聚氨酯弹性体伸缩缝简介

聚氨酯弹性体伸缩缝简介

衡水冀军路桥养护衡水冀军路桥养护有限公司路桥养护有限公司

2016.1.25

目录

一、聚氨酯弹性体伸缩缝的技术条件及检验细则 ................................................... 3

1、一般要求 ......................................................................................................... 3

2、合成后弹性体材料的工艺性能和物理力学性能 ......................................... 3

3、底涂料的性能 ................................................................................................. 5

4、面涂料的性能 ................................................................................................. 6

二、弹性体伸缩缝施工方案 ....................................................................................... 6

1、施工前准备 ..................................................................................................... 6

2、伸缩缝的基层处理 ......................................................................................... 7

3、衬垫安装施工 ................................................................................................. 7

4、底涂料的施工 ................................................................................................. 7

5、弹性体的浇注 ................................................................................................. 8

6、面涂料的施工 ................................................................................................. 8

7、工序验收 ......................................................................................................... 8

8、完工验收 ......................................................................................................... 9

三、施工后效果图及示意图 ....................................................................................... 9

附录A .......................................................................................................................... 11

A.1 试验概述 .................................................................................................... 11

A.2 试验条件 .................................................................................................... 11

A.3 试验器具 .................................................................................................... 11

A.4 试件制备和处理 ........................................................................................ 11

A.5 试验步骤 .................................................................................................... 12

附录B .......................................................................................................................... 13

B.1 试验概述 .................................................................................................... 13

B.2 试验条件 .................................................................................................... 13

B.3 试验器具 .................................................................................................... 13

B.4 试验步骤 .................................................................................................... 13

附录C .......................................................................................................................... 15

C.1 试验概述 .................................................................................................... 15

C.2 试验条件 .................................................................................................... 15

C.3 试验器具 .................................................................................................... 15

C.4 试件制备和处理 ........................................................................................ 15

C.5 试验步骤 .................................................................................................... 15

铁路混凝土桥梁伸缩缝是桥面整体防水的重要组成部分，直接关系到桥梁防水体系的有效性和结构的耐久性。目前，国内铁路逐步开始使用聚氨酯高分子弹性体密封材料进行替代。以下从聚氨酯弹性体的技术条件、检验细则和施工方案进行简单介绍。

一、聚氨酯弹性体伸缩缝聚氨酯弹性体伸缩缝的技术条件及检验细则弹性体伸缩缝的技术条件及检验细则

1、一般要求

（1）伸缩缝的构造应满足两侧梁体的顺桥向、横桥向和竖向位移以及梁体的转动。

（2）弹性体伸缩缝底涂料附着力应满足不小于1.5MPa 的强度要求。

（3）弹性体伸缩缝应满足200次低周疲劳性能要求，疲劳试验后弹性体无裂纹及破坏，弹性体和混凝土粘结界面无开裂和损伤。

（4）弹性体伸缩缝应满足400万次高周疲劳性能要求，疲劳试验后弹性体无裂纹及破坏，弹性体和混凝土粘结界面无开裂和损伤。

（5）弹性体伸缩缝应具有防水性能，在0.5米水压下试验，24h 无渗漏。

（6）弹性体伸缩缝应具有一定的承载力，80kg 静载压力作用于250mm*80mm的面积上1h 伸缩缝各部位无损坏。

（7）伸缩缝应可维修或更换。

（8）外观质量：伸缩缝弹性体部分颜色应呈与混凝土接近的均匀淡灰色（GSB-05-1426-2001），表面光滑平整，不应有开裂、缺胶、汽包、杂质等影响使用的缺陷。汽包、杂质等影响使用的缺陷，与混凝土粘结处不应有开裂、剥离等缺陷。汽包、杂质等缺陷每延米数量不超过10个，且每处直径不大于2mm ，深度不大于1mm 。

（9）内在质量：弹性体伸缩缝的弹性体材料应从伸缩缝成品中取样进行解剖，弹性体剖面不应有开裂、缺胶等影响使用的缺陷；与混凝土粘结处剖面不应有开裂、剥离等缺陷。汽包、杂质等缺陷不应超过3个/100mm2，且每处直径不大于1mm 。

