聚氨酯密封膠在混凝土橋梁建設(shè)中的應用

商純福

摘 要：橋梁作為連通兩岸人民的重要渠道，加強橋梁建設(shè)能夠帶動經(jīng)濟發(fā)展，提高人民的幸福生活，如今各種大型、小型的混凝土橋梁正在加速建設(shè)中。在混凝土橋梁建設(shè)中必然會使用到密封膠，可以對各種接縫進行處理。聚氨酯密封膠作為一種合成材料，具有優(yōu)良的性能，比如耐候性、抗老化性、耐磨性，耐久性等，應用于混凝土橋梁建設(shè)中能夠發(fā)揮重要作用。然而在應用過程中，聚氨酯密封膠的性能會受到多種因素的影響，比如粘接面的潔凈程度、潮濕程度、養(yǎng)護時間和聚氨酯密封膠的類別等。于是文章為了提高密封膠在混凝土橋梁建設(shè)中的應用效果，對這4個方面的因素進行實驗研究。實驗結(jié)果表明，粘接面的潔凈程度越高、表面干燥程度越高，越有利于密封膠應用效果;養(yǎng)護環(huán)境處于干燥時，越有利于密封膠的應用效果;在凍融循環(huán)的情況下，非焦油型普通聚氨酯密封膠的性能更好，應用效果也越好。

關(guān)鍵詞：聚氨酯密封膠;混凝土橋梁;應用

中圖分類號：TQ436+.6 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1001-5922（2020）10-0014-04

Abstract：Bridge as an important channel to connect people on both sides. Strengthening bridge construction can drive economic development and improve people's happiness. Today， various large and small concrete bridges are being accelerated. In the construction of concrete bridges， sealants are bound to be used， and various joints can be processed. Polyurethane sealant， as a synthetic material， has excellent properties， such as weather resistance， aging resistance， wear resistance， durability， etc.， and can play an important role in the construction of concrete bridges. However， in the application process， the performance of the polyurethane sealant will be affected by many factors， such as the cleanliness of the bonding surface， the degree of humidity， the curing time， and the type of the polyurethane sealant. Therefore， in order to improve the application effect of sealant in the construction of concrete bridges， the paper conducts experimental research on these four factors. The experimental results show that the higher the cleanliness of the bonding surface and the higher the dryness of the surface， the more favorable the sealant application effect; when the curing environment is dry， it is more conducive to the application effect of sealant; in the case of freeze-thaw cycles， the performance of non-tar ordinary polyurethane sealants is better， and the application effect is better.

Key words：polyurethane sealant; concrete bridge; application

0? ? ?引言

在混凝土橋梁建設(shè)過程中，會存在各種的接縫，其中就需要使用密封膠。性能優(yōu)異的密封膠能夠增強橋梁建設(shè)的整體質(zhì)量。隨著我國對密封膠的不斷研究，各種新型優(yōu)異的密封膠被研發(fā)，聚氨酯密封膠屬于一種性能優(yōu)異的材料，不僅具有很好的力學性能，而且還具有彈性強、耐磨、耐候等優(yōu)勢[1]。于是文章將主要研究該密封膠在混凝土橋梁中的應用。在應用過程中，聚氨酯密封膠會受到不同因素的影響，從而降低其應用效果，于是文章將主要通過實驗研究的方式，對造成密封膠性能的影響因素進行分析，從而在混凝土橋梁施工過程中，避免不當?shù)牟僮魇沟脩眯Ч档停瑥亩岣咂鋺眯Ч?/p>

1 聚氨酯密封膠的簡介

密封膠可以防止水分、粉塵或者有害物質(zhì)進入到密封部位，還能夠防止密封內(nèi)部的水分、固體物質(zhì)或者氣體擴散到外界[2-3]。所以需要防止?jié)B漏的部位使用密封膠能夠起到一定的效果，另外，使用密封膠對于金屬的防腐蝕也能夠起到一定的保護作用。尤其是近年來，高層建筑、大型橋梁不斷增多，其中涉及到不同類別的接縫，建筑之間的接縫對密封膠的要求比較高，所以發(fā)展至今，密封膠的性能更加優(yōu)異，具有高彈性、耐老化、高延伸率和粘接性，使其在橋梁建設(shè)中發(fā)揮重要作用[4]。

