高性能密封材料在橋梁領域的應用

高性能密封材料在橋梁領域的應用匯報人：袁培峰（副總工程師）四川·成都目錄Contens既有橋梁腐蝕現(xiàn)狀三高性能密封材料在橋梁領域的應用二一特色產(chǎn)品介紹公司簡介四既有橋梁腐蝕現(xiàn)狀一1、突出問題——主纜病害

英國forth公路橋：1965年建成通車，主跨1006m懸索橋。由于主纜銹蝕嚴重，計劃2014年停止使用。1、突出問題——錨固系統(tǒng)病害

國內(nèi)某大橋：滲水處于散索錨固處，下滲雨水滴在鋼絲束上。錨室濕度、溫度和露天環(huán)境基本一致；主纜下錨頭聯(lián)接器表面銹蝕，且表面有積水。錨室地錨嚴重銹蝕錨室索股銹蝕1、突出問題——索夾病害1、突出問題

——拉吊索失效

武夷山公館大橋：2011年7月14日，福建武夷山公館大橋垮塌，造成1人死亡、22人受傷。經(jīng)過核查，該橋垮塌時，拱橋吊索失效，部分吊索鋼絲從錨頭中拔出、部分吊索斷裂。1、突出問題—斜拉索腐蝕失效

委內(nèi)瑞拉的Maracibo橋：建于1960年，1979年2月，一根拉索突然疲勞斷裂，造成橋體局部坍塌，直接經(jīng)濟損失達5000萬美元。

1、突出問題

——斜拉索腐蝕某斜拉橋典型病害1、突出問題—螺栓病害高性能密封材料在橋梁領域的應用二1、懸索橋主纜防腐密封2、索導管、預埋管防腐密封3、鋼結構防腐密封

橋梁鋼結構的防腐密封（用膠部位）4、鋼-混橋梁加固1、主纜鋼絲Φ5mm的高強鋼絲（抗拉強度1670MPa，1860MPa)2、單股鋼絲數(shù)有：61、91、127、169、217等1、懸索橋主纜防腐密封序號防護涂裝部位涂裝材料涂裝厚度,μm1纏絲區(qū)非硫化型阻蝕密封（MF2000B防腐密封膠）2000~3500硫化型橡膠密封（MF860F聚硫防腐密封膠）1500~25002非纏絲區(qū)硫化型橡膠密封（MF860F聚硫防腐密封膠）3500~60001.1按照《懸索橋主纜系統(tǒng)防腐涂裝技術條件》JT/T694-2007要求，主纜纏絲區(qū)與非纏絲區(qū)用膠統(tǒng)計如下表：聚硫防腐密封膠不干性防腐膏主纜纏絲段涂層配套體系示意圖

結構縫內(nèi)非硫化防腐密封膠（MF2000M防腐密封膠）；結構縫外硫化型密封膠（MF860F聚硫防腐密封膠），以填滿縫隙為準。MF860F、MF2000M1.2索夾直縫與環(huán)縫防腐密封工程案例-主纜防腐序號工程名稱序號工程名稱1馬鞍山長江大橋14上海金高路橋2武漢古田橋15鄭州潮河大橋3星海灣跨海大橋16撫順天湖大橋4云南龍江大橋17環(huán)千島湖綠道騎行懸索橋5桃花峪黃河大橋18云南金沙江葫蘆口大橋6南京小龍灣大橋19蚌埠市澮河二橋7福州市螺州大橋20蚌埠市大慶路淮河公路橋8鄂爾多斯東勝景觀大橋21怒江懸索橋9陜西漢中西二環(huán)大橋22虎門二橋10濟南濟寧八里廟大橋23成都云龍灣大橋11大連莊河大橋24楊泗港長江大橋（氣夾）12安徽裕溪河大橋25重慶郭家沱長江大橋13移民大橋…………………2、索導管防腐密封推介方案：彈性密封防腐專利技術：ZL201212233244.5方案優(yōu)越性1、預埋管兩端采用固化型、高性能、老化性優(yōu)異的聚硫彈性防腐密封膠進行防腐密封，能長期保證索體在苛刻環(huán)境條件下免受腐蝕；2、預埋管內(nèi)灌注永久不干性、老化性優(yōu)異的防腐密封膠，具有自吸式阻蝕密封性能，與索體混為一體，對預埋管內(nèi)殘留的水分具有吸收作用。