2、合成后弹性体材料的工艺性能和物理力学性能

应满足表1要求

表1 弹性体工艺及物理力学性能

检验项目

流平长度(a)（m ）

表干时间（h ）

实干时间（h ）

适用期（h ）

固含量（%）

无机物含量（%）

小分子有机物含量（%）

颜色外观

不透水性（0.4MPa ，2h ）

硬度（邵氏A/23℃±2℃）

弹性回复率

23℃±2℃

拉伸弹性模量（MPa ）

-30℃±2℃

标准条件（MPa ）

酸处理（%）

碱处理（%）

拉伸强度及保持率 盐处理（%）

热老化（%）

紫外老化（%）

人工气候老化（%） 技术指标 ≥3 ≤2 ≤24 ≥0.5 ≥99 ≤5 ≤3 均匀淡灰色弹性体 不透水 20～30 ≥90 ≤0.3 ≤0.6 ≥3.0 ≥90

标准条件（%）

酸处理（%）

碱处理（%）

断裂伸长率及保持率 盐处理（%）

热老化（%）

紫外老化（%）

人工气候老化（%）

标准条件

酸处理

碱处理

低温柔性（-30℃） 盐处理

热老化

紫外老化

人工气候老化

23℃±2℃

定伸粘接性（100%定伸）

-30℃±2℃

干燥界面

粘结强度（MPa ）(b)

潮湿界面

3、底涂料的性能

检查项目

外观质量 技术指标 ≥900 ≥90 无裂纹 无破坏 ≥1.5 均匀黏稠体，无凝胶，无结块

表干时间（h ）

实干时间（h ）

固含量（%）

4、面涂料的性能 检查项目

颜色

涂膜外观 ≤4 ≤24 ≥30 技术指标 淡灰色或无色 均匀，无针孔，无流挂

二、弹性体伸缩缝施工方案

铁路桥梁弹性体伸缩缝施工主要分为以下几个步骤：基层处理、底涂料施工、衬垫安装、浇注弹性体、面涂料施工和完工验收。各工序完成后，必须进行工序验收，验收合格后方可进入下一道工序。

1、施工前准备

为保证员工的人身安全以及生产任务的顺利进行，要做好生产前的准备工作，包括以下几个方面：

——对操作人员进行安全教育；

——施工人员要穿戴齐全保护工装；

——操作人员上岗前要熟练掌握施工工艺；

——计量仪器、施工工具、施工车辆和浇注机等状态正常；

——原材料齐全，符合质量要求；

——施工工艺文件、记录本准备到位；

——施工环境整洁，产品的堆放位置明确。

2、伸缩缝的基层处理

(1) 采用手动切割锯及长锯齿切割锯相结合的方式，清理原来的伸缩缝，清理缝的厚度达到要求。按照伸缩缝的要求清理梁端接缝表面，因破损严重直接影响弹性体伸缩缝与混凝土粘结质量或施工困难的混凝土表面，应首先采用细石混凝土或聚合物水泥砂浆进行修补，基修补后，进行基层处理，基层处理应保证梁端混凝土表面密实、平整、清洁、干燥，不应有空鼓、松动、蜂窝麻面以及浮渣、浮土、脱模剂、油污等污物。表面强度应达到混凝土内部强度。

（2）表面的浮渣、浮土以及空鼓、松动、蜂窝麻面可用粗砂纸人工打磨或砂轮机打磨。

（3）表面的尘土和杂物可用真空或高压空气方法除尘，空气压缩机必须配备油水分离机。

（4）表面的油污、脱模剂等污物应使用物理方法清除。

（5）清理后用风枪进行干燥梁端，检测人员用混凝土水分测定仪，对整条梁进行梁端水分检测，每2米测量一个点，整条缝不得少于5个测量点，保证梁端的水分含量小于20%。如果不能满足，应当采取鼓风、晾晒等措施进行处理，直至达到要求。