聚氨酯密封膠是一種合成材料，其性能處于塑料和橡膠之間，所以同時具有兩者的優(yōu)良性能，比如硬度高但是能夠具有很好的彈性，另外還具有耐油性、耐臭氧老化性、耐候性、耐磨性，而且還具有比較高的力學性能[5-6]。因其性能較好，所以其發(fā)展和用量不斷增多。

聚氨酯密封膠按照其組分不同可以將其分為兩種類型，分別為單組分和雙組份聚氨酯密封膠，單組分聚氨酯密封膠屬于濕氣固化型，其優(yōu)勢在于施工快，使用方面，其缺點在于反應固化比較慢;雙組份聚氨酯密封膠屬于反應固化型，其優(yōu)勢在于反應固化時間比較短，具有優(yōu)良的性能，但是其施工工序復雜，增加了施工時間，所以兩種類型的聚氨酯密封膠性能不一樣，需要根據(jù)實際情況進行選擇合適的密封膠[7-8]。聚氨酯密封膠具有廣泛的應用范圍，尤其是在橋梁、路面、水利等工程中具有較為成熟的應用。隨著我國的經(jīng)濟不斷發(fā)展，聚氨酯密封膠的使用量將會增加迅速。

文章將聚氨酯密封膠應用于混凝土橋梁中進行研究，因為該材料具有很好的粘接性能，而且在低溫環(huán)境下，還會具有良好的彈性、較大的延伸率、較好的耐候性，并且在應用過程中其壽命周期比較長，而且價格便宜，所以能夠具有較好的應用效果。應用于橋梁的過程中，聚氨酯密封膠的性能必然會受到環(huán)境和施工工藝的影響，于是為了增強其應用效果，對環(huán)境因素和施工工藝因素進行分析，從而可以在正確的條件之下使用聚氨酯密封膠。

2 實驗材料及方法

2.1 實驗材料和儀器

實驗材料：雙組份聚氨酯密封膠，選擇其中兩種不同品種，分別為普通焦油型和環(huán)保型，其中環(huán)保型即為非焦油型普通聚氨酯密封膠。

實驗儀器：拉力試驗機、游標卡尺等。

2.2 實驗方法

按照規(guī)范GB/T 13477.1中確定混凝土尺寸，將其做成多個標準試樣，用于實驗中。實驗方式依據(jù)《GB/T 13477.8-2002建筑密封材料實驗方法》 。將試樣粘接面的灰塵進行清理，然后根據(jù)不同實驗，對試樣粘接面進行不同的界面處理，在兩條試樣之間的空腔中放入聚氨酯密封膠，每個實驗至少需要準備3個試樣。然后再將其根據(jù)不同的實驗，對試樣進行養(yǎng)護一段時間，再使用游標卡尺對密封膠進行測量，最后使用拉力試驗機進行測試，將其轉(zhuǎn)速設(shè)置為5mm/min，當試樣發(fā)生破話時對其進行結(jié)果進行記錄。

3 不同因素對聚氨酯密封膠應用效果的影響

3.1 潮濕程度對應用效果的影響實驗

3.1.1 實驗目的

混凝土橋梁在實際的施工過程中，對其結(jié)構(gòu)接縫使用聚氨酯密封膠時，如果其粘接面出現(xiàn)潮濕情況，就會造成施工的難度增大，還會影響到粘接強度的大小。于是將對表面潮濕程度影響到聚氨酯密封膠應用效果進行實驗。

