專利名稱：一種高聚物改性瀝青、其防水卷材及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性瀝青，具體地說，涉及一種高聚物改性瀝青、其防水卷材及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
高聚物改性瀝青卷材廣泛應(yīng)用于各種建筑結(jié)構(gòu)的屋面、墻體、廁浴間、地下室、冷庫、水池、地下管道等工程的防水。從1991年開始，改性瀝青卷材在公路橋面防水工程得到應(yīng)用，1995年趨于成熟并在選材、做法上與國際接軌。曾采用過的改性瀝青卷材有普通的玻纖胎SBS改性瀝青卷材、PE膜胎改性瀝青卷材和聚酯胎APP改性瀝青卷材，隨后出現(xiàn)了公路橋面專用的高耐熱APP改性瀝青卷材。
普通的高聚物改性瀝青卷材一向由建材部門生產(chǎn)，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)歷來是依據(jù)屋面、地下工程的要求而確定的，沒有考慮路面、橋面等特殊工程的施工及使用過程中的需要。比如鋪設(shè)過程中，熱瀝青溫度高達(dá)一百多度，作為處理分隔縫的瀝青卷材必須要能承受其高溫而不損壞；同時路面、橋面、停車場等場所經(jīng)常有數(shù)噸甚至十幾噸重的車輛碾過，這就要求瀝青卷材與基層粘結(jié)牢固，耐穿刺、抗硌破性好等，一般的高聚物改性瀝青防水卷材不能滿足公路橋面特殊工程的需要。目前，國內(nèi)外已開發(fā)出公路橋面專用的高耐熱APP改性瀝青防水卷材，具有較高的耐熱性，能最大限度的適應(yīng)瀝青混凝土高溫鋪設(shè)要求，而且具有較高的高溫抗剪能力，較好的適應(yīng)了攤鋪瀝青混凝土?xí)r的行車要求，是目前公路橋防水整體效果最佳的防水材料，得到廣泛應(yīng)用。
我國鐵路橋涵工程用的防水層最初使用的是熱瀝青防水層，常見的是三油兩布，即三層熱瀝青二層麻布做法。我國鐵道部于1953年曾頒布瀝青麻布防水層為鐵路混凝土橋梁防水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。熱瀝青防水層在我國使用了四十多年，但它高溫作業(yè)，瀝青揮發(fā)物危害工人健康，污染環(huán)境，毒化空氣。此外，瀝青熬制時溫度很高，操作不安全。在防水質(zhì)量上又存在著低溫時脆裂，高溫時流淌起鼓，老化龜裂，腐爛滲漏的弊端。
九十年代，開始采用氯化聚乙烯高分子防水卷材作為鐵路橋梁防水材料。鐵道部1999年頒布了鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(TB/T2965-1999)《鐵路混凝土橋梁橋面TQF-1型防水層技術(shù)條件》，規(guī)定采用聚氨酯防水涂料粘貼氯化聚乙烯防水卷材作為鐵路橋梁防水層。氯化聚乙烯高分子防水卷材開始在鐵路橋防水工程中得到廣泛使用。但是，該材料施工可靠性差，抗疲勞、耐老化性能不能完全滿足鐵路橋梁防水要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于鐵路橋涵高聚物改性瀝青，其具有較強的耐高溫性能、耐疲勞性能、抗剪切性能。
本發(fā)明的另一目的是提供一種用于鐵路橋涵高聚物改性瀝青的制備方法。
本發(fā)明的還一目的是提供一種用于鐵路橋涵的高聚物改性瀝青防水卷材，具有更高標(biāo)準(zhǔn)的防水功能，能承受特別高的應(yīng)力，在耐水性、耐高低溫性、粘結(jié)性、耐裂性、耐疲勞性等方面具有比公路橋梁防水層更加優(yōu)異的性能，完全滿足鐵路橋高強度和動態(tài)荷載作用環(huán)境下的防水要求。
本發(fā)明的又一目的是提供一種用于鐵路橋涵的高聚物改性瀝青防水卷材的制備方法。
本發(fā)明的再一目的是提供高聚物改性瀝青的防水卷材在鐵路橋涵、公路橋面防水工程中的應(yīng)用。