（6）严禁在有明水存在的基层表面上进行下一步施工。

3、衬垫安装施工

（1）根据接缝宽度选择衬垫规格，要求在弹性体浇注过程中底衬不下沉、不漏液，侧衬弹性体成形面平顺，无接头。

（2）侧衬顶面至少高于弹性体流平面20mm，以保证伸缩缝端头挡水。

（3）衬垫安装误差应控制在±2mm。安装后按照2m±0.5m的间隔沿梁缝长度方向检查底衬定位，保证弹性体最小厚度及粘结厚度误差控制在0～5mm。

（4）衬垫施工完成后，必须覆盖保护，以保证弹性体成形面平顺、清洁、干燥。

4、底涂料的施工

（1）底涂料必须严格按产品说明进行配制，每种组分的称量误差不得大于1%。

（2）对处理后的混凝土基面进行底涂料施工，应涂刷均匀、不露底面，不堆积，涂刷面至少大于弹性体10mm。

（3）底涂料的施工应按照已备案的工艺文件执行。

（4）不得使用电扇或类似工具缩短干燥时间。

（5）底涂料施工完成后，必须覆盖保护，以保证底涂料施工面平整、清洁、干燥。

（6）严禁在负温和雨雪天气进行底涂料施工。

5、弹性体的浇注

（1）为保证伸缩缝的浇注质量，必须使用机械严格按照已备案的工艺文件施工。

（2）称量：弹性体A、B组分严格按照产品说明进行配置，每种组份的称量误差不得大于1%。

（3）混合：将A、B组分分别加入浇注机料罐，以不低于0.095MPa 的真空度分别进行混合前的真空脱泡，混合A、B组份，要求混合均匀、不产生气泡。

（4）浇注：根据施工条件，采用人工或机械方法进行浇注，为保证均一性和可靠性，采用机械过程进行浇注，浇注过程中应避免夹带入空气，配制好的弹性体应在30min 内用完，随配随用。

（5）除泡：浇注后，必须检查浇注表面是否有气泡浮出，如有气泡浮出胶面，必须进行表面除泡。

（6）养护：进行面涂料施工前，必须对弹性体覆盖养护，避免水、灰尘等杂质混入和机械损伤。

（7）严禁在负温和雨雪天气进行弹性体浇注施工。

6、面涂料的施工

（1）弹性体浇注12小时以内，且胶面不粘手时，可进行面涂料施工，厚度应不小于0.1mm。

（2）面涂料施工应按照已备案的工艺文件施工，称量误差不得大于1%。

（3）面涂料施工完成后，应继续覆盖养护至弹性体实干，避免落入水、灰尘和机械损伤。

（4）严禁在负温和雨雪天气进行面涂料施工。

7、工序验收

（1）材料验收规则：现场随工程抽检所用材料，按TJ/GW120-2013的技术条件的要求准备模具和试件，送指定单位检测。

（2）外观验收：包括混凝土基层处理、底涂料涂刷、衬垫安装、弹性体浇注和

面涂料涂刷，外观应符合各工序要求，每条缝必检。弹性体伸缩缝表面光滑平整，不应有开裂、缺胶、气泡、杂质等影响使用的缺陷，与混凝土粘结处不应有开裂、剥离等缺陷。气泡、杂质等缺陷每延米不应超过10个，且每处直径不大于2mm，深度不大于1mm。弹性体剖面气泡、杂质不应超过3个/100mm2,且每处直径不大于1mm。