“封閉、穩(wěn)定”的防腐系統(tǒng)使索體永久處于干燥環(huán)境，進而保證索體具有優(yōu)異的耐久性和更長的使用壽命。2.1自錨式懸索橋錨室索導管防腐密封

（鼓山大橋、陽明灘大橋、南京小龍灣大橋）

MF860F、MF860L、MF2000G2.2懸索橋吊桿錨頭防腐密封

（小龍灣大橋、桃花裕大橋）MF860F、MF860L、MF2000G、MF2000H2.3斜拉索索導管的防腐密封

（濟南零點大橋、濟南黃河大橋）MF860F、MF860L、MF2000G、MF2000HFAST工程（MF860F）工程案例-錨室、索導管序號工程名稱序號工程名稱1武漢古田大橋12濟廣高速零點立交斜拉橋2南京小龍灣大橋13山東黃河大橋3四川哪吒大橋14青島丹山特大橋4哈爾濱陽明灘大橋15廣東江順大橋5大連北大橋16廣州環(huán)城高速丫髻沙大橋6貴港同濟大橋17遼寧港汕大橋7蚌埠市淮河公路橋18株洲水云橋(53T)8吉林霧凇大橋19重慶萬州三橋(30T)9四川樂山犍為岷江大橋20嘉魚長江大橋10寶雞渭河大橋21移民大橋11鄭萬鐵路橋…………………3.1U肋連接縫及連接板四周環(huán)縫密封

（港珠澳大橋）MF860F3、鋼結構防腐密封U肋連接板的防腐密封acbda、過焊孔的防腐密封b、連接板周邊環(huán)縫防腐密封c、連接縫的防腐密封d、手孔周邊的防腐密封MF860F聚硫防腐密封膠3.2高強螺栓外露部分防腐密封MF860F3.3防撞護欄底座與螺栓防腐密封

（寧波象山港大橋、嘉紹大橋）MF860F、MF2000B3.4鋼混結構主塔內(nèi)部螺桿防腐密封

（武漢鸚鵡洲長江大橋）MF860F聚硫防腐密封膠3.5懸索橋錨桿防腐密封

MF521表面清理涂刷底漆施工流程

涂抹密封膠整體外觀典型工程案例序號工程名稱橋型跨度備注1重慶寸灘長江大橋懸索橋880米2馬普托大橋(莫桑比克)400米3武漢楊泗港長江大橋1700米4南京仙新路過江通道1760米4、橋梁加固中的應用4.1橋梁擴截面、梁底植筋加固MF8714.2橋墩、梁體裂縫修補加固MF872橋梁粘鋼、灌加固4.3橋墩、梁底碳纖維加固MF8734.4梁底、梁柱粘鋼加固MF874、MF875特色產(chǎn)品介紹三1、聚硫防腐密封膠均為雙組分體系，主要用于金屬結構的密封防腐。40表面涂裝密封防腐MF860F膏狀、粘接強度高、變位能力弱MF521膏狀、低模量、大伸長、變位能力大灌注型密封防腐MF860L灌注型、低模量、大伸長、變位能力大MF860F聚硫防腐密封膠產(chǎn)品特點：與鍍鋅鋼、碳鋼、混凝土等粘接強度高，具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐油、耐介質(zhì)、耐老化性能。應用部位：適用于橋梁主纜、U肋、吊索錨頭、高強螺栓、索導管等部位的密封防腐防護。依據(jù)標準：JT/T694《懸索橋主纜系統(tǒng)防腐涂裝技術要求》

