gy, 1991, 5 (3) :181-190.
[3]闵召辉.环氧沥青与石料的黏附性能研究[J].合肥工业大学学报 (自然科学版) , 2005, 28 (1) :35-36.
[4]Andrew Short, William Kinniburgh.Lightweight Concrete:ThirdEdition[J].Applied Science Publishers LED London, 1978 (5) :113-138.
[5]John Read, David Whiteoak, Robert Hunter.The SHELL Bitu-men Handbook:Fifth Edition[M].2004:171-173.
环氧沥青 篇4
珠江黄埔大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层施工技术
该文较详尽地介绍了广州黄埔大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层的`施工技术,包括原材料选择、试验和混合料配合比设计,钢桥面环氧沥青混凝七铺装层施工工艺和施工质量控制要点,以及环氧沥青混凝土与普通沥青混凝土相比在施工工艺所具有的特点.施工过程中的各项试验、现场检测表明:该大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装层的各项技术指标和施工质量均满足设计和规范要求,外观质量和使用性能良好.
作 者：周国强 梁勇 卢聪华 Zhou Guoqiang Liang Yong Lu Conghua 作者单位：广东省长大公路工程有限公司,广东广州,511431刊 名：城市道桥与防洪英文刊名：URBAN ROADS BRIDGES & FLOOD CONTROL年，卷(期)：“”(5)分类号：U443.33关键词：钢桥面铺装 环氧沥青 施工工艺
我国环氧沥青桥面铺装病害与治理 篇5
随着我国交通技术发展, 桥面铺装技术在我国得到了较为广阔的应用。环氧沥青混合来哦桥面铺装以其强度高、变形小、抵抗载荷强等优点, 在我国的到了广阔应用。目前, 在我国上海吴路-石龙路路口、南京长江二桥、江苏润扬大桥、桃夭门、南京三桥、广东佛山平胜桥、北京昌平南环桥、苏通大桥、西堠门大桥等均应用环氧沥青混凝土铺装技术。然而, 环氧沥青混凝土铺装依然有部分难题没有充分解决, 如早期强度较低、施工复杂、养护周期长、造价昂贵及混凝土开裂和剥落等病害[1]。本文在总结国内环氧沥青桥面铺装病害的基础上, 分析了出现上述病害的原因, 并对改善环氧沥青铺装给出了建议。
1 我国环氧沥青桥面铺装病害
1.1 裂缝
环氧沥青桥面铺装层表面开裂是环氧沥青最常见的病害[2], 裂纹包括鱼尾纹状开裂、隆起开裂及其它不规则裂纹。裂纹大多由细且短的横向裂缝产生, 逐步扩展成网络状, 开裂范围与宽度逐渐扩大。通常情况下, 表现为表面开裂, 严重时表现为铺面层底部开裂或贯穿裂缝。裂缝类型有疲劳开裂、温缩开裂、应力开裂、防水粘结层致开裂及荷载开裂等[3]。
1.2 铺装层隆起
环氧沥青铺装层表面隆起主要表现为不可压缩性隆起、结块皮料隆起、死料隆起和水分隆起等。在铺装层早期病害中, 铺装层隆起易导致沥青铺装层混合料开裂、压实度降低、水稳定性不足等病害。且铺装层隆起后, 对行车舒适性和安全性带来隐患。隆起的沥青混合料被车辆碾压破坏后, 形成坑槽, 降低沥青混合料水稳定性及密水性。
1.3 混合料松散
混合料松散表现为隆起性松散、剥离松散、水稳性松散和外界冲击松散等。随着环氧沥青铺装道路开放, 在行车荷载作用下, 面层隆起部分发生破碎, 形成坑洞。坑洞在荷载与水耦合作用下, 造成混合料剥离。此外, 若水稳定性不良也可能造成混合料松散。在行车作用或其他外力冲击作用下, 造成的硬性外伤, 也会造成混合料松散病害。
1.4 车辙变形