（3）粘结强度验收：采用现场抽样，每50条缝检测1次，抽检所用基材、底涂和弹性体材料应与被检伸缩缝为同一批次。

（4）尺寸验收：采用现场抽检，每每50条缝检测1次，尺寸要求应满足技术条件和设计文件。

（5）硬度验收：弹性体固化完成后，必须检测弹性体硬度，每条缝检测1点，硬度符合TJ/GW120-2013的技术文件要求。

8、完工验收

整条伸缩缝施工并养护完成后，每100条缝随机抽取1点进行闭水试验，在

桥梁翼缘处。

三、施工后效果图及示意图

图 1 弹性体伸缩缝断面示意图

端

衬

图 2 弹性体伸缩缝纵断面示意图

附录A (规范性附录) 闭水试验

A.1 试验概述

跨已完全固化的弹性体伸缩缝的两个粘结面，形成规定的水压并保持规定的时间，观察接缝渗漏情况。 A.2 试验条件

本试验可根据需要在试验室标准环境和施工现场环境两种条件下进行，试验室标准环境适用于型式试验，施工现场环境适用于现场检验。

试验室标准试验条件：温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%。 A.3 试验器具

a) 密封材料：使用硅酮密封材料密封水箱与混凝土及梁缝间的缝隙。 b) 试验装置：使用薄钢板焊接成直径500mm ，高700mm 的无底有盖、箱盖可打开的水箱，见图A.1。 A.4 试件制备和处理

进行闭水试验前，应保证弹性体伸缩缝已完全固化，表面无损伤，粘结处无开裂，周围混凝土完好无损伤。将水箱跨弹性体伸缩缝置于梁面，使用密封材料沿水箱底缘封堵，并进行养护。

图 A.1 弹性体伸缩缝闭水试验（单位：mm）

A.5 试验步骤

养护完成后，在水箱内注入清水，深度500mm （不得使用污水，以免腐蚀梁体和弹性体伸缩缝），并于水箱内壁标记水位。24h 后观察箱内水位变化以及试验处梁间是否有渗漏现象。为尽量减少水分蒸发损失，水箱必须加盖。在高温或大风天气，应以试验处梁间是否有渗漏为主要判断依据；在负温天气，应采取防冻措施。

附录B (规范性附录) 静载试验

B.1 试验概述

对已完全固化的弹性体伸缩缝施加静载，在规定的面积上形成规定的静载压强并保持规定的时间，观察弹性体及粘结处开裂的情况。 B.2 试验条件

本试验可根据需要在试验室标准环境和施工现场环境两种条件下进行，试验室标准环境适用于型式试验，施工现场环境适用于现场检验。

试验室标准试验条件：温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%。 B.3 试验器具

a) 加载架：加载架由压头、托盘、定位杆和支架4部分组成。压头、托盘和定位杆均由金属制成，组合成一整体，尺寸如图C.1所示；支架起定位平衡作用，不承载。

b) 砝码：砝码由金属制成，单个重20Kg ，中间开孔，尺寸为380mm ×100mm ×70mm 。 B.4 试验步骤

待选定待测弹性体伸缩缝完全固化后，沿伸缩缝长度方向，按2m ±0.5m的间隔划定测量点，每条缝不少于3个测点。将砝码放置于加载托盘上，不足的重量可使用其他重物补齐，要求压头、托盘、定位杆、砝码和其他重物的总重为80Kg。安置支架，保证整个加载系统竖直加载。持荷1h，观察弹性体和粘结部位是否破坏。

图 B.1 弹性体伸缩缝静载试验（单位：mm ）

附录C (规范性附录) 流平长度试验

C.1 试验概述

在规定条件下，将待测弹性体材料注入规定尺寸的模具中，保持模具水平，记录自由流动长度及表面流平情况。 C.2 试验条件

试验室标准试验条件：温度23℃±2℃、相对湿度50%±5%。 C.3 试验器具

模具：两端封闭的槽型模具，用2mm 厚耐腐蚀金属制成，槽内部尺寸为3500mm ×100mm ×50mm ，上口半覆透明板材，如有机玻璃、聚碳酸酯和钢化玻璃等，长3000mm ，详细尺寸见图D.1

图 C.1 弹性体流平长度模具（单位：mm ）

C.4 试件制备和处理

将模具用容积清洗干净并干燥，内衬薄膜（聚乙烯、聚丙烯和压敏胶带等），然后将试样和模具在23℃±2℃下放置至少24h。 C.5 试验步骤

在23℃±2℃下，将弹性体材料从水平放置的模具的注入端缓缓注入，注入过程中要始终在注入端浇注，并保证弹性材料不外溢，持续浇注，记录自由流动的长度和表面流平的情况。