技术领域
[0001] 本实用新型涉及无砟轨道
混凝土桥面的防水，具体而言，涉及一种聚氨酯复合防水层。
背景技术
[0002]
桥梁桥面暴露部位混凝土的防水层是桥梁的重要部分，是桥梁结构耐久性的重要保障。
[0003] 混凝土桥面防水层需要满足一些必要的技术要求，如较高的
基层附着
力，优异力学性能(强度和弹性)，不透水性，耐热性，低温柔性，耐环境温变开裂性，耐热老化性，耐酸、
碱、盐等化学介质
腐蚀性，耐紫外线
加速老化性，防水膜表面稳定，无起泡、开裂、粉化、脱落，并能适应基层
变形而不开裂。
[0004] 现有高速
铁路或城际铁路等无砟轨道的桥面防水主要采用聚脲和高聚物改性
沥青防水卷材等。聚脲防水涂料由于受到基面处理、环境
温度、施工
质量等因素的影响，防水膜的耐老化性较差，与混凝土基层
附着力不高，通车运行一年多就出现防水膜表面开裂、粉化，力学强度明显下降，从基层剥离脱落，严重时会影响行车安全，目前已经通车运行的沪杭高铁、京沪高铁、郑武高铁的聚脲防水层损坏严重，急需维修处理。而防水卷材不能单独使用，需要增加混凝土保护层，一方面提高防水层造价，另一方面保护层混凝土表面没有保护涂层，随着老化的进行也逐渐出现开裂粉化而失去作用，从而导致防水膜暴露在环境，逐渐失去作用，目前哈大高铁的混凝土保护层已经出现开裂粉化，严重影响防水层，急需维修混凝土保护层进而确保防水层完整。
[0005] 因此研制一种新型的防水层是亟待研究和解决的问题，研制的新型防水层需要能很好地附着在混凝土基面上，不容易剥离脱落，同时还具有优异的力学性能如强度和弹性，耐水性好，耐热性好，低温柔性好，耐热老化、酸碱盐老化、紫外线加速老化后性能稳定，表面稳定，能替代现有防水层用于无砟轨道客运专线桥梁桥面。实用新型内容
[0006] 根据本实用新型的一方面，提供了一种聚氨酯复合防水层，其包括聚氨酯底涂层、聚氨酯中涂层、聚氨酯面涂层，其中，聚氨酯底涂层、聚氨酯中涂层、聚氨酯面涂层依次复合为一体，并且，聚氨酯底涂层不与聚氨酯中涂层相接的一面结合至混凝土。
[0007] 根据本实用新型的
实施例的聚氨酯复合防水层，聚氨酯底涂层用于封闭混凝土孔隙、增强混凝土表面强度、提高聚氨酯中涂层与混凝土之间的附着力。
[0008] 根据本实用新型的实施例的聚氨酯复合防水层，聚氨酯中涂层用于为整个聚氨酯复合防水层提供强度、弹性、不透水性、耐环境温变开裂性、
耐腐蚀性及裂缝追随性。
[0009] 根据本实用新型的实施例的聚氨酯复合防水层，聚氨酯面涂层用于为整个聚氨酯复合防水层提供耐紫外线老化性和耐腐蚀性。
[0010] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，聚氨酯底涂层为湿
固化聚氨酯
树脂层，聚氨酯中涂层为以弹性双组份芳香族聚氨酯树脂为基料的涂料层，聚氨酯面涂层为以弹性双组份脂肪族聚氨酯树脂为基料的涂料层。
[0011] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，将涂料涂刷到混凝土的表面以形成聚氨酯底涂层，将涂料涂刷到聚氨酯底涂层不与混凝土相接的另一侧表面上以形成聚氨酯中涂层，将涂料涂刷到聚氨酯中涂层不与聚氨酯底涂层相接的另一侧面上以形成聚氨酯面涂层。
[0012] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，防水层厚度为0.45～0.6mm。
[0013] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，聚氨酯底涂层厚度为0.05～0.1mm。
[0014] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，聚氨酯中涂层厚度为0.3～0.4mm。
[0015] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，聚氨酯面涂层厚度为0.1～0.2mm。
[0016] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，聚氨酯复合防水层厚度为0.5～0.55mm。
[0017] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，聚氨酯底涂层的厚度为0.05mm，聚氨酯中涂层的厚度为0.4mm，聚氨酯面涂层的厚度为0.1mm。
[0018] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层，可选地，聚氨酯复合防水层用于无砟轨道桥梁混凝土桥面的防水。
[0019] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层能够很好地附着在混凝土基面上，不容易剥离脱落，同时还具有优异的力学性能，能持久地耐受环境老化而不发生开裂、脱落或粉化，从而持久地保护混凝土基面。
