中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望沈春林教授級高工中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

2008年8月1日，設(shè)計時速達(dá)到350km的我國第一條高速鐵路——京津城際高鐵通車運營；2009年4月1日，石太客運專線通車；2009年9月28日溫福、甬臺溫鐵路通車；……2010年7月1日，滬寧高鐵通車；2010年10月26日，滬杭高鐵通車；2010年10月26日，寧杭高鐵通車；2011年6月30日，投資規(guī)模達(dá)2200億的京滬高速鐵路正式通車……

中國高速鐵路建設(shè)開始步入快速發(fā)展的軌道。

中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

據(jù)2008年10月31日正式頒布實施的調(diào)整后的國家中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年，全國鐵路營業(yè)里程規(guī)劃目標(biāo)為12萬km以上，其中高鐵、客運專線為1.6萬km。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望“四縱”高鐵客運專線：

(1)北京—上海：全長約1318km，縱貫京津滬和冀魯皖蘇四省，連接環(huán)渤海和長江三角洲兩大經(jīng)濟(jì)區(qū)。

(2)北京—武漢—廣州—深圳：

全長2260km，連接華北、華中和華南地區(qū)。

(3)北京—沈陽—哈爾濱(大連)：

全長約1700km，連接?xùn)|北和關(guān)內(nèi)地區(qū)。

(4)杭州—寧波—福州—深圳：全長約1600km，連接長江、珠江三角洲和東南沿海地區(qū)。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望規(guī)劃建設(shè)的“四橫四縱”高速鐵路客運網(wǎng)骨架：“四橫”高鐵客運專線

(1)徐州—鄭州—蘭州：

全長約1400km，連接西北和華東地區(qū)。

(2)杭州—南昌—長沙：

全長約880km，連接華中和華東地區(qū)。

(3)青島—石家莊—太原：

全長約770km，連接華北和華東地區(qū)。

(4)南京—武漢—重慶—成都(寧漢蓉)：

全長約1600km，連接西南和華東地區(qū)。

中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望在我國鐵路建設(shè)如火如荼的同時，我國鐵路橋梁防水已走過了數(shù)十年的發(fā)展歷程。

上個世紀(jì)50—60年代，橋梁防水層材料均采用熱瀝青混合料；

70—80年代，采用兩布三涂冷作防水層；

80年代末期、90年代初，開始研制和推廣TQF－Ⅰ型防水層（一種氯化聚乙烯卷材和聚氨酯涂料復(fù)合做法）；

2005年,發(fā)布《客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件》,含蓋了L類纖維復(fù)合和N類無復(fù)合層2種氯化聚乙烯卷材與聚氨酯涂料復(fù)合的做法；中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

2007年，“技術(shù)條件”修訂，增加了SBS高聚物改性瀝青卷材。

2009年，相繼發(fā)布了《廣珠城際軌道交通工程橋面防水層

》暫行技術(shù)條件、《京滬高速鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層》暫行技術(shù)條件、《客運專線鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層》暫行技術(shù)條件，噴涂聚脲防水涂料、聚甲基丙烯酸甲酯防水涂料(PMMA)進(jìn)入高鐵防水領(lǐng)域。

由此可見，我國鐵路橋梁防水體系是隨著鐵路系統(tǒng)技術(shù)要求的提高及防水技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展的。

中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望⑴聚氨酯防水涂料建筑用聚氨酯防水涂料高速鐵路常用防水涂料：

高鐵防水用聚氨酯防水涂料高鐵粘結(jié)卷材用聚氨酯防水涂料⑵噴涂聚脲彈性體防水涂料⑷聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)防水涂料⑶環(huán)氧樹脂防水涂料(簡稱為EP防水涂料)中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望⑴聚氨酯防水涂料①建筑用聚氨酯防水涂料

單組份聚氨酯防水涂料雙組份聚氨酯防水涂料中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

1）單組份聚氨酯防水涂料

單組份聚氨酯防水涂料是在施工現(xiàn)場涂覆后經(jīng)過與水或潮氣的化學(xué)反應(yīng)或通過潛固化劑反應(yīng)固化，形成高彈性的涂膜。單組分聚氨酯防水涂料可克服雙組分施工時需現(xiàn)場調(diào)配所帶來的諸多不便，使用十分方便。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望產(chǎn)品特點：