铺装层上表面轮迹带上的纵向沉陷称为高温车辙, 其实质为车辆行驶荷载作用形成的永久变形。车辙由两部分构成, 一为面层在荷载作用下压密产生, 另一部分为高温时混合料产生的侧向流动所致。虽然环氧树脂桥面铺装体系刚性较大, 强度高, 但是在重载交通作用下依然会产生高温车辙变形, 但程度较轻。
2 环氧沥青桥面铺装病害原因分析
2.1 环境原因
环境对铺装体系具有直接影响, 其中温度与雨水是造成环氧沥青病害的主要原因。温度变化过程中, 沥青混合料强度发生变化, 高温时产生塑性流动, 产生车辙, 低温时混合料变脆, 产生低温裂缝等。处于高海拔, 或低纬度地区时, 由于较强的紫外线照射, 还易产生混合料的氧化, 加速混合料低温开裂、高温车辙等病害。
2.2 交通荷载原因
由于我国汽车保有量逐渐增大, 大型特大型货车也越来越多得到应用, 导致我国交通量连年增长, 车辆轴载等级超过桥面设计标准及, 车辆超重等现状[4]。上述因素导致环氧沥青混合料所承受的垂直力与水平力增大, 混合料推移、拥包等发生。此外, 随着车辆载重逐渐增加桥面铺装体系承受更大的冲击和振动, 在桥面切缝处及路面平整度不良处, 形成的破坏更为严重。
2.3 结构设计原因
结构设计包括两方面, 分别是铺装材料和桥梁铺装结构。材料是影响道路使用性能的重要因素。在实际工程中, 桥面铺装材料抗剪破坏是常见的路面破坏类型。第一, 桥面铺装体系中防水层与下层桥面或混凝土粘结不足, 在车辆横线荷载作用下产生剪切破坏;第二, 桥面铺装层上下两层模量相差较大, 沥青层内部剪切应力较大时易产生不规则破坏面。
目前, 我国桥梁跨径越来越大, 桥面类型越来越多, 如钢桥面、混凝土桥面等。在桥梁设计过程中, 桥面铺装层通常不单独设计, 梁顶8-10cm的桥面铺装层, 只是作为桥梁的附属结构, 受力计算相对较少。而在桥面铺装层设计过程中, 通常有全厚式环氧铺装和半厚式环氧铺装。全厚式铺装在使用过程中, 环氧沥青与桥面板上表面直接接触, 半厚式铺装的环氧沥青混凝土则与中间层相连, 中间层可能为水泥混凝土也可能为沥青混凝土。采用沥青混凝土的半厚式铺装更容易产生车辙。
2.4 施工原因
施工因素主要是桥面板处理、粘结处理不良及桥梁安装问题。表现为主梁表面不毛或凿毛密度与深度不足, 桥面板顶部浮浆、油污及其他异物清理不彻底等。上述原因造成铺装层体系整体新不良, 层间粘结不足等, 导致桥面铺装层易产生开裂、松散、隆起、剪切破坏等病害。桥梁安装过程中, 桥梁支座不稳、垫块强度不足、梁板侧向结合面控制不当、桥梁实际沉降不均匀等, 容易导致铺装层整体性不良等。此外, 若混凝土配合比不科学, 施工过程中摊铺、碾压不合理等同样会造成病害。
3 对我国环氧沥青桥面铺装的建议
3.1 优化设计
设计过程中, 应根据科学的实际调查确定设计轴载[5]。设计过程中, 应当考虑风、撞击及震动带来的冲击。对铺装体系设计过程中应当加强施工构造, 合理处治防水层、过渡层等, 解决主梁顶部与铺装层底部的粘结问题。此外, 应当合理优化铺装层间结构及施工控制技术指标。采用高质量环氧沥青, 处理好集料抗剥离问题等。
3.2 强化监管
环氧沥青桥面铺装体系施工和使用过程中, 应对工程意图, 关键环节进行提前规划, 对重要指标进行重点监督和控制, 加强施工现场控制指标的监管力度, 确保工程整体质量。严格控制超载车辆, 并对使用过程中的道路养护和维修技术进行升级, 确保桥面铺装层长期使用性能。
4 总结
总之, 为了是我国环氧沥青更好的在桥面铺装中应用, 提高我国桥面铺装技术水平, 改善车辆行驶条件, 只有通过精心设计、规范施工、加强监管、合理使用, 才能使我国环氧沥青桥面铺装技术满足使用要求。
摘要：环氧沥青混凝土桥面铺装以其独特的优异性能在我国得到了广泛应用。本文正对环氧沥青桥面铺装应用过程的病害现象, 分析了产生上述病害的原因, 并提出了几点建议, 以改善我国环氧沥青铺装层使用性能。
关键词：环氧沥青,桥面铺装,病害,对策
参考文献
[1]孙立军, 沥青路面结构行为理论[M], 北京:人民交通出版社, 2005.