為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的高聚物改性瀝青，由如下組分及其重量含量組成45～55％基質(zhì)瀝青、4～8％調(diào)和油、12～14％SBS、5～9％APAO、2～7％高溫改善劑和15～20％填充料。
所述基質(zhì)瀝青為90#～140#瀝青。
所述調(diào)和油為減壓三線油。
SBS的中文名稱為苯乙稀-丁二烯嵌段共聚物，APAO(融熔指數(shù)0.3～1.0g/10min)的中文名稱為無規(guī)聚α-烯烴。
所述高溫改善劑為聚丙烯、聚乙烯或聚苯乙烯等。
所述填充料為輕鈣、石粉、白云石粉或煤粉灰等無機物。
本發(fā)明所述的高聚物改性瀝青可采用直接混熔法制備，即將SBS等改性劑加入調(diào)配好的并加熱至180～200℃的瀝青中，在高溫和高剪切作用下混合。
具體制備過程為1)按配比加入基質(zhì)瀝青和調(diào)和油，升溫至170～180℃；2)加入配方量SBS；3)升溫至180～185℃，溶脹1～2h后，采用膠體磨進(jìn)行研磨2～3h，直到無肉眼可見小顆粒為止；4)加入APAO及高溫改善劑，在190～195℃下攪拌混合2～3h；5)最后加入填料，高速攪拌30～60min。
由本發(fā)明所述的高聚物改性瀝青可制成防水卷材，該防水卷材以長纖聚酯氈為胎基，以低溫性能優(yōu)異的SBS為主改性劑，并添加增強高溫性能、提高耐疲勞、抗剪切性能的多種輔助改性劑配制而成的高聚物改性瀝青為涂蓋材料，以細(xì)砂作表面隔離材料所制成的可以卷曲的片狀防水材料。
本發(fā)明的一種高聚物改性瀝青防水卷材，包括一胎基層，所述胎基層雙面粘接改性瀝青層，且所述改性瀝青層雙面覆有隔離層。
所述胎基層采用聚酯無紡布，優(yōu)選為長纖聚酯無紡布。
所述隔離層可采用細(xì)砂制成，優(yōu)選為60～80目細(xì)砂。
本發(fā)明高聚物改性瀝青防水卷材可在自動化卷材生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)。該生產(chǎn)線包括卷材成型聯(lián)動生產(chǎn)線、改性瀝青層的制備、導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)、水冷卻系統(tǒng)以及環(huán)保系統(tǒng)的設(shè)備。生產(chǎn)過程主要包括改性瀝青的制備和卷材成型兩大工序。
本發(fā)明高聚物改性瀝青防水卷材的基本生產(chǎn)過程依次包括為胎基層開卷、胎基層烘干、胎基層浸漬改性瀝青、雙面涂覆改性瀝青層、覆隔離材料、牽引壓實、冷卻定型、卷材。
其中，所述烘干溫度為160～180℃；浸漬溫度為190～200℃；涂改性瀝青層溫度為185～195℃；冷卻溫度為30～40℃，車速為20～28m/min。
本發(fā)明的高聚物改性瀝青防水卷材，具有高標(biāo)準(zhǔn)的防水功能，能承受鐵路橋高強度和動態(tài)荷載產(chǎn)生的特別高的應(yīng)力作用，在耐水性、耐高低溫性、粘結(jié)性、耐裂性、耐疲勞性等方面具有優(yōu)異的性能，可用于鐵路橋涵、公路橋面的防水工程。
經(jīng)檢測，本發(fā)明高聚物改性瀝青防水卷材的各項性能以及鐵路橋應(yīng)用性能和耐久性能均通過檢測，該防水卷材的物理性能指標(biāo)見表1。以下性能檢測方法均采用國家標(biāo)準(zhǔn)。
表1本發(fā)明高聚物改性瀝青防水卷材的物理性能