1）現(xiàn)場即開即用，施工方便。對基面含水率要求不苛刻，可在較潮濕的基面上施工，也可在相對濕度較大的條件下施工。

2）聚氨酯涂膜拉伸強(qiáng)度高，延伸率高、彈性好、耐高、低溫性能好，對基層收縮和開裂變形的適應(yīng)性強(qiáng)。

3）一次涂刷可達(dá)1～3mm厚，涂膜密實、無針孔、無氣泡。

4）與基層粘結(jié)力強(qiáng)，無需涂刷基層處理劑。

5）涂層密實、無針孔、無氣泡，水氣滲透系數(shù)小，既可防水又可做隔氣層。

6）顏色可調(diào)，可滿足不同客戶對表面色彩的需求。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望序號項目技術(shù)指標(biāo)Ⅰ型Ⅱ型1拉伸強(qiáng)度/MPa

≥1.902.452斷裂伸長率/%≥5504503撕裂強(qiáng)度/(N/mm)≥12144低溫彎折性/℃≤-405不透水性0.3MPa

，30min不透水6固體含量/%≥807表干時間/h≤128實干時間/h≤249加熱伸縮率/%伸長≤1.0收縮≤-4.010潮濕基面粘結(jié)強(qiáng)度/aMPa

≥0.50a僅用于地下工程潮濕基面時要求，單組份聚氨酯防水涂料物理力學(xué)性能：中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

單組分聚氨酯防水涂料可以廣泛應(yīng)用于：屋頂（水泥基、磚基、金屬基、石基）、廚房、衛(wèi)生間、地下室、水池、游泳池、水處理池、飼養(yǎng)池、橋梁、公路、涵洞防水、大型糧庫、水下過程等防水工程。產(chǎn)品被列入建設(shè)部2007年659號公告推薦產(chǎn)品。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

2）雙組份聚氨酯防水涂料雙組分聚氨酯防水涂料是由A組份主劑（預(yù)聚體）和B組份固化劑組成。市場習(xí)慣稱呼焦油聚氨酯防水涂料（851涂料）非焦油聚氨酯防水涂料（991涂料）濕固化聚氨酯防水涂料（911涂料）單組分聚氨酯防水涂料（951涂料）中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

現(xiàn)在國家提倡使用純聚氨酯防水涂料和非焦油聚氨酯防水涂料，強(qiáng)制淘汰焦油聚氨酯防水涂料。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望產(chǎn)品特點：

1）完整的彈性防水層，提高了建筑工程的防水抗?jié)B能力，這是卷材防水無法達(dá)到的，尤其是涂膜具有較高的強(qiáng)度和延伸性，對基層開裂或伸縮的適應(yīng)性強(qiáng)。

2）和基層粘結(jié)牢固，涂膜防水材料和混凝土、木材、金屬、陶瓷、石棉瓦等有極強(qiáng)的粘結(jié)力。

3）施工簡便，維修容易，聚氨酯涂膜是一種冷施工的防水涂料，施工時僅需將甲、乙組份按比例混合均勻，刷涂在防水基層上即可；

4）環(huán)保型產(chǎn)品、產(chǎn)品氣味小，減輕了對人和環(huán)境影響和損害，是一種理想的焦油聚氨酯替代產(chǎn)品。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望雙組份聚氨酯防水涂料物理力學(xué)性能：序號項目技術(shù)指標(biāo)Ⅰ型Ⅱ型1拉伸強(qiáng)度/MPa

≥1.902.452斷裂伸長率/%≥4504503撕裂強(qiáng)度/(N/mm)≥12144低溫彎折性/℃≤-355不透水性0.3MPa

，30min不透水6固體含量/%≥927表干時間/h≤88實干時間/h≤249加熱伸縮率/%伸長≤1.0收縮≤-4.010潮濕基面粘結(jié)強(qiáng)度/aMPa

≥0.50a僅用于地下工程潮濕基面時要求，中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

3）高鐵專用聚氨酯防水涂料

高鐵專用高強(qiáng)度聚氨酯防水涂料屬于雙組分化學(xué)反應(yīng)型防水材料,A組份是帶有是由聚醚和異氰酸酯縮聚得到的異氰酸酯封端的預(yù)聚物,B組份是由增強(qiáng)劑、增塑劑、液體填料、固化劑、催化劑等含有-OH和-NH2基團(tuán)的棕色稠狀液。使用時，將A組份和B組份按一定比例均勻混合后，涂抹在混凝土防水基面上，經(jīng)數(shù)小時后，固結(jié)成既富有彈性、堅韌又有耐久性的整體涂膜防水層。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望2007年4月5日，鐵道部科學(xué)技術(shù)司對“客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件”（科技基函[2005]101號）進(jìn)行修訂，在技術(shù)條件中增加了高聚物防水材料的各項要求，發(fā)布了《客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件》（修訂版）。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望產(chǎn)品特點：

1）該產(chǎn)品屬于雙組分化學(xué)反應(yīng)固化型防水材料，屬于環(huán)保型產(chǎn)品。產(chǎn)品固化后形成無接縫、完整的彈性防水層,提高了建筑工程的防水抗?jié)B能力；