3.1.2 實驗方案

由于在實驗過程中潮濕程度不方便測量，于是將其晾干時間不同來間接表示潮濕程度。首先將試樣浸泡于水中兩天，已經(jīng)達到飽和狀態(tài)，然后再將試樣放于自然狀態(tài)進行晾干，晾干時間分為設(shè)置為10min、2.5h和6h，再在兩個試樣中間放入聚氨酯密封膠，最后對其進行養(yǎng)護14d，溫度設(shè)置為23℃，該試件即可進行拉伸試驗，使用密封膠的類型為環(huán)保型。

3.1.3 試驗結(jié)果

在實驗過程中，粘接界面存在潮濕現(xiàn)象，且沒有使用界面劑，其粘接強度就會非常強，通過拉伸試驗之后，試樣的斷裂方式均為粘接面處斷裂，并且其斷口非常的整齊，所以可以判斷為屬于粘接破壞，圖1即為斷裂的實際情況，圖2即為潮濕程度對拉伸強度的影響。

從圖2中可以看出，潮濕程度非常大，其拉伸強度非常小，當其潮濕程度不斷減小時，拉伸強度會有明顯性的提高，當試樣達到非常干燥之后，拉伸強度就會趨于穩(wěn)定狀態(tài)。于是可以得到潮濕程度對密封膠的應用效果影響較大。所以當密封膠應用于混凝土橋梁過程中，一定要將粘接界面使用一定的方式將其進行干燥，完全干燥之后再使用聚氨酯密封膠，才能夠提高其拉伸性能，保證混凝土橋梁接縫處于密封狀態(tài)。

3.2 表面清潔程度對應用效果的影響實驗

3.2.1 實驗目的與方案

混凝土橋梁的接縫處容易出現(xiàn)各種灰塵等，在應用聚氨酯密封膠時，如果沒能將雜物清除干凈，就會影響到混凝土的粘接效果，從而容易造成脫落現(xiàn)象。于是將對灰塵對粘接界面的影響進行研究。因為潔凈程度不能通過定量進行表述，于是試樣將其界面設(shè)置成灰塵和泥巴，因為灰塵的潔凈程度是比泥巴的低，另外還需要一個潔凈的試樣，通過對3組試樣進行實驗，可以判斷潔凈程度對粘接強度的具體影響結(jié)果。

3.2.2 實驗方案

表1即為3種不同界面情況下粘接強度的實驗方案，在制作試樣過程中，用刷子分別涂上灰塵和泥土，每個涂抹動作重復3次，然后再使用聚氨酯密封膠做成實驗的試樣，將其置于23℃環(huán)境中進行養(yǎng)護14d即可進行拉伸試驗。本實驗中使用的聚氨酯密封膠均為環(huán)保型，且沒有涂抹界面劑。

3.2.3 實驗結(jié)果

表2即為3種不同的潔凈程度下，試樣的延伸率和拉伸強度的結(jié)果。當試樣粘接面為灰塵和泥土時，其破壞斷裂的位置為粘接界面處，且其斷口非常整齊。從表中可以看出，潔凈程度越大，試樣的延伸率和拉伸強度也會越大，當粘接界面存在泥土時，其延伸率非常低，所以粘接面的潔凈程度對密封膠的應用效果影響非常大，所以在混凝土橋梁的接縫處使用聚氨酯密封膠時，一定要將其粘接界面擦拭干凈，潔凈程度越高，應用效果將會越好。

3.3? ?低溫條件下不同養(yǎng)護時間對應用效果的影響實驗

3.3.1 實驗目的

混凝土橋梁的選址可能選擇在氣溫特點低的地區(qū)中，且其冬季時間較長，在建設(shè)過程中，不能夠避免低溫環(huán)境下施工，于是試樣的養(yǎng)護時間長短會給密封膠應用效果造成一定的影響。所以將會對試樣的養(yǎng)護時間設(shè)置為7d、14d和28d，然后再將試樣進行拉伸試驗。