本發(fā)明的用于鐵路橋涵高聚物改性瀝青及其防水卷材具有以下優(yōu)點1.優(yōu)異的耐水性。本發(fā)明的防水卷材的胎基是長纖聚酯無紡布，是不吸水的而且長期浸水性能不衰減；瀝青和用于改性的橡膠、樹脂均不吸水，所以卷材不吸水。長期在水環(huán)境下性能也不會衰減，同時卷材拉伸強度高，故在壓力水作用下也不會被穿透，動水壓的不透水性試驗0.4MPa壓力水下保持24h不透水，而一些只有延伸沒有強度的材料，是不能承受壓力水的，在德國DIN18195規(guī)范中聚酯胎的SBS/APP改性瀝青卷材及其熱施工是唯一可單獨用于有壓力地下工程的。另外，有些胎體材料如短纖聚酯氈膠粘劑是吸水的，高堿玻纖氈遇水后性能大大衰減。
2.優(yōu)異的抗裂性。這是通過卷材高的拉伸強度、斷裂伸長率大、厚度大、以及復(fù)合聚合物改性瀝青的橡膠彈性、延伸性(＞980％)和韌性等綜合性能作用的結(jié)果。其中厚度大對改性瀝青卷材優(yōu)異抗裂性能起著重要作用。防水層越厚，利于延伸區(qū)擴展，越有利于抵抗裂縫出現(xiàn)。這就是有些高分子材料雖然延伸率很大，但厚度僅有1mm，裂縫出現(xiàn)時防水層參與延伸的寬度少。據(jù)有關(guān)資料介紹，1.2mm三元乙丙卷材最大承受裂縫寬4.4mm、1.2mm氯化聚乙烯最大承受裂縫寬2.0mm、1.2mm氯化聚乙烯603(玻璃布加筋的氯化聚乙烯)最大承受裂縫寬0.05mm，2mm的PVC最大承受裂縫寬3.7mm，SBS/APP改性瀝青卷材厚度4mm最大承受裂縫寬6.9mm。
3.優(yōu)異的粘結(jié)性。①這首先取決于石油瀝青的化學(xué)組成中含有70％左右的樹脂和膠質(zhì)，這兩種成分都具粘結(jié)性能，自古以來就是一種常用的粘結(jié)材料。經(jīng)過改性的瀝青中又注入了SBS橡膠和APAO等樹脂，都是生產(chǎn)粘結(jié)材料的原材料，所以高聚物改性瀝青自身具粘結(jié)性能是無可置疑的。②從對鐵路橋防水卷材特殊配方的改性瀝青涂蓋材料和制成卷材后的粘結(jié)性能試驗也表明無論采用“8”字模的粘結(jié)試驗，還是采用粘結(jié)強度儀測試其拉拔強度，其結(jié)果均在0.7Mpa以上；③通過疲勞試驗證明鐵路橋防水卷材具有在應(yīng)力作用下防水層的粘結(jié)性能。小梁的疲勞試驗是防水層在200萬次50HZ頻率反復(fù)壓力和拉力作用下粘結(jié)層無變化。大梁的疲勞試驗是防水層在800萬次(50HZ頻率)荷載應(yīng)力作用下卷材與基層粘結(jié)仍然牢固，無起皺和開裂，包括在原裂縫處粘結(jié)的卷材。④工程實驗證明高聚物改性瀝青卷材熱熔粘貼在橋面板防水基層上，經(jīng)過使用多年防水層無脫開現(xiàn)象，表明其粘結(jié)的耐久性。
4.優(yōu)異的耐高低溫性能，塑性范圍和使用溫度區(qū)間寬，這是由于瀝青中摻入了SBS彈性體和APAO樹脂和高聚物增塑材料，即賦予瀝青橡膠的特性，又具樹脂耐高溫特性。卷材在-35℃下彎曲不裂，達(dá)到高分子卷材的柔性。在-60℃下仍會保持功能，在高溫高寒地區(qū)均可使適用，將卷材置于-20℃下低溫，成卷的卷材展開時無裂紋。
5.優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性，這一性能對保證卷材防水層在高溫和低溫反復(fù)變化時尺寸穩(wěn)定，這也是聚酯胎改性瀝青卷材比高分子卷材的優(yōu)勢，鐵路橋防水卷材在80℃下加熱24h熱處理后尺寸變化只有0.2％，而高分子卷材均在2％左右，也就是說10m長卷材防水層低溫下將收縮20cm，這是個不小的尺寸。收縮時卷材受拉應(yīng)力的作用，對接縫產(chǎn)生威脅，細(xì)部的卷材還會與基層剝離。