2）涂膜層具有橡膠的特性，延伸性大，富有彈性，耐熱老化、水密性高；

3）施工簡單冷作業(yè)施工,氣味小、無毒害、常溫固化；

4）適用范圍廣,可用于多種工程,特別是形狀復(fù)雜的異型部位施工；

5）維修容易、耐老化、防腐蝕及耐候性優(yōu)異等待點。

中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

該技術(shù)條件是根據(jù)運行速度250～

350km/h客運專線對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的要求，橋梁構(gòu)造特點，對應(yīng)用在高速客運專線上的聚氨酯防水涂料提出了更高的要求，其中用于粘結(jié)卷材的聚氨酯防水涂料強(qiáng)度要求≥3.5MPa，直接用于防水層的聚氨酯防水涂料要求強(qiáng)度≥6.0MPa，斷裂延伸率≥450%，固含量98%，設(shè)計厚度2mm。該技術(shù)條件是根據(jù)運行速度250～350km/h客運專線對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的要求，橋梁構(gòu)造特點，對應(yīng)用在高速客運專線上的聚氨酯防水涂料提出了更高的要求，其中用于粘結(jié)卷材的聚氨酯防水涂料強(qiáng)度要求≥3.5MPa，直接用于防水層的聚氨酯防水涂料要求強(qiáng)度≥6.0MPa，斷裂延伸率≥450%，固含量98%，設(shè)計厚度2mm。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望直接作防水層用高強(qiáng)度聚氨酯防水涂料物理力學(xué)性能：序號項目指標(biāo)1拉伸強(qiáng)度/MPa

≥6.02斷裂伸長率/%（無處理）≥4503低溫彎折性（無處理）

≤-35℃無裂紋4不透水性/(0.4MPa，2h)不透水5加熱伸縮率/%≥

-4.0,≤1.06耐堿性，飽和Ca(OH)2溶液，500h無開裂、無起皮剝落7固體含量/%≥988表干時間/min≤

49實干時間/min≤2410潮濕基面粘結(jié)強(qiáng)度/MPa

≥

0.611與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度/(N/mm)≥2,512撕裂強(qiáng)度/(N/mm)≥

35.013與混凝土剝離強(qiáng)度/(N/mm)≥3,5中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望用作粘結(jié)防水卷材用高強(qiáng)度聚氨酯防水涂料物理力學(xué)性能：序號項目指標(biāo)1拉伸強(qiáng)度/MPa

≥3.52斷裂伸長率/%（無處理）≥4503低溫彎折性（無處理）

≤-35℃無裂紋4不透水性/(0.4MPa，2h)不透水5加熱伸縮率/%≥

-4.0,≤1.06耐堿性，飽和Ca(OH)2溶液，500h無開裂、無起皮剝落7固體含量/%≥988表干時間/min≤

49實干時間/min≤2410潮濕基面粘結(jié)強(qiáng)度/MPa

≥

0.611與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度/(N/mm)≥2,512撕裂強(qiáng)度/(N/mm)≥

25.013與混凝土剝離強(qiáng)度/(N/mm)≥2,5中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望⑵噴涂聚脲防水涂料spraypolyureawaterproofingcoating以異氰酸酯類化合物為甲組分、胺類化合物為乙組分，采用噴涂施工工藝使兩組分混合、反應(yīng)生成的彈性體防水涂料。

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二十世紀(jì)九十年代初，美國和德國研究開發(fā)了噴涂聚脲彈性體技術(shù)，并于1991年在北美地區(qū)投入商業(yè)應(yīng)用。我國于1995年由海洋化工研究院開展聚脲的前期研究，于1998年開發(fā)成功,1999年實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

目前國內(nèi)已有幾十家單位生產(chǎn)或代理銷售聚脲防水涂料產(chǎn)品。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

2006年國家批準(zhǔn)了化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《噴涂聚脲防護(hù)材料》HG/T3831-2006。2007年11月7日國家標(biāo)準(zhǔn)委下達(dá)了制定國標(biāo)的計劃，標(biāo)準(zhǔn)名稱《噴涂聚脲防水涂料》。

由蘇州非金屬礦工業(yè)設(shè)計研究院、建材工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心負(fù)責(zé)聯(lián)合有關(guān)單位起草了《噴涂聚脲防水涂料》國家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)于2009年3月28日發(fā)布，2010年1月1日實施。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望分類：按組成

按物理力學(xué)性能噴涂（純）聚脲防水涂料（JNC）噴涂聚氨酯（脲）防水涂料（JNJ）Ⅰ型Ⅱ型噴涂聚脲防水涂料物理力學(xué)性能：序號項目技術(shù)指標(biāo)Ⅰ型Ⅱ型1固體含量/%≥

