中国高铁防水涂料现状及展望

中国高铁防水涂料现状及展望沈春林教授级高工中国高铁防水涂料现状及展望

2008年8月1日，设计时速达到350km的我国第一条高速铁路——京津城际高铁通车运营；2009年4月1日，石太客运专线通车；2009年9月28日温福、甬台温铁路通车；……2010年7月1日，沪宁高铁通车；2010年10月26日，沪杭高铁通车；2010年10月26日，宁杭高铁通车；2011年6月30日，投资规模达2200亿的京沪高速铁路正式通车……

中国高速铁路建设开始步入快速发展的轨道。

中国高铁防水涂料现状及展望

据2008年10月31日正式颁布实施的调整后的国家中长期铁路网规划，到2020年，全国铁路营业里程规划目标为12万km以上，其中高铁、客运专线为1.6万km。中国高铁防水涂料现状及展望“四纵”高铁客运专线：

(1)北京—上海：全长约1318km，纵贯京津沪和冀鲁皖苏四省，连接环渤海和长江三角洲两大经济区。

(2)北京—武汉—广州—深圳：

全长2260km，连接华北、华中和华南地区。

(3)北京—沈阳—哈尔滨(大连)：

全长约1700km，连接东北和关内地区。

(4)杭州—宁波—福州—深圳：全长约1600km，连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。中国高铁防水涂料现状及展望规划建设的“四横四纵”高速铁路客运网骨架：“四横”高铁客运专线

(1)徐州—郑州—兰州：

全长约1400km，连接西北和华东地区。

(2)杭州—南昌—长沙：

全长约880km，连接华中和华东地区。

(3)青岛—石家庄—太原：

全长约770km，连接华北和华东地区。

(4)南京—武汉—重庆—成都(宁汉蓉)：

全长约1600km，连接西南和华东地区。

中国高铁防水涂料现状及展望在我国铁路建设如火如荼的同时，我国铁路桥梁防水已走过了数十年的发展历程。

上个世纪50—60年代，桥梁防水层材料均采用热沥青混合料；

70—80年代，采用两布三涂冷作防水层；

80年代末期、90年代初，开始研制和推广TQF－Ⅰ型防水层（一种氯化聚乙烯卷材和聚氨酯涂料复合做法）；

2005年,发布《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》,含盖了L类纤维复合和N类无复合层2种氯化聚乙烯卷材与聚氨酯涂料复合的做法；中国高铁防水涂料现状及展望

2007年，“技术条件”修订，增加了SBS高聚物改性沥青卷材。

2009年，相继发布了《广珠城际轨道交通工程桥面防水层

》暂行技术条件、《京沪高速铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层》暂行技术条件、《客运专线铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层》暂行技术条件，喷涂聚脲防水涂料、聚甲基丙烯酸甲酯防水涂料(PMMA)进入高铁防水领域。

由此可见，我国铁路桥梁防水体系是随着铁路系统技术要求的提高及防水技术的发展而不断发展的。

中国高铁防水涂料现状及展望⑴聚氨酯防水涂料建筑用聚氨酯防水涂料高速铁路常用防水涂料：

高铁防水用聚氨酯防水涂料高铁粘结卷材用聚氨酯防水涂料⑵喷涂聚脲弹性体防水涂料⑷聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)防水涂料⑶环氧树脂防水涂料(简称为EP防水涂料)中国高铁防水涂料现状及展望⑴聚氨酯防水涂料①建筑用聚氨酯防水涂料

单组份聚氨酯防水涂料双组份聚氨酯防水涂料中国高铁防水涂料现状及展望

1）单组份聚氨酯防水涂料

单组份聚氨酯防水涂料是在施工现场涂覆后经过与水或潮气的化学反应或通过潜固化剂反应固化，形成高弹性的涂膜。单组分聚氨酯防水涂料可克服双组分施工时需现场调配所带来的诸多不便，使用十分方便。中国高铁防水涂料现状及展望产品特点：