[2]冯红芳, 桥面铺装层裂缝原因分析及控制措施[J], 青海交通科技, 2004, 6:31-36.
[3]尹萍, 沥青混凝土桥面铺装层的病害成因[J], 湖南农业大学学报 (自然科学版) , 2010, 36 (1) :82-84.
[4]张敏江, 石岩, 王新波等, 车辆超载对沥青路面结构的影响分析[J].沈阳建筑大学学报 (自然科学版) , 2008, 24 (1) :16-20.
环氧沥青 篇6
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
[1]顾兴宇, 王文达.水泥混凝土桥面粘结层抗剪性能要求及简化计算[J].交通运输工程学报, 2010, 10 (2) :20-25.
[2]吕伟民.国内外环氧沥青混凝土材料的研究与运用[J].石油沥青, 1994 (3) :11-15.
[3]王晓, 程刚, 黄卫.环氧沥青混凝土性能研究[J].东南大学学报:自然科学版, 2001, 31 (6) :21-24.
[4]闵召辉.热固性环氧树脂沥青及沥青混合料开发与性能研究[D].南京:东南大学, 2004.
环氧沥青 篇7
关键词：浇筑式沥青混凝土,环氧沥青混凝土,路用性能,桥面铺装
1 概念
1.1 浇筑式沥青混凝土
通常按施工工艺为分类标准对沥青混凝土进行分类，浇筑式沥青混凝土是其中一种，其使用的沥青是通过对高性能的改性沥青与天然沥青进行复合改性而成，结构属于悬浮式密实型，空隙率小，成型后不透水，抗冷冻、抗油、耐老化、不容易变形、整体优良。在较高施工温度(220℃～250℃)下浇筑式沥青混凝土仍然具有比较理想的流动性与和易性，用摊铺整平机施工便可完成而且可以达到设计的密实度和平整度。通常用作桥面铺装一般有两种形式，一种是以英联邦为代表设计使用的单层浇筑式沥青混凝土———沥青玛脂MA(Mstic Asphalt)及以德国、日本等国家为代表的浇筑式沥青混凝土GA(Guss Asphalt)。浇筑式沥青混凝土在国外应用于桥面铺装已经有70年的历史，世界上最早采用特立尼达湖沥青修筑浇筑式沥青混凝土桥面铺装的是1929年修建的苏丹尼罗河大桥。
1.2 环氧沥青混凝土
环氧沥青胶结料和级配集料拌合后便可形成环氧沥青混凝土，具有强度高、刚性大、耐腐蚀性、高温稳定性、抗水损害性、抗疲劳的特征，由于具备这些特征所以被广泛应用在钢桥面铺装和重交通道路上。
2 路用性能比较
2.1 强度形成原理
浇筑式沥青混凝土的悬浮密实结构且小于1%的空隙率造就了浇筑式沥青混凝土的高密实度、高强度、优良的水稳定性、低温抗裂性、耐久性。
而造就环氧沥青优异性能的是环氧树脂、沥青、固化剂发生的固化反应，主要表现为在固化剂的官能团作用下，环氧树脂发生了开环反应，并形成一种不熔的空间网络体系。
2.2 路用性能
两种沥青混合料的路用性能比较见表1。
2.3 环氧沥青混凝土钢桥面铺装体系须改进之处
环氧沥青混凝土钢桥面铺装体系中缺乏防水层，铺装层一旦开裂，很快发展到钢板。使环氧富锌漆被氧化，形成粉末状的氧化锌或锌盐，导致铺装脱层。因此加强对铺装结构防水层的改善，在钢桥面板上加铺2 mm～3 mm的复合反应性防水层，以增强铺装层的抗裂性是很有必要的。
2.4 环氧沥青混凝土铺装体系破坏形式
环氧沥青混凝土铺装体系破坏形式见表2。
3 两种混凝土钢桥面铺装的结构说明
3.1 浇筑式沥青混凝土钢桥面铺装的结构说明
浇筑式沥青混凝土(GA)作为铺装下层的方案见表3。