6.耐老化。卷材胎基為聚酯無紡布(化學(xué)纖維)，具有耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的性能，胎基的上和下兩個表面涂有厚厚的高聚物改性瀝青。瀝青和SBS橡膠、樹脂的組成決定了材料耐化學(xué)侵蝕的性能。經(jīng)在酸、堿、鹽介質(zhì)中浸漬試驗后的性能保持在90％左右，熱處理后的性能保持也在90％。數(shù)據(jù)表明卷材長期在化學(xué)介質(zhì)環(huán)境下性能仍保持。卷材的耐老化性能即耐光、熱、紫外線等氣候條件，這是高聚物改性瀝青配方中高聚物足夠的摻量和先進(jìn)的改性瀝青制備系統(tǒng)決定的。研究和生產(chǎn)試驗證明瀝青中SBS摻量在12％時，SBS顆粒經(jīng)過在熱瀝青中溶脹后經(jīng)高剪切力膠體磨研磨，SBS變成微小顆粒均勻分散在瀝青中，輔助的APAO等改性劑也同時溶化混合其中，此時改性瀝青中SBS等高聚物材料呈連續(xù)的并形成交叉網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，瀝青被高聚物材料包裹，所以改性瀝青完全具有SBS等高聚物改性劑材料的耐老化特性。
7.本發(fā)明的改性瀝青具有高強度和硬度，中間夾有長纖聚酯無紡布，同時具有最小3.5mm的厚度，賦予卷材耐硌傷、抗刺穿、抗沖擊能力強等特點，能夠承受施工過程中車輛通行、輾壓及道碴的刺穿。
8.經(jīng)過疲勞試驗的考核，防水卷材具有超乎尋常的耐疲勞性。該性能的形成條件①T032型長纖聚酯無紡布，克重270g/m2，高拉伸強度(大于850N/50mm)，并具柔韌性、延伸性、自身的耐疲勞性(國外資料介紹反復(fù)彎曲60000次纖維不斷裂)。高強度、高延伸、勁度大等橡膠特性，同時厚度大，所以耐疲勞性能試驗小梁200萬次防水層無變化，大梁的疲勞試驗2000萬次防水層安然無變化。試驗證明該卷材具有優(yōu)異的耐疲勞性能，完全能承受鐵路橋梁荷載和應(yīng)力作用。
9.良好的施工性。防水材料對于防水工程而言只是一種原材料，需要鋪設(shè)到防水基層上。對于鐵路橋梁來說，卷材防水層必須與基層和卷材與卷材永久的粘結(jié)牢固，在受任何應(yīng)力作用下不會剝離。防水卷材采用熱熔法把卷材粘于基層，在用火焰烘烤卷材底面瀝青層時，流淌的瀝青溫度在250℃左右，立即粘貼確保粘結(jié)牢固。而且自身粘結(jié)，接縫耐久、可靠、抗變形能力強10000次拉應(yīng)力循環(huán)不破裂；熱熔施工對基層條件適性強，與各種材料均能粘結(jié)。熱熔法施工對氣候適應(yīng)能力強，無論在高寒區(qū)還是在熱區(qū)一年四季均可施工。操作實踐還表明施工方便、快捷、工程化水平、質(zhì)量可靠度高。
本發(fā)明的高聚物改性瀝青防水卷材具有一系列其他材料無法比擬的綜合優(yōu)異性，而目前使用的氯化聚乙烯卷材除延伸率外的所有性能均大大劣于本發(fā)明的防水卷材。


圖1為本發(fā)明高聚物改性瀝青防水卷材的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明對防水卷材接縫變形能力檢測時的位移時間關(guān)系曲線。
圖中1胎基層2、4改性瀝青層3、5隔離層具體實施方式
以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
實施例1本實施例高聚物改性瀝青由如下組分組成510kg基質(zhì)瀝青、70kg調(diào)和油、140kgSBS、90kgAPAO、40kgIPP(聚丙烯)、150kg石粉(200目)。
基質(zhì)瀝青選秦皇島從委內(nèi)瑞拉進(jìn)口的奧利原油加工的90#瀝青，SBS選用燕山石化4402型牌號，APAO(融熔指數(shù)0.3g/10min)選用遼陽遼化奇達(dá)化工有限責(zé)任有限公司生產(chǎn)的，IPP選用燕山石化聚丙烯9020，調(diào)和油選用遼河減壓三線油(密度0.94g/ml)。
高聚物改性瀝青的制備過程如下1)先加入510kg基質(zhì)瀝青和70kg調(diào)和油，升溫至180℃；2)然后在其中加入140kg SBS；