1）现场即开即用，施工方便。对基面含水率要求不苛刻，可在较潮湿的基面上施工，也可在相对湿度较大的条件下施工。

2）聚氨酯涂膜拉伸强度高，延伸率高、弹性好、耐高、低温性能好，对基层收缩和开裂变形的适应性强。

3）一次涂刷可达1～3mm厚，涂膜密实、无针孔、无气泡。

4）与基层粘结力强，无需涂刷基层处理剂。

5）涂层密实、无针孔、无气泡，水气渗透系数小，既可防水又可做隔气层。

6）颜色可调，可满足不同客户对表面色彩的需求。中国高铁防水涂料现状及展望序号项目技术指标Ⅰ型Ⅱ型1拉伸强度/MPa

≥1.902.452断裂伸长率/%≥5504503撕裂强度/(N/mm)≥12144低温弯折性/℃≤-405不透水性0.3MPa

，30min不透水6固体含量/%≥807表干时间/h≤128实干时间/h≤249加热伸缩率/%伸长≤1.0收缩≤-4.010潮湿基面粘结强度/aMPa

≥0.50a仅用于地下工程潮湿基面时要求，单组份聚氨酯防水涂料物理力学性能：中国高铁防水涂料现状及展望

单组分聚氨酯防水涂料可以广泛应用于：屋顶（水泥基、砖基、金属基、石基）、厨房、卫生间、地下室、水池、游泳池、水处理池、饲养池、桥梁、公路、涵洞防水、大型粮库、水下过程等防水工程。产品被列入建设部2007年659号公告推荐产品。中国高铁防水涂料现状及展望

2）双组份聚氨酯防水涂料双组分聚氨酯防水涂料是由A组份主剂（预聚体）和B组份固化剂组成。市场习惯称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）湿固化聚氨酯防水涂料（911涂料）单组分聚氨酯防水涂料（951涂料）中国高铁防水涂料现状及展望

现在国家提倡使用纯聚氨酯防水涂料和非焦油聚氨酯防水涂料，强制淘汰焦油聚氨酯防水涂料。中国高铁防水涂料现状及展望产品特点：

1）完整的弹性防水层，提高了建筑工程的防水抗渗能力，这是卷材防水无法达到的，尤其是涂膜具有较高的强度和延伸性，对基层开裂或伸缩的适应性强。

2）和基层粘结牢固，涂膜防水材料和混凝土、木材、金属、陶瓷、石棉瓦等有极强的粘结力。

3）施工简便，维修容易，聚氨酯涂膜是一种冷施工的防水涂料，施工时仅需将甲、乙组份按比例混合均匀，刷涂在防水基层上即可；

4）环保型产品、产品气味小，减轻了对人和环境影响和损害，是一种理想的焦油聚氨酯替代产品。中国高铁防水涂料现状及展望双组份聚氨酯防水涂料物理力学性能：序号项目技术指标Ⅰ型Ⅱ型1拉伸强度/MPa

≥1.902.452断裂伸长率/%≥4504503撕裂强度/(N/mm)≥12144低温弯折性/℃≤-355不透水性0.3MPa

，30min不透水6固体含量/%≥927表干时间/h≤88实干时间/h≤249加热伸缩率/%伸长≤1.0收缩≤-4.010潮湿基面粘结强度/aMPa

≥0.50a仅用于地下工程潮湿基面时要求，中国高铁防水涂料现状及展望

3）高铁专用聚氨酯防水涂料

高铁专用高强度聚氨酯防水涂料属于双组分化学反应型防水材料,A组份是带有是由聚醚和异氰酸酯缩聚得到的异氰酸酯封端的预聚物,B组份是由增强剂、增塑剂、液体填料、固化剂、催化剂等含有-OH和-NH2基团的棕色稠状液。使用时，将A组份和B组份按一定比例均匀混合后，涂抹在混凝土防水基面上，经数小时后，固结成既富有弹性、坚韧又有耐久性的整体涂膜防水层。中国高铁防水涂料现状及展望2007年4月5日，铁道部科学技术司对“客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件”（科技基函[2005]101号）进行修订，在技术条件中增加了高聚物防水材料的各项要求，发布了《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件》（修订版）。中国高铁防水涂料现状及展望产品特点：