MF860L灌注型聚硫防腐密封膠產(chǎn)品特點：自流平型（流動型）、低模量、大伸長，與混凝土、金屬等粘接，具有優(yōu)異的密封、耐油、耐腐蝕、耐老化性能。應用部位：適用于橋梁錨固系統(tǒng)、索導管等部位的灌注型防腐密封。依據(jù)標準：JC/T976《道橋嵌縫用密封膠》MF521錨桿防護專用密封膠產(chǎn)品特點：非下垂型（膏狀）低模量、高伸長率，彈性好，與金屬、混凝土等基材粘接，具有優(yōu)異的密封、耐油、耐腐蝕性。應用部位：適用于錨桿表面等大變位部位的防腐涂裝。依據(jù)標準：JC/T976《道橋嵌縫用密封膠》及懸索橋錨桿防腐用密封材料設計要求。包裝規(guī)格（均為中桶包裝）kg/組A組分，kgB組分，kgMF860L灌注型聚硫防腐密封膠30273MF521錨桿防護專用密封膠30273MF860F聚硫防腐密封膠30273聚硫防腐產(chǎn)品包裝規(guī)格聚硫防腐產(chǎn)品性能優(yōu)勢

目前，市場上的用于橋梁金屬表面防腐的彈性密封材料主要聚硫類、硅改性聚醚類。兩者材料體系不同，防腐效果差異明顯。。

MF860F聚硫防腐密封膠聚硫類競品硅改性聚醚類競品國內(nèi)1#國內(nèi)2#國內(nèi)3#國內(nèi)4#MF521錨桿防護專用密封膠/硅改性聚醚類競品MF860F聚硫防腐密封膠與市場防腐產(chǎn)品對比數(shù)據(jù)材料編號MF860F國內(nèi)1#國內(nèi)2#國內(nèi)3#國內(nèi)4#材料類別聚硫類聚硫類聚硫類硅改性聚醚硅改性聚醚水蒸氣透過率，g/m2·d6.366.306.4815.1021.55硅改性聚醚密封材料的水汽透過率是聚硫密封材料的（2.4～3.4）倍，材料本體密封性差；聚硫密封材料本體密封防腐性能突出。依據(jù)JC/T694《懸索橋主纜系統(tǒng)防腐涂裝技術條件》標準測試如下：材料編號測試項目JC/T694標準要求MF860F（聚硫）國內(nèi)1#（聚硫）國內(nèi)2#（聚硫）國內(nèi)3#（硅改性聚醚）國內(nèi)4#（硅改性聚醚）23℃*7d拉伸強度，MPa≥2.503.162.312.512.542.71伸長率，%≥250507291392487350剝離強度，kN/m≥4.015.70.2(全脫)10.314.314.56120℃*7d拉伸強度，MPa≥2.003.333.002.54粉化1.80伸長率，%≥150434208595244剝離強度，kN/m/14.537.8011.2010.77國內(nèi)3#（硅改性聚醚）經(jīng)120℃*7d后膠體粉化啞鈴試樣120℃*5d啞鈴試樣120℃*7d剝離試樣120℃*5d耐腐蝕試驗：3%氯化鈉鹽溶液60℃*20d，要求密封膠覆蓋下的金屬不腐蝕，密封膠不變質(zhì)經(jīng)3%氯化鈉鹽溶液60℃*20d后：

MF860F膠體彈性良好，基材無腐蝕；

國內(nèi)1#膠變硬，脫粘，出現(xiàn)銹點；

國內(nèi)2#膠變硬，部分脫粘，出現(xiàn)銹點；

國內(nèi)3#、4#部分脫粘，出現(xiàn)銹點；MF860F與市場競品相比，本體防腐密封效果優(yōu)勢明顯。長期自然暴曬試驗——驗證MF860F聚硫防腐密封膠在應用工況下的耐久性啞鈴試樣——驗證MF860F材料的耐老化性；工型試樣——驗證MF860與鍍鋅鋼經(jīng)過老化后的粘結穩(wěn)定性。“T”型剝離試樣——驗證MF860與鍍鋅鋼經(jīng)過老化后的粘結穩(wěn)定性。長期自然暴曬試驗硅改性聚醚暴曬1年MF860F暴曬6年膠體彈性、粘結良好粉化，彈性喪失自然暴曬試驗

