高速铁路桥梁用聚氨酯防水体系的研究

摘要

高速铁路是现代化科学技术成就的总体表现，是铁路进入现代化的重要标志，且已经成为了许多国家客运发展的共同趋势。高速铁路桥梁大多采用的是钢筋混凝土结构，在使用过程中，受到以下外界因素的影响，例如车辆高频冲击震动、温度和气候变化引起膨胀收缩等，使得钢筋混凝土桥梁表面产生许多裂纹，随着外界水分和二氧化碳的侵入，将引起混凝土强度下降、钢筋锈蚀、混凝土断裂等严重问题，影响桥梁的使用寿命，威胁运行安全，增加运营维护成本。虽然在设计和施工上采用了多种混凝土防护措施，但不能从根本解决问题。从工程实践看，桥面上喷上一层防水涂料，是解决上述问题的可行办法。
　　 按照中国《综合交通网中长期发展规划》的要求，已经规划了“四横四纵”等客运专线以及人口稠密和经济发达地区的城际客运系统，预计到2020年会有1.6万公里的高速客运专线建成投产。并且防水层的面积可达到1亿多平方米，这就会给防水行业带来了巨大市场。
　　 按设计要求，中国高速铁路桥梁具有以下要求：列车运行速度250 km/h～300 km/h，使用寿命100年。在高速铁路桥梁中，防水层处于特殊的位置，对新的防水层材料提出了更高的要求，表现为材料强度高、伸长大、耐老化、耐酸碱、耐日晒和耐撕裂等性能指标。现有国家标准的防水材料不能满足设计要求，研究高性能的专用防水涂料已成为铁路建设迫切解决的问题。
　　 铁路桥梁防水是一个系统防水工程，不仅关系到不同部位和不同产品，而且与桥面施工的相关工序和相关部件有关。涉及到的防水产品有桥面防水涂料层、梁端伸缩缝、排水坡落水口等构件；相关工序有桥面六面坡层、滑动层、轨道板、扣件总成等。桥梁防水存在的主要问题是：
　　 ①防水层与混凝土基层浸润性差，与混凝土脱层严重；
　　 ②防水层强度低，在后续工序碾压下破坏损害；
　　 ③运营中，梁端伸缩缝脱落达严重。
　　 为了解决以上问题，本课题研制出了高铁桥梁用的防水体系系列产品，包括高性能聚氨酯防水材料、低模量高伸长聚氨酯伸缩缝和混凝土界面处理剂，分别用于桥面、梁端和混凝土表面。应用粘弹性理论，论文设计了全新的聚氨酯弹性分子结构，研究了原材料、合成工艺对材料性能的影响，制备了二中种聚氨酯新材料，形成了三种新防水产品，达到了铁道部相关产品技术规范的要求，通过了中试和现场使用评价，取得了良好的效果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2课题来源

1.3研究现状

1.3.1混凝土桥面防水

1.3.2混凝土桥面防水材料

1.3.3桥梁伸缩缝

1.3.4混凝土桥梁用底涂

1.4聚氨酯材料的反应机理

1.5聚氨酯防水材料的工作机理

1.5.1材料的浸润理论

1.5.2粘结理论

1.6本论文的研究目的、意义及主要内容

1.6.1研究目的和意义

1.6.2主要内容

第二章 高强度聚氨酯防水涂料的研究

2.1前言

2.2实验部分

2.2.1实验原料

2.2.2实验设备

2.2.3高强度聚氨酯防水涂料的制备

2.2.4分析测试

2.3结果与讨论

2.3.1 NCO指数(nNCO/nOH)的影响

2.3.2扩链剂BH209加入量影响

2.3.3扩链剂比例(BH206／B14209)的影响

2.3.4填料加入工艺的影响

2.4小结

第三章 高速铁路用低模量聚氨酯伸缩缝的研究

3.1前言

3.2实验部分

3.2.1实验原料

3.2.2实验仪器

3.2.3实验步骤

3.2.4分析测试

3.3结果与讨论

3.3.1 NCO指数的影响(nNCO/nOH)

3.3.2硬段含量的影响

3.3.3扩链剂的选择对性能的影响

3.4小结

第四章 混凝土基层处理剂

4.1前言

4.2实验部分

4.2.1实验原料

4.2.2实验仪器

4.2.3实验步骤

4.2.4分析测试

4.3结果与讨论

4.3.1初始NCO／OH比值的影响

4.3.2总体NCO／OH比值的影响

4.3.3 -COOH基团含量的影响

4.3.4干湿界面的粘结强度

4.4小结

结论

参考文献

致谢

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