96982凝膠時間/s≤453表干時間/s≤1204拉伸強(qiáng)度/MPa

≥10.016.05斷裂伸長率/%≥3004506撕裂強(qiáng)度/(N/mm)≥40507低溫彎折性/℃≤-35-408不透水性0.4MPa

，2h不透水9加熱伸縮率/%伸長≤1.0收縮≤1.010粘結(jié)強(qiáng)度/MPa

≥2.02.511吸水率/%≥中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

有害物質(zhì)含量：

有害物質(zhì)含量應(yīng)滿足JC1066-2008中反應(yīng)型防水涂料A型產(chǎn)品的要求。VOC≤50g/L中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望京津城際、京滬高鐵采用噴涂聚脲防水涂料作為橋面防水層，由于工期緊、底涂粘結(jié)強(qiáng)度過低、冬季施工不當(dāng)，施工隊伍水平參差不齊，個別標(biāo)段出現(xiàn)局部防水失效，但大部分標(biāo)段材料及施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望總的來說,聚脲作為一種新型防水材料,由于其優(yōu)良耐久性、耐老化、耐低溫性以及良好的力學(xué)性能，隨著聚脲材料及施工技術(shù)的發(fā)展，將廣泛應(yīng)用于高鐵、地鐵、混凝土防護(hù)、鐵路機(jī)車客車貨車防腐，也由于聚脲防水涂料在高鐵上的成功應(yīng)用，將會更多的用于水利水電、化工防腐、汽車等領(lǐng)域。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望⑶環(huán)氧樹脂防水涂料(簡稱為EP防水涂料)是十年來發(fā)展起來的新型高檔防水涂料。它是以雙酚A環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑、改性劑為主要成分與改性胺類固化劑反應(yīng)，生成具有三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固結(jié)體、耐老化、耐凍融、耐腐蝕性能、無毒、無污染,符合環(huán)保要求,已廣泛用于水電大壩、交通、建筑幾個行業(yè)和文物保護(hù)方面、特別是橋梁、地鐵、隧道、大壩和房屋，其用量每年以兩位數(shù)增長。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望國外環(huán)氧樹脂用作防水涂料，始于上世紀(jì)六十年代初，繼美國之后，歐洲、前蘇聯(lián)、日本、韓國、新加坡、香港等亦在防水工程中使用。國內(nèi)七十年代首先在水電大壩的防水工程中使用，效果很好，逐步在其他行業(yè)使用。八十年代水電部組織專家去美國考察，發(fā)現(xiàn)洛杉磯碼頭混凝土樁的環(huán)氧防水涂料使用18年未見老化跡象，對環(huán)氧樹脂的耐久性給予了充分肯定。在九十年代，香港地鐵大量應(yīng)用環(huán)氧樹脂防水涂料。2006年，歐洲將法國橋梁工程使用環(huán)氧防水涂料的標(biāo)準(zhǔn)確定為2009年歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN14695。中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望國內(nèi)中科院廣州化學(xué)所七十年代首先開始滲透型環(huán)氧防水、補(bǔ)強(qiáng)材料的研究，中國水利水電科學(xué)院、長江科學(xué)院、武漢大學(xué)等十幾家科研單位相繼投入該項目的研發(fā)并應(yīng)用于工程；中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望

《環(huán)氧樹脂防水涂料》標(biāo)準(zhǔn)-----制定中根據(jù)中華人民共和國工業(yè)和信息化部文件以工信廳科(2010)74號文由蘇州非金屬礦工業(yè)設(shè)計研究院、建筑材料工業(yè)技術(shù)監(jiān)督研究中心、廣州科化防水補(bǔ)強(qiáng)有限公司、株洲飛鹿涂料有限責(zé)任公司等組織有關(guān)科研所、生產(chǎn)企業(yè)與質(zhì)檢機(jī)構(gòu)單位承擔(dān)《環(huán)氧樹脂防水涂料》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)責(zé)起草工作。

序號項目技術(shù)指標(biāo)試驗方法1外觀質(zhì)量均勻液體，無凝膠、結(jié)塊目測2表干時間（h）≤4GB/T167773實干時間（h）≤24GB/T167774抗?jié)B壓力/MPa≥25粘度，MPa.s≤30GB/T13354-19926粘結(jié)強(qiáng)度MPa干燥基面/7d≥4GB/T16777潮濕基面/7d≥4浸水處理≥4熱處理≥4中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望環(huán)氧樹脂防水涂料物理力學(xué)性能中國高鐵防水涂料現(xiàn)狀及展望⑷聚甲基丙烯酸甲酯防水涂料（PMMA）產(chǎn)