3)升溫至185℃內(nèi)，溶脹1h，之后啟動膠體磨進(jìn)行研磨2h，直到無肉眼可見小顆粒為止；4)再加入90kg APAO及40kg IPP，控制溫度在195℃，攪拌混合2h；5)最后加入150kg石粉，高速攪拌30min；6)檢測，合格后打入儲存罐準(zhǔn)備上線生產(chǎn)。
此時，將高聚物改性瀝青制成防水卷材，包括胎基層1，胎基層1雙面粘接改性瀝青層2和4，采用丙烯酸樹脂作為粘結(jié)劑，改性瀝青層2上覆有隔離層3，改性瀝青層4上覆有隔離層5。如圖1所示。
胎基層1為T032型270g/m2的長纖聚酯無紡布，由佳斯邁威(上海)非制造布有限公司生產(chǎn)。隔離層3和5為80目細(xì)砂。
高聚物改性瀝青防水卷材在美國阿迪公司的自動化卷材生產(chǎn)線上生產(chǎn)。生產(chǎn)過程依次包括為胎基層開卷、胎基層烘干、胎基層浸漬改性瀝青、雙面涂覆改性瀝青層、覆隔離材料、牽引壓實、冷卻定型、卷材。
其中，烘干溫度控制在160℃；浸漬溫度為190℃；涂改性瀝青層溫度為195℃；冷卻溫度為30℃，生產(chǎn)線的車速為28m/min。高聚物改性瀝青防水卷材的厚度為4.0mm。
實施例2基本同實施例1，不同的是，高聚物改性瀝青由如下組分組成450kg基質(zhì)瀝青(140#瀝青)、80kg調(diào)和油、130kgSBS、70kgAPAO(融熔指數(shù)1.0g/10min)、70kg聚乙烯、200kg白云石粉(300目)。
高聚物改性瀝青的制備過程如下1)先加入450kg基質(zhì)瀝青和80kg調(diào)和油，升溫至170℃；2)然后在其中加入130kg SBS；3)升溫至180℃內(nèi)，溶脹2h，之后啟動膠體磨進(jìn)行研磨3h，直到無肉眼可見小顆粒為止；4)再加入70kg APAO及70kg聚乙烯，控制溫度在190℃，攪拌混合3h；
5)最后加入200kg白云石粉，高速攪拌50min；6)檢測，合格后打入儲存罐準(zhǔn)備上線生產(chǎn)。
由高聚物改性瀝青制成的防水卷材結(jié)構(gòu)同實施例1，包括胎基層1，胎基層1雙面粘接改性瀝青層2和4，采用丙烯酸樹脂作為粘結(jié)劑，改性瀝青層2上覆有隔離層3，改性瀝青層4上覆有隔離層5。隔離層3和5為40目細(xì)砂。
高聚物改性瀝青防水卷材的生產(chǎn)過程同實施例1，工藝參數(shù)為烘干溫度控制在170℃；浸漬溫度為195℃；涂改性瀝青層溫度為190℃；冷卻溫度為40℃，生產(chǎn)線的車速為30m/min。高聚物改性瀝青防水卷材的厚度為4.5mm。
實施例3基本同實施例1，不同的是，高聚物改性瀝青由如下組分組成550kg基質(zhì)瀝青(100#瀝青)、40kg和油、120kgSBS、90kgAPAO(融熔指數(shù)0.6g/10min)、20kg聚苯乙烯、180kg輕鈣粉(150目)。
高聚物改性瀝青的制備過程如下1)先加入550kg基質(zhì)瀝青和40kg調(diào)和油，升溫至175℃；2)然后在其中加入120kg SBS；3)升溫至185℃內(nèi)，溶脹1h，之后啟動膠體磨進(jìn)行研磨2h，直到無肉眼可見小顆粒為止；4)再加入90kg APAO及20kg聚苯乙烯，控制溫度在195℃，攪拌混合2h；5)最后加入180kg輕鈣粉，高速攪拌60min；6)檢測，合格后打入儲存罐準(zhǔn)備上線生產(chǎn)。
高聚物改性瀝青制成防水卷材，包括胎基層1，胎基層1雙面粘接改性瀝青層2和4，改性瀝青層2上覆有隔離層3，改性瀝青層4上覆有隔離層5。如圖1所示。
胎基層1為T032型300g/m2的長纖聚酯無紡布，由佳斯邁威(上海)非制造布有限公司生產(chǎn)。隔離層3和5為50目細(xì)砂。
高聚物改性瀝青防水卷材的生產(chǎn)過程同實施例1，工藝參數(shù)為烘干溫度控制在180℃；浸漬溫度為200℃；涂改性瀝青層溫度為185℃；冷卻溫度為35℃，生產(chǎn)線的車速為30m/min。高聚物改性瀝青防水卷材的厚度為3.5mm。