MF860F長期自然暴曬數(shù)據(jù)（啞鈴及“T”型剝離試樣）材料編號測試項目JC/T694標準要求初始性能暴曬7個月暴曬1年7個月暴曬3年暴曬6年拉伸強度，MPa≥2.50（初始）2.64////≥2.00（老化）/2.572.552.502.46伸長率，%≥250（初始）360////≥150（老化）/359332302277剝離強度，kN/m≥4.013.2（100%內(nèi)聚）11.9（100%內(nèi)聚）11.1（95%內(nèi)聚）10.3（96%內(nèi)聚）10.4（98%內(nèi)聚）MF860F自然暴曬6年后，拉伸強度保持率為93%，伸長率保持率為77%，剝離強度保持率為79%，且與基材粘結穩(wěn)定——MF860F暴曬6年后，其防腐密封性能完好，適用于橋梁防腐長期暴曬部位的長期防腐防水密封。MF860F長期自然暴曬數(shù)據(jù)（工型試樣）暴曬時間測試項目初始性能7個月19個月36個月72個月拉伸強度，MPa1.521.471.311.241.06伸長率，%107981019098備注非標準要求測試項，為放大暴曬面積，充分考察暴曬老化衰減性制備

將MF860F試樣暴曬面積增大6倍，自然暴曬72個月后，拉伸強度保持率為70%，伸長率保持率為91%，與鍍鋅鋼粘結穩(wěn)定，彈性保持良好——MF860F暴曬72個月后，防腐密封性能完好。a、極佳的密封性能：

聚硫密封膠的水汽透過率為固化型密封膠里最小，具有良好的密封性能；b、良好的高彈性：

通過配方優(yōu)化、調(diào)整，固化后，其斷裂伸長率可達到400%以上，完全可以滿足橋梁震動引起的變形。c、優(yōu)異的耐老化性：

通過進行高溫（120℃）、鹽霧、酸霧、水-紫外、紫外、高溫高濕、低溫等試驗，產(chǎn)品性能變化不大，具有優(yōu)異的耐老化性能，產(chǎn)品通過了國標以及歐標等標準的各項老化測試。聚硫密封膠的產(chǎn)品優(yōu)勢

該系列產(chǎn)品是以聚異丁烯為主體材料，并添加阻蝕劑、吸水劑、偶聯(lián)劑和填充劑等配制而成。具有以下特點：

a、極佳的密封性能：

聚異丁烯在所有合成橡膠中的透氣率最低，另外整個分子鏈非常柔順，耐寒性能優(yōu)異。2、不干性防腐密封膠（MF2000B、MF2000G、MF2000H、MF2000M）b、優(yōu)良的阻蝕性：

配方中加入阻蝕劑，使外界進入的少許水分在產(chǎn)品表面與阻蝕劑形成鈍化液，進而阻止水分進一步侵入從而起到阻蝕作用；

c、極強的吸水性能：加入高效吸水劑使產(chǎn)品對所處環(huán)境內(nèi)水分進行有效吸附，從而保證環(huán)境相對干燥。其吸水能力不小于10g/kg。MF2000系列產(chǎn)品性能指標序號項目技術指標MF2000BMF2000G1密度,g/cm31.30～1.402不揮發(fā)份含量，%≥85953錐入度,1/10mm，25℃260~340—4粘度，Pa·s，25℃—30~505抗下垂性,

≤1mm—6耐溫性-40℃彎曲180°不開裂90℃不流淌、不結皮7粘附率，%908吸水能力，g/Kg,≥109耐腐蝕性鹽霧性試驗7d后密封膠包覆的表面無腐蝕缺陷高溫高濕試驗15d后密封膠包覆的表面無腐蝕缺陷MF2000系列產(chǎn)品性能指標序號項目指標

MF2000H

MF2000M1密度，g/cm3

1.25～1.352錐入度，1/10mm

40～1003剪切強度，kPa

≥204剝離強度，N/m---≥4005水蒸汽透過率，g/m2·d≤1.16熱老化試驗熱失重，%≤0.5外觀無龜裂、粉化、失粘現(xiàn)象7耐溫性高溫烘焙，100℃不流淌、不脆裂、表面不結皮、不鼓泡