由于钢板材料与铺装材料特性不一致，模量差异大，这就要求结合材料不仅须有高结合力而且要有良好韧性，以适应荷载的反复作用。因此该铺装结构采用了高结合力和高韧性的Eliminotor防水粘结体系。此方案适用气候区域广，对重载交通有良好的承载能力，并且成功应用于国内外大量钢桥面铺装工程，如美国华盛顿大桥、中国香港青马大桥、上海闵浦二桥等。
3.2 环氧沥青混凝土钢桥面铺装的结构说明
环氧沥青混凝土钢桥面铺装方案见表4。
4 两种混凝土的施工工艺及质量控制比较
4.1 施工设备
浇筑式沥青混凝土施工须采用Cooker运输设备及专用摊铺机，其余与普通沥青混凝土相同。环氧沥青混凝土所需要的特殊设备包括环氧沥青添加设备的沥青混凝土拌合楼、环氧沥青储存罐、环氧沥青洒布机、环氧沥青混合机等。
4.2 环境要求
浇筑式沥青混合料对环境无特殊要求。环氧沥青混合料的施工环境，气温不低于10℃、风速不大于10 m/s、相对湿度不大于90%。
4.3 质量控制
浇筑式沥青混凝土在国内数十座桥梁桥面铺装的应用，除江阴大桥外(该桥桥面铺装采用的是MA，桥面系刚度小，且重载，夏季高温，各种方案均出问题)，尚无失败案例。因此，施工过程的质量控制对浇筑式沥青混凝土的使用性能影响较小。
固化剂改性沥青、环氧树脂与集料拌制过程中的化学反应决定了环氧沥青的性能。因此，环氧沥青混凝土铺装过程必须注意以下事项:
1)温度、时间控制要求严格，否则易出现废料和碾压不实的情况。
2)施工期间必须完全隔离水，否则会导致使用过程中出现环状裂纹。
4.4 开放交通要求
4.4.1 浇筑式沥青混凝土开放交通要求
1)GA(铺装下层)+SMA(铺装面层)结构:GA冷却至环境温度后，即可进行粘层的施工，开放交通主要根据面层SMA的要求。
2)双层GA结构:面层GA施工完毕后约3 d～5 d可正式开放交通。
4.4.2 环氧沥青混凝土开放交通要求
环氧沥青混合料是一种热固性材料，其强度增长表现为一个渐进的过程，在拌和初始阶段，强度较低，随着时间的增长，强度也逐渐增长。为了达到设计的规定强度，环氧沥青混合料必须经过很长时间的固化养生，必须经过30 d～50 d的封闭养护后方可开放交通。因此，环氧沥青混合料不适用于工期紧张的桥面铺装工程。
5 两种混凝土的经济性比较
1)铺装体系造价分析结果见表5。
环氧沥青 篇8
环氧沥青涂料是20世纪60年代出现的一类防腐涂料, 由于结合了煤焦沥青和环氧树脂两者的优点, 成为优良的防腐蚀涂料品种, 它以其优良的耐水、耐碱、耐化学品性能广泛应用于石油管道、钢结构等表面的涂装, 是目前用量较大的防腐类涂料。该产品现行行业标准HG/T 2884-1997《环氧沥青防腐涂料 (分装) 》制定年代已久, 随着产品技术水平的不断提高, 该标准已不能满足现有产品的要求, 另HG/T 2884-1997为等效采用日本工业标准JIS K5664-1983《焦油环氧树脂涂料》, 该日本标准现已被修订为JIS K5664-2002《焦油环氧树脂涂料》, 且环氧沥青防腐涂料已于2008年2月被列入涂料产品生产许可证发证产品, 随着涂料产品生产许可证工作的深入, 也发现其存在一些问题, 该标准已不能适应目前涂料发展的需要, 因此迫切需要制定能满足生产厂和用户需要的标准, 以期更好地适应目前市场和产品发展状况, 保障产品质量、服务于行业。为此全国涂料和颜料标准化技术委员会已于2010年10月完成了对国家标准《环氧沥青防腐涂料》的制定。下面将该标准的制定原则、主要技术内容及其与国内外相关标准的比较作一详细介绍。