3.3.2 試驗方案

首先需要設(shè)置3種不同的養(yǎng)護溫度，其環(huán)境設(shè)置如表3所示，試樣制作完成之后，需要將其放入不同的環(huán)境中進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間分別為7d、14d和28d，完成養(yǎng)護時間之后即可進行拉伸試驗。試樣都沒有涂抹界面劑，且使用聚氨酯密封膠的類型都為環(huán)保型。

3.3.3 試驗結(jié)果

通過拉伸試驗之后，能夠發(fā)現(xiàn)試樣的破壞方式為粘接破壞，從粘接面直接斷裂，最后測得的結(jié)果如圖3所示。從圖中可以看出，當處于低溫環(huán)境下時，施工時間超過15d之后，使用聚氨酯密封膠的粘接強度才達到最大。另外，養(yǎng)護環(huán)境對粘接強度的影響也比較大，在干燥的環(huán)境中，強度比較大，而處于低溫和潮濕環(huán)境時，強度值會下降。所以在混凝土橋梁中應用聚氨酯密封膠時需要注意其養(yǎng)護環(huán)境。

3.4? 凍融條件下不同種類聚氨酯密封膠的強度對 比實驗

3.4.1 實驗目的

我國西部地區(qū)有些地方冬季時間較長，溫度非常低，其呈現(xiàn)出晝夜溫差比較明顯的現(xiàn)象。當混凝土橋梁在使用聚氨酯密封膠進行防滲漏作用時，由于外界環(huán)境原因會造成凍融循環(huán)，從而對其應用效果也會造成影響。于是將對兩種不同的聚氨酯密封膠進行對比試驗，從而在混凝土橋梁應用中選擇最為合適的聚氨酯密封膠。

3.4.2 試驗方案

本實驗選擇了兩種不同的聚氨酯密封膠，分別為焦油型聚氨酯密封膠和環(huán)保型聚氨酯密封膠，考慮到實際的施工過程，將試樣的養(yǎng)護環(huán)境設(shè)置為不同的情況，分別為潮濕和干燥兩種情況，然后將試樣在零下十攝氏度的環(huán)境下放置12h，然后再將其放入10℃的環(huán)境中同樣放置12h，將該步驟進行循環(huán)操作，重復操作7次即可，如此來模仿凍融循環(huán)的過程。完成凍融循環(huán)之后即可通過拉力試驗機進行實驗。具體的實驗方案如表4所示。

3.4.3 實驗結(jié)果

表5即為凍融循環(huán)對兩種不同類型聚氨酯密封膠拉伸強度的影響結(jié)果，從表中可以看出，當實驗在干燥環(huán)境中進行養(yǎng)護時，其拉伸強度比處于潮濕環(huán)境下養(yǎng)護的高，說明，干燥環(huán)境更利于聚氨酯密封膠的應用效果。另外，當養(yǎng)護環(huán)境一致的情況下，非焦油型的聚氨酯密封膠的拉伸強度更大，并且比普通焦油型的大2～3倍，所以，對于晝夜溫差相差很大的地區(qū)中，非焦油型的聚氨酯密封膠更有利于應用于混凝土橋梁中。

4 結(jié)語

綜上所述，聚氨酯密封膠能夠在混凝土橋梁中發(fā)揮重要的作用，并且在使用聚氨酯密封膠時，要保持混凝土橋梁構(gòu)件的粘接面干燥、干凈，? 因為當其處于潮濕且存在雜質(zhì)時，會嚴重影響到聚氨酯密封膠的拉伸強度，發(fā)生粘接破壞;而且在施工完成之后，對其進行養(yǎng)護時如果在干燥的環(huán)境中有助于提高拉伸強度;另外，處于西部的某些區(qū)域中，晝夜溫差較大的情況下，容易發(fā)生凍融循環(huán)，此時選擇環(huán)保型聚氨酯密封膠應用于橋梁中更加合適，能夠提高其應用效果。

參考文獻

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