實驗例1本實驗例針對實施例1-3的防水卷材進(jìn)行常規(guī)物理性能測試。結(jié)果見表2。
表2常規(guī)物理性能測試結(jié)果


結(jié)論實施例1-3的防水卷材的各項物理性能均符合質(zhì)量指標(biāo)，各項性能優(yōu)異。
實驗例2本實驗例在于研究本發(fā)明的防水卷材的應(yīng)用性能和耐久性能。
為了進(jìn)一步考察本發(fā)明防水卷材及其防水材料的應(yīng)用可靠性和耐久性，進(jìn)行了應(yīng)用性能(包括粘結(jié)性能、抗裂性能)，環(huán)境穩(wěn)定性(包括抗紫外線、高低溫下的力學(xué)性能)以及受力下的抗疲勞性能等試驗。
1.抗裂性能檢測1.1測試方法為了考察防水卷材承受基層開裂的能力，本發(fā)明設(shè)計了如下抗裂性測試方法裂性試件基板制備水泥和砂按1∶3制成水泥砂漿，中間夾一層鋼絲網(wǎng)制成尺寸為200mm×100mm×10mm的鋼絲網(wǎng)水泥砂漿板三塊，在室溫下養(yǎng)護28d后備用。
在基板上的一面兩邊，涂刷瀝青系基層處理劑(又稱冷底子油)，每邊涂刷面積為200mm×30mm。待基層處理劑干燥后，將實施例1的卷材試件烘烤粘在涂刷基層處理劑的基板表面，粘貼牢固。室溫下放置24h。
將試件卷材面向上，放在抗裂性測定儀的位架上，調(diào)整底部螺桿使三角刀刃與試件底部成垂直方向接觸，然后緩緩轉(zhuǎn)動螺桿的手柄，使水泥試塊漸漸產(chǎn)生裂紋。
1.2檢測結(jié)果經(jīng)試驗表明，水泥試塊裂紋達(dá)到3～4mm，卷材仍保持完好，沒有開裂。
2.接縫變形能力檢測2.1測試方法按JGJ/T55-1996(接縫變形能力檢測)普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程制備強度等級C30的水泥混凝土試件，尺寸400×200×50mm，養(yǎng)護21天備用。清除表面浮漿，涂刷瀝青系基層處理劑(又稱冷底子油)，干燥后在試件表面采用熱熔法施工卷材，然后在標(biāo)準(zhǔn)條件下防置24h。割據(jù)混凝土基板的下面，形成凹槽，鋸痕上面的裂縫是用變形試驗機產(chǎn)生的。
試件安裝在變形試驗機上，保證試驗機的力F在試驗的防水系統(tǒng)的同一平面內(nèi)。試驗在23℃±2℃進(jìn)行。
先在60s時間內(nèi)產(chǎn)生0.5mm的裂縫，然后開始循環(huán)變化裂縫寬度，變化頻率1Hz，振幅Δw＝0.25mm，平均裂縫寬度為Wm＝0.50mm，時間與位移的關(guān)系曲線見圖2，用公式w(t)=wm+Δw2·sin[2πT(t-t0)]]]>表示。
2.2檢測結(jié)果經(jīng)過進(jìn)行10000次循環(huán)試驗，防水系統(tǒng)無破壞，表現(xiàn)出優(yōu)異的抵抗基層變形和基層震動疲勞特性。
3.與混凝土基層粘結(jié)拉拔強度檢測3.1測試方法采用SHJ-40型多功能強度試驗儀進(jìn)行拉拔試驗，檢測時通過三點反力支承對熱熔粘貼在混凝土基層上的卷材產(chǎn)生拉力，利用拔出法原理測出拔出所用的力計算出卷材與混凝土的粘結(jié)剝離強度。
3.2檢測結(jié)果采用本方法對實施例1-3的防水卷材進(jìn)行了粘結(jié)拉拔強度的測試每塊樣8個粘結(jié)拉拔測試點。試驗結(jié)果見表3。
表3拉拔粘結(jié)強度測試結(jié)果

結(jié)論①本發(fā)明的防水卷材熱熔粘貼在混凝土基層上，其粘結(jié)強度所有測試點均在0.60MPa以上②平均的粘結(jié)強度值均在0MPa72MPa以上且無明顯差異③表明本發(fā)明的防水卷材熱熔粘結(jié)的可靠性。