2 标准制定的原则
经查阅国内外相关资料, 没有查询到相关国际标准, 国外相关标准有日本工业标准JIS K5664-2002《焦油环氧树脂涂料》, 国内现行标准有化工行业标准HG/T 2884-1997《环氧沥青防腐涂料 (分装) 》。在参考上述日本标准和行业标准的基础上, 结合国内现有产品的实际技术水平、应用需要以及验证试验的结果, 制定出能反映目前国内环氧沥青防腐涂料产品技术水平、便于实际操作的产品性能标准。
3 标准适用范围
本标准规定了环氧沥青防腐涂料产品的分类、要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存等内容。
本标准适用于以环氧树脂和煤焦沥青为主要成膜物质, 加入固化剂、溶剂、颜料等组成的双组分涂料, 包括普通型底漆、面漆和厚浆型底漆、面漆, 主要用于水下及地下等钢结构和混凝土表面的重防腐涂装。
4 产品分类
日本工业标准JIS K5664-2002《焦油环氧树脂涂料》按涂料的用途分为以下3类:
(1) 具有长期的耐久性, 尤其是耐油性以及耐药品性优异的涂料;
(2) 具有防腐蚀性、耐油性、耐药品性以及耐水性的涂料;
(3) 具有耐腐蚀性及耐水性、使用在不要求耐油性及耐药品性场所的涂料。
现行化工行业标准HG/T 2884-1997《环氧沥青防腐涂料 (分装) 》将环氧沥青防腐涂料分为普通型和厚浆型两类, 每类又分别分底漆和面漆。
为适合中国国情和行业习惯, 本标准的产品分类没有参考日本工业标准, 而是参考了现行行业标准HG/T 2884-1997的分类, 考虑到市场上大部分产品均为底面合一产品, 底漆、面漆没有明显的区分, 因此本标准将环氧沥青防腐涂料分为普通型和厚浆型两类。
5 标准项目设置、技术指标的确定
本标准项目设置、技术指标的确定主要参考了日本工业标准JIS K5664-2002《焦油环氧树脂涂料》和现行化工行业标准HG/T 2884-1997《环氧沥青防腐涂料 (分装) 》。
5.1 日本工业标准JIS K5664-2002《焦油环氧树脂涂料》的项目设置和技术指标如表1:
注:1) 含铝颜料时, 因涂膜不直接接触药品类物质, 因此不做耐碱性和耐酸性试验。
5.2 现行行业标准HG/T2884-1997《环氧沥青防腐涂料 (分装) 》的项目设置和技术指标如表2:
注:1) 铝粉漆无耐碱性要求;2) 铝粉漆无耐酸性要求。
5.3 本标准项目设置和技术指标见表3:
注:a.不挥发物含量大于95%的产品除外。b.含铝粉的产品除外。
5.4 本标准项目设置和技术指标的说明:
本标准共设置了17个项目, 与现行行标相比:
5.4.1 厚浆型涂料增加了流挂性项目, 指标由验证试验结果确定为≥400μm;
5.4.2 增加了耐水性项目, 指标由验证试验结果确定为30d无异常;
5.4.3 增加了耐盐水性项目, 指标由验证试验结果确定为168h无异常;
5.4.4 提高了的普通型涂料弯曲试验的要求, 由≤10mm提高为≤8mm;
5.4.5 提高了耐冲击性要求, 改变了耐冲击性的底材, 由喷砂钢板改为普通钢板, 指标由验证试验结果确定, 由≥30cm提高为≥40cm;
5.4.6 提高了普通型涂料不挥发物含量的要求, 由≥60%统一为≥65%;
5.4.7 改变了耐挥发性油使用的介质, 由石油醚:甲苯=8:2改为3号普通型油漆及清洗用溶剂油, 即200号溶剂油。