低溫柔性a，

-40℃不斷裂8耐腐蝕性鹽霧性試驗密封膠包覆的表面無腐蝕缺陷高溫高濕試驗9耐水性表面不開裂、不粉化，與基材不失去黏附力a

低溫柔性試驗溫度也可按用戶要求低于-40℃植筋加固概念用高強度的植筋膠，使鋼筋、螺桿等與混凝土產(chǎn)生握固力，從而達到預留效果。施工后產(chǎn)生高負荷承載力，不易產(chǎn)生移位，拔出等。3.1MF871環(huán)氧植筋膠用途混凝土構件中鋼筋和螺栓種植、建筑結構補強及框架植筋。環(huán)氧植筋膠MF871與國外競品對比項目MF871國外競品基本性能拉剪強度，MPa14.411.3彎曲強度，MPa97.073.7壓縮強度，MPa112.798.5劈裂抗拉強度，MPa16.111.7老化性能50℃95%RH90天14.112.15%H2SO4溶液90天14.06.6Ca（OH）2飽和溶液90天13.610.380℃30天14.811.6結論：MF871各項性能均優(yōu)于國外競品。MF871S環(huán)氧植筋膠（水下固化）性能項目性能要求（A級膠）測試結果粘接性能鋼-鋼拉伸剪切強度標準值，MPa≥10.018*水下固化、養(yǎng)護7天，到期立即在5℃條件下測試≥1015*水下固化、養(yǎng)護7天的試件，晾干3天后，再在水下浸泡30天到期立即測試≥812*海水或人造海水：試驗溫度（35±2）℃，浸泡90天后測試拉剪強度降低率，%≤7，外觀不得有裂紋或脫膠3.5

裂縫修補膠將對梁體開裂起到很好的修補加固作用。3.2MF872裂縫修補膠降低建筑物的抗?jié)B力引起鋼筋銹蝕降低材料耐久性混凝土碳化影響承載力梁體開裂項目性能指標測試值粘度，cp/25℃≤300260

抗拉強度，MPa2h≥6848h≥3040斷裂伸長率，%≥1.33抗彎強度，MPa≥4555抗壓強度，MPa≥6570鋼-鋼拉剪強度，MPa≥1515與混凝土的正拉粘結強度，MPa≥2.5且為混凝土內(nèi)聚破壞3MF872環(huán)氧灌注結構膠（裂縫修補膠）性能3.3MF873碳纖維浸漬膠碳纖維浸漬加固概念指碳纖維材料通過碳纖維浸漬膠充分浸潤、固化，完全粘接固定在構件表面，形成堅韌的復合層，從而對被加固構件起到補強作用。碳纖維浸漬膠性能對比項目GB50728MF873國外1#國外2#抗拉強度，MPa≥38.040.342.439.5伸長率，%≥1.53.642.772.10抗彎強度，MPa≥50.066.272.697.0抗壓強度，MPa≥70.086.267.077.0拉剪強度，MPa≥1420.323.620.1對接拉伸強度，MPa≥4045.046.143.2鋼-鋼T沖擊剝離長度，mm≤25.0000粘鋼加固概念用粘貼鋼板膠將薄鋼板粘貼于結構的主要受力面，以提高截面的抗彎和抗拉承載力。3.4MF874涂抹型粘鋼膠用途混凝土構件的外部粘鋼補強，混凝土梁、柱、剪力墻等的結構粘接補強，鋼板、混凝土的自粘和互粘。項目GB50728MF874國外1#國內(nèi)1#抗拉強度，MPa≥30.035.431.644.7伸長率，%≥1.22.732.801.05抗彎強度，MPa≥45.077.172.077.6抗壓強度，MPa≥6570.873.587.0拉剪強度，MPa≥15.021.123.09.8對接拉伸強度，MPa≥33.036.836.625.2鋼-鋼T沖擊剝離長度，mm≤25.000150涂抹型粘鋼膠性能對比3.5MF875灌注型粘鋼膠粘鋼加固概念用粘貼鋼板膠將薄鋼板粘貼于結構的主要受力面，以提高截面的承載力。用途用于梁、板、柱的外包鋼加固。也可用于混凝土蜂窩、麻面等的灌膠修補。特別適用于大面積鋼板或≥5mm的厚鋼板的粘結加固。灌注型粘鋼膠性能對比項目GB50728MF875國外1#國內(nèi)1#抗拉強度，MPa≥30.065.733.461.3伸長率，%≥1.23.5416.92.59抗彎強度，MPa≥45.093.541.077.6抗壓強度，MPa≥65.089.846.270.1拉剪強度，MPa≥15.015.813.913.8對接拉伸強度，MPa≥33.035.033.625.6鋼-鋼T沖擊剝離長度，mm≤25.0