4.拉力和最大拉力下的斷裂伸長率在-20℃～+60℃范圍內(nèi)的檢測4.1測試方法將T032型長纖聚酯無紡布為胎基的防水卷材(以實施例1為例)，厚度3.5mm和4.5mm兩種規(guī)格的測試試件放置在-20℃、-10℃、23℃標(biāo)準(zhǔn)試驗條件、60℃四種試驗溫度下恒溫1h，并在相同溫度下進(jìn)行拉伸性能試驗。
4.2試驗結(jié)果經(jīng)檢測拉伸性能結(jié)果見表4。
表4各種溫度環(huán)境下的卷材拉力性能

由上表試驗數(shù)據(jù)表明，以T032型長纖聚酯氈為胎基，改性瀝青為改性瀝青層的防水卷材在60℃高溫下拉伸強度也在800N以上，滿足JC/T974標(biāo)準(zhǔn)SBS卷材的標(biāo)準(zhǔn)值，在-10℃下斷裂伸長率也在40％以上。滿足JC/T974標(biāo)準(zhǔn)40％的要求，即使在-20℃下斷裂伸長率也在35％以上。表明本發(fā)明的防水卷材對溫度的適應(yīng)性好。
5.人工加速老化性能檢測5.1測試方法致使有機材料的老化有化學(xué)介質(zhì)和氣候環(huán)境，本發(fā)明的防水卷材優(yōu)異的耐化學(xué)介質(zhì)和熱老化的性能在常規(guī)性能檢測中已表明，雖然防水卷材在鐵路橋梁上是鋪設(shè)在保護層下，考慮到抗老化性能是反應(yīng)材料的內(nèi)在質(zhì)量，故補充進(jìn)行了人工加速老化試驗。
按GB1824(建筑防水材料老化試驗方法)標(biāo)準(zhǔn)第4節(jié)進(jìn)行，光照1000h(累計輻射能量約2000MJ/m2)處理后，試件在標(biāo)準(zhǔn)條件下放置24h，測試其拉力、斷裂伸長率及低溫彎折性能。
5.2檢測結(jié)果經(jīng)檢測，在人工加速老化的情況下，拉力、斷裂伸長率及低溫彎折性能結(jié)果見表5。
表5卷材人工加速老化測試結(jié)果

結(jié)論本發(fā)明的高聚物改性瀝青防水卷材耐老化性能優(yōu)良。
6.防水卷材疲勞性能檢測在常規(guī)性能和以上補充性能試驗均符合要求的基礎(chǔ)上，還進(jìn)行了橋面防水卷材的疲勞試驗，鐵科院鐵道所為此專門設(shè)計制作了兩片梁，分別考核不同受力下防水卷材的疲勞壽命。
6.1鋼筋混凝土小梁梁長6m，寬0.2m，高m。在梁的上下兩個平面均熱熔粘貼防水卷材(3.5mm厚)。加載后上表面防水卷材受壓，而下表面防水卷材受拉，考察反復(fù)作用下卷材與基層粘結(jié)性或在梁產(chǎn)生裂紋時粘結(jié)面是否有變形。
試驗結(jié)果表明在振動頻率50HZ的試驗條件下，反復(fù)作用200萬次，上和下兩個面的防水卷材與基層的粘結(jié)面均無變化。
6.2混凝土剪支梁疲勞試驗在小梁疲勞性能試驗的同時，進(jìn)行混凝土大梁的疲勞試驗，試驗是把防水卷材熱熔鋪貼在已涂刷基層處理劑并干燥的連續(xù)梁基層表面，受力支點在梁中間部位。該試驗?zāi)康氖强己肆涸谑芎奢d下振動時，支點受拉部位卷材防水層是否出現(xiàn)起皺、脫開，混凝土受壓時卷材是否出現(xiàn)裂紋。
試驗結(jié)果表明，在50HZ頻率振動的反復(fù)作用2000萬次下，防水卷材及粘結(jié)層無任何變化。
6.3在混凝土剪支梁裂縫部位考核卷材防水層的疲勞性在預(yù)制梁的三個已有裂縫的部位粘貼卷材，兩個平面的縫寬均約1cm，側(cè)面裂縫2mm左右，試驗表明反復(fù)作用2000萬次，觀察裂縫部位防水層有無變化。
經(jīng)檢測表明，反復(fù)作用2000萬次，裂縫部位防水層無變化。
結(jié)論從本發(fā)明防水卷材的常規(guī)性能和補充的抗剪強度、拉拔粘結(jié)強度、老化性能以及疲勞試驗等試驗來看，本發(fā)明防水卷材具有高標(biāo)準(zhǔn)的防水功能，能承受鐵路橋高強度和動態(tài)荷載產(chǎn)生的特別高的應(yīng)力作用，在耐水性、耐高低溫性、粘結(jié)性、耐裂性、耐疲勞性等方面具有優(yōu)異的性能，可用于鐵路橋涵、公路橋面的防水工程。