5.4.8 取消了混合性、环氧树脂的检验和耐油性。
5.4.9 考虑到新型无溶剂型产品适用期的特殊性, 规定不挥发物含量大于95%的产品不测适用期。
6 试验方法的确定
本标准采用的试验方法主要参考了现行行业标准HG/T 2884-1997《环氧沥青防腐涂料 (分装) 》, 试验方法均采用最新版本的标准。
6.1 取样
产品按GB/T 3186的规定取样, 也可按商定方法取样。取样量根据检验需要确定。
6.2 试验环境
除另有规定, 制备好的样板应在GB/T 9278规定的条件下放置规定的时间后, 按有关检验方法进行性能测试。干燥时间、弯曲试验和耐冲击性项目应在GB/T 9278规定的条件下进行测试, 耐水性、耐盐水性、耐碱性、耐酸性和耐挥发油性项目在 (23±2) ℃条件下进行, 其余项目按相关检验方法标准规定的条件进行测试。
6.3 试验样板的制备
除另有规定, 试验用马口铁板、钢板应符合GB/T 9271-2008的要求, 马口铁板的处理按GB/T 9271-2008中4.3的规定进行, 普通钢板的处理按GB/T 9271-2008中3.5的规定进行, 喷砂钢板进行喷砂处理, 其除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa21/2级, 表面粗糙度达到GB/T 13288.1中规定的中级, 即丸状磨料Ry (40～70) μm或棱角状磨料Ry (60～100) μm。按表4的规定制备试验样板, 用GB/T 13452.2中规定的一种方法测定漆膜厚度。当涂料供应商对其配套体系涂料品种、涂装道数、涂装间隔时间、涂层干膜厚度等有特殊要求时, 按其要求制备试板, 但应在试验报告中注明。
注:1.主剂和固化剂按比例混合, 在23℃±2℃条件下熟化30min后制板。2.施工方式可以采用刷涂、喷涂、刮涂等方式, 施涂道数不定, 只要达到规定膜厚即可。
6.4 在容器中状态
打开容器, 用调刀或搅拌棒搅拌, 允许容器底部有沉淀, 若经搅拌易于混合均匀, 可评为“搅拌后均匀无硬块”。主剂和固化剂应分别测试。
6.5 流挂性
将主剂与固化剂按产品规定的比例混合, 搅拌均匀, 在23℃±2℃条件下熟化30min后按GB/T 9264-1988的规定进行。
6.6 不挥发物含量
将主剂与固化剂按产品规定的比例混合后, 按GB/T 1725-2007的规定进行。烘烤温度为 (120±2) ℃, 烘烤时间为2h, 试样量约2g。
6.7 适用期
将混合并搅拌均匀后的试样约250mL倒入内径 (70～80) mm、容量约300mL的金属制罐中, 在 (23±2) ℃下放置3h后若黏度没有明显增长、没有胶化迹象, 易搅拌均匀, , 则可评定为“通过”。
6.8 施工性
施涂过程中无明显阻力, 无明显拉丝、气泡、流挂等现象, 可评为“施涂无障碍”。
6.9 干燥时间
按GB/T 1728-1979中实际干燥时间的甲法测定。
6.10 漆膜外观
在自然日光下目视观察样板涂漆面, 若漆膜平整, 允许略有刷痕, 无起皱、色斑、缩孔、针孔现象, 则可评定为“正常”。
6.11 弯曲试验
按GB/T 6742-2007的规定进行。
6.12 耐冲击性
按GB/T 1732-1993的规定进行。
6.13 冷热交替试验