1）该产品属于双组分化学反应固化型防水材料，属于环保型产品。产品固化后形成无接缝、完整的弹性防水层,提高了建筑工程的防水抗渗能力；

2）涂膜层具有橡胶的特性，延伸性大，富有弹性，耐热老化、水密性高；

3）施工简单冷作业施工,气味小、无毒害、常温固化；

4）适用范围广,可用于多种工程,特别是形状复杂的异型部位施工；

5）维修容易、耐老化、防腐蚀及耐候性优异等待点。

中国高铁防水涂料现状及展望

该技术条件是根据运行速度250～

350km/h客运专线对桥梁结构耐久性的要求，桥梁构造特点，对应用在高速客运专线上的聚氨酯防水涂料提出了更高的要求，其中用于粘结卷材的聚氨酯防水涂料强度要求≥3.5MPa，直接用于防水层的聚氨酯防水涂料要求强度≥6.0MPa，断裂延伸率≥450%，固含量98%，设计厚度2mm。该技术条件是根据运行速度250～350km/h客运专线对桥梁结构耐久性的要求，桥梁构造特点，对应用在高速客运专线上的聚氨酯防水涂料提出了更高的要求，其中用于粘结卷材的聚氨酯防水涂料强度要求≥3.5MPa，直接用于防水层的聚氨酯防水涂料要求强度≥6.0MPa，断裂延伸率≥450%，固含量98%，设计厚度2mm。中国高铁防水涂料现状及展望直接作防水层用高强度聚氨酯防水涂料物理力学性能：序号项目指标1拉伸强度/MPa

≥6.02断裂伸长率/%（无处理）≥4503低温弯折性（无处理）

≤-35℃无裂纹4不透水性/(0.4MPa，2h)不透水5加热伸缩率/%≥

-4.0,≤1.06耐碱性，饱和Ca(OH)2溶液，500h无开裂、无起皮剥落7固体含量/%≥988表干时间/min≤

49实干时间/min≤2410潮湿基面粘结强度/MPa

≥

0.611与混凝土粘结强度/(N/mm)≥2,512撕裂强度/(N/mm)≥

35.013与混凝土剥离强度/(N/mm)≥3,5中国高铁防水涂料现状及展望用作粘结防水卷材用高强度聚氨酯防水涂料物理力学性能：序号项目指标1拉伸强度/MPa

≥3.52断裂伸长率/%（无处理）≥4503低温弯折性（无处理）

≤-35℃无裂纹4不透水性/(0.4MPa，2h)不透水5加热伸缩率/%≥

-4.0,≤1.06耐碱性，饱和Ca(OH)2溶液，500h无开裂、无起皮剥落7固体含量/%≥988表干时间/min≤

49实干时间/min≤2410潮湿基面粘结强度/MPa

≥

0.611与混凝土粘结强度/(N/mm)≥2,512撕裂强度/(N/mm)≥

25.013与混凝土剥离强度/(N/mm)≥2,5中国高铁防水涂料现状及展望⑵喷涂聚脲防水涂料spraypolyureawaterproofingcoating以异氰酸酯类化合物为甲组分、胺类化合物为乙组分，采用喷涂施工工艺使两组分混合、反应生成的弹性体防水涂料。

中国高铁防水涂料现状及展望

二十世纪九十年代初，美国和德国研究开发了喷涂聚脲弹性体技术，并于1991年在北美地区投入商业应用。我国于1995年由海洋化工研究院开展聚脲的前期研究，于1998年开发成功,1999年实现了产业化。

目前国内已有几十家单位生产或代理销售聚脲防水涂料产品。中国高铁防水涂料现状及展望

2006年国家批准了化工行业标准《喷涂聚脲防护材料》HG/T3831-2006。2007年11月7日国家标准委下达了制定国标的计划，标准名称《喷涂聚脲防水涂料》。

由苏州非金属矿工业设计研究院、建材工业技术监督研究中心负责联合有关单位起草了《喷涂聚脲防水涂料》国家标准，该标准于2009年3月28日发布，2010年1月1日实施。中国高铁防水涂料现状及展望分类：按组成