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進(jìn)，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種高聚物改性瀝青，其特征在于，其由如下組分及其重量含量組成45～55％基質(zhì)瀝青、4～8％調(diào)和油、12～14％SBS、5～9％APAO、2～7％高溫改善劑和15～20％填充料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高聚物改性瀝青，其特征在于，所述基質(zhì)瀝青為90#～140#瀝青。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高聚物改性瀝青，其特征在于，所述調(diào)和油為減壓三線油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的高聚物改性瀝青，其特征在于，所述高溫改善劑為聚丙烯、聚乙烯或聚苯乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的高聚物改性瀝青，其特征在于，所述填充料為輕鈣、石粉、白云石粉或煤粉灰。
6.制備權(quán)利要求1-5任意一項所述的高聚物改性瀝青的方法，其特征在于，包括如下步驟1)按配比加入基質(zhì)瀝青和調(diào)和油，升溫至170～180℃；2)加入配方量SBS；3)升溫至180～185℃，溶脹1～2h后，采用膠體磨進(jìn)行研磨2～3h；4)加入APAO及高溫改善劑，在190～195℃下攪拌混合2～3h；5)最后加入填料，高速攪拌30～60min。
7.由權(quán)利要求1-5任意一項所述的高聚物改性瀝青制成的防水卷材，其特征在于，包括一胎基層，所述胎基層雙面粘接改性瀝青層，且所述改性瀝青層雙面覆有隔離層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防水卷材，其特征在于，所述胎基層采用聚酯無紡布，所述隔離層采用60～80目細(xì)砂。
9.制備權(quán)利要求7或8的防水卷材的方法，其特征在于，依次包括如下步驟胎基層開卷、胎基層烘干、胎基層浸漬改性瀝青、雙面涂覆改性瀝青層、覆隔離材料、牽引壓實、冷卻定型和卷材，其中，所述烘干溫度為160～180℃；浸漬溫度為190～200℃；涂改性瀝青層溫度為185～195℃；冷卻溫度為30～40℃，車速為20～28m/min。
10.權(quán)利要求7或8的防水卷材在鐵路橋涵、公路橋面防水工程中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高聚物改性瀝青，其由如下組分及其重量含量組成45－55％基質(zhì)瀝青、4－8％調(diào)和油、12－14％SBS、5－9％APAO、2－7％高溫改善劑和15－20％填充料。同時還提供高聚物改性瀝青制成的防水卷材及其在鐵路橋涵、公路橋面防水工程中的應(yīng)用。本發(fā)明防水卷材具有高標(biāo)準(zhǔn)的防水功能，能承受鐵路橋高強度和動態(tài)荷載產(chǎn)生的特別高的應(yīng)力作用，在耐水性、耐高低溫性、粘結(jié)性、耐裂性、耐疲勞性等方面具有優(yōu)異的性能，可用于鐵路橋涵、公路橋面的防水工程。
文檔編號C08L23/12GK101070434SQ20071011769
公開日2007年11月14日 申請日期2007年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月21日
發(fā)明者李衛(wèi)國, 王新, 田鳳蘭 申請人:北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司