将试验样板涂漆面朝上, 置于-20℃±2℃的恒温箱中, 水平放置1h, 取出后于23℃±2℃下放置30min, 再置于80℃±2℃的恒温箱中放置1h, 取出后于23℃±2℃下放置30min, 此为一次循环。3次循环后目视观察漆膜表面, 如3块试板中至少有2块不出现起泡、开裂、脱落现象, 则可评为“无异常”。如出现以上现象, 则按GB/T 1766-2008的规定进行描述。
6.14 耐水性、耐盐水性、耐碱性、耐酸性、耐挥发油性
按GB/T 9274-1988中浸泡法的规定进行。试验介质分别为符合GB/T 6682中规定的三级水、3%NaCl 溶液、5%NaOH溶液、5% H2SO4溶液、符合GB 1922-2006规定的3号普通型油漆及清洗用溶剂油。如3块试板中至少有2块不出现起泡、开裂、脱落、生锈现象, 则可评为“无异常”。 如出现以上现象, 则按GB/T 1766-2008的规定进行描述。
6.15 耐湿热性
按GB/T 1740-2007的规定进行, 如3块试板中至少有2块不出现起泡、开裂、脱落、生锈现象, 则可评为“无异常”。 如出现以上现象, 则按GB/T 1766-2008的规定进行描述。
6.16 耐盐雾性
按GB/T 1771-2007的规定进行, 在试板上划一道平行于试板长边的划痕进行试验, 如3块试板中至少有2块划痕两侧3mm以外区域不出现起泡、开裂、脱落、生锈现象, 则可评为“无异常”。 如出现以上现象, 则按GB/T 1766-2008的规定进行描述。
7 验证试验
从5.4项目设置和技术指标的说明中可以看出, 与现行行标相比, 增加的项目有耐水性、耐盐水性项目, 厚浆型涂料流挂性项目;提高技术指标的项目有耐冲击性、普通型涂料弯曲试验和不挥发物含量, 改变底材的有耐冲击性项目, 改变条件的项目有耐挥发性油使用的介质。
由国家涂料质量监督检验中心历年检测数据 (见表5和表6) 统计结果得出:弯曲试验、不挥发物含量指标的提高均没有问题, 大部分产品均能达到, 因此对这2项没有进行验证试验。
验证试验项目确定为:耐冲击性、耐水性、耐盐水性、耐挥发性油和厚浆型涂料的流挂性, 共5项, 验证试验结果见表7、表8。
结果分析:60个样品中, 弯曲试验结果≤8mm的有47个, 占78.3%。
60个样品中, 不挥发物含量≥65%的有57个, 占95%。
结果分析:25个样品中, 弯曲试验结果通过10mm的有24个, 占96%。
25个样品中, 不挥发物含量全部≥65%, 占100%。
结果分析:14个样品中, 耐性全部无异常, 10个厚浆型涂料的流挂性均>675μm。
结果分析:10个样品中, 普通钢板上≥40cm的有8个, 占80%, 马口铁板上≥40cm的有6个, 占60%。
8 标准属性和水平
8.1 标准属性
本标准为推荐性国家标准。
8.2 标准水平
本标准参考了日本工业标准、现行化工行业标准, 并结合产品的实际技术水平, 标准整体水平达国内先进水平。
摘要：介绍了国家标准《环氧沥青防腐涂料》的制定原则、主要技术内容及其与国内外相关标准的比较。
环氧沥青 篇9
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
[1]陈平, 刘胜平.环氧树脂[M].北京:化学工业出版社, 1999.
[2]潘璧连, 周亨进.热固性材料化学流变学[J].热固性树脂, 1994 (1) :52-56.
[3]何曼君, 陈维孝.高分子物理[M].上海:复旦大学出版社, 1999.
[4]裴建中.桥面防水材料选型研究[J].公路, 2006 (7) :66-70.