按物理力学性能喷涂（纯）聚脲防水涂料（JNC）喷涂聚氨酯（脲）防水涂料（JNJ）Ⅰ型Ⅱ型喷涂聚脲防水涂料物理力学性能：序号项目技术指标Ⅰ型Ⅱ型1固体含量/%≥

96982凝胶时间/s≤453表干时间/s≤1204拉伸强度/MPa

≥10.016.05断裂伸长率/%≥3004506撕裂强度/(N/mm)≥40507低温弯折性/℃≤-35-408不透水性0.4MPa

，2h不透水9加热伸缩率/%伸长≤1.0收缩≤1.010粘结强度/MPa

≥2.02.511吸水率/%≥中国高铁防水涂料现状及展望中国高铁防水涂料现状及展望

有害物质含量：

有害物质含量应满足JC1066-2008中反应型防水涂料A型产品的要求。VOC≤50g/L中国高铁防水涂料现状及展望京津城际、京沪高铁采用喷涂聚脲防水涂料作为桥面防水层，由于工期紧、底涂粘结强度过低、冬季施工不当，施工队伍水平参差不齐，个别标段出现局部防水失效，但大部分标段材料及施工质量达到标准。中国高铁防水涂料现状及展望总的来说,聚脲作为一种新型防水材料,由于其优良耐久性、耐老化、耐低温性以及良好的力学性能，随着聚脲材料及施工技术的发展，将广泛应用于高铁、地铁、混凝土防护、铁路机车客车货车防腐，也由于聚脲防水涂料在高铁上的成功应用，将会更多的用于水利水电、化工防腐、汽车等领域。中国高铁防水涂料现状及展望⑶环氧树脂防水涂料(简称为EP防水涂料)是十年来发展起来的新型高档防水涂料。它是以双酚A环氧树脂、活性稀释剂、改性剂为主要成分与改性胺类固化剂反应，生成具有三维立体网状结构的固结体、耐老化、耐冻融、耐腐蚀性能、无毒、无污染,符合环保要求,已广泛用于水电大坝、交通、建筑几个行业和文物保护方面、特别是桥梁、地铁、隧道、大坝和房屋，其用量每年以两位数增长。中国高铁防水涂料现状及展望国外环氧树脂用作防水涂料，始于上世纪六十年代初，继美国之后，欧洲、前苏联、日本、韩国、新加坡、香港等亦在防水工程中使用。国内七十年代首先在水电大坝的防水工程中使用，效果很好，逐步在其他行业使用。八十年代水电部组织专家去美国考察，发现洛杉矶码头混凝土桩的环氧防水涂料使用18年未见老化迹象，对环氧树脂的耐久性给予了充分肯定。在九十年代，香港地铁大量应用环氧树脂防水涂料。2006年，欧洲将法国桥梁工程使用环氧防水涂料的标准确定为2009年欧洲标准EN14695。中国高铁防水涂料现状及展望国内中科院广州化学所七十年代首先开始渗透型环氧防水、补强材料的研究，中国水利水电科学院、长江科学院、武汉大学等十几家科研单位相继投入该项目的研发并应用于工程；中国高铁防水涂料现状及展望

《环氧树脂防水涂料》标准-----制定中根据中华人民共和国工业和信息化部文件以工信厅科(2010)74号文由苏州非金属矿工业设计研究院、建筑材料工业技术监督研究中心、广州科化防水补强有限公司、株洲飞鹿涂料有限责任公司等组织有关科研所、生产企业与质检机构单位承担《环氧树脂防水涂料》行业标准的负责起草工作。

序号项目技术指标试验方法1外观质量均匀液体，无凝胶、结块目测2表干时间（h）≤4GB/T167773实干时间（h）≤24GB/T167774抗渗压力/MPa≥25粘度，MPa.s≤30GB/T13354-19926粘结强度MPa干燥基面/7d≥4GB/T16777潮湿基面/7d≥4浸水处理≥4热处理≥4中国高铁防水涂料现状及展望环氧树脂防水涂料物理力学性能中国高铁防水涂料现状及展望⑷聚甲基丙烯酸甲酯防水涂料（PMMA）产