附图说明
[0020] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
[0021] 图1示意性地示出了根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层的横截面视图。
[0022] 附图标记
[0023] 1 聚氨酯底涂层
[0024] 2 聚氨酯中涂层
[0025] 3 聚氨酯面涂层
[0026] 4 混凝土
具体实施方式
[0027] 为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0028] 除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型
专利申请说明书以及
权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对
位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0029] 图1示意性地示出了根据本实用新型实施例的防水层的结构。如图1所示，防水层包括从下至上依次设置在混凝土4上的聚氨酯底涂层1、聚氨酯中涂层2、聚氨酯面涂层3。聚氨酯底涂层1、聚氨酯中涂层2、聚氨酯面涂层3三层结构紧密粘附在一起形成聚氨酯复合防水层。
[0030] 聚氨酯底涂层1为湿气固化聚氨酯树脂层。“湿气固化聚氨酯树脂”是指预先准备的这类聚氨酯树脂的预聚体可以与湿气反应而固
化成膜。聚氨酯底涂层主要作用是封闭混凝土孔隙、增强混凝土表面强度、及提高聚氨酯中涂层与混凝土基层的附着力。可选地，聚氨酯底涂层1中的湿气固化聚氨酯树脂可以由多亚甲基多苯基
多异氰酸酯(PAPI)与聚醚多元醇在乙酸丁酯中进行聚合直接得到。
[0031] 聚氨酯中涂层2为以弹性双组份芳香族聚氨酯树脂为基料的涂料层。本文所述的“弹性双组份芳香族聚氨酯树脂”是指固化后具有弹性的两种芳香族聚氨酯树脂。聚氨酯中涂层为防水层主要部分，给整个防水层提供力学性能如强度、弹性、耐水性和不透水性，提供耐环境温变开裂性能，提供耐腐蚀及裂缝追随等性能的
支撑。可选地，聚氨酯中涂层2中一组分(A组分)可以由聚醚多元醇和胺基扩链剂混合均匀后得到，配合颜料、填料、助剂、催化剂、稀释剂等分散
研磨混合均匀后可以得到涂料，另一组分(B组分)可以由二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和聚醚多元醇聚合得到。将制备的涂料按照AB组分重量比为2:1混合均匀后涂在已经固化成膜的聚氨酯底涂层1上，固化后形成聚氨酯中涂层2。
[0032] 聚氨酯面涂层3为以弹性双组份脂肪族聚氨酯树脂为基料的涂料层。本文所述的“弹性双组份脂肪族聚氨酯树脂”是指固化后具有弹性的两种脂肪族聚氨酯树脂。聚氨酯面涂层是防水层的重要部分，给整个防水层提供耐腐蚀、耐紫外老性能保障，保护整个防水层经得起腐蚀、老化后表面保持稳定，无起泡、开裂、粉化、脱落现象，外观
颜色稳定。可选地，聚氨酯面涂层3中一组分(A组分)，可以由羟基
丙烯酸树脂和脂肪族胺基扩链剂混合均匀后得到，配合颜料、填料、助剂、催化剂、稀释剂等分散研磨混合均匀后得到涂料，另一组分(B组分)可以由脂肪族异氰酸酯(H12MDI)和聚
碳酸酯二醇聚合得到。将制备的涂料按照AB组分重量比为2:1混合均匀后涂在固化成膜聚氨酯中涂层2上，固化后形成防护面漆层3。
[0033] 如前文所述，一种获得聚氨酯复合防水层的操作方法如下：首先，在混凝土4表面上涂刷(例如滚涂、刷涂、
刮涂、或
喷涂)湿气固化聚氨酯树脂涂料，待其固化成膜后形成聚氨酯底涂层1；其次，在聚氨酯底涂层1不与混凝土4相接的另一侧表面涂刷弹性双组份芳香族聚氨酯树脂涂料，待其固化成膜后形成聚氨酯中涂层2；最后，在聚氨酯中涂层2不与聚氨酯底涂层1相接的另一侧表面上涂刷弹性双组份脂肪族聚氨酯树脂涂料，待其固化后形成聚氨酯面涂层3。
[0034] 根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层的厚度可以为0.45～0.6mm。其中，聚氨酯底涂层1厚度可以为0.05～0.1mm，聚氨酯中涂层2厚度可以为0.3～0.4mm，聚氨酯面涂层3厚度可以为0.1～0.2mm。优选地，根据本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层的厚度可以为0.5～0.55mm。优选地，聚氨酯底涂层1的厚度为0.05mm，聚氨酯中涂层2的厚度为0.4mm，聚氨酯面涂层3的厚度为0.1mm。
[0035] 与目前现行的防水层(包括聚脲、聚氨酯、高聚物改性沥青防水卷材等)相比，本实用新型的聚氨酯复合防水层是一个有机整体系统，其中，每一层既具有各自的功能和作用，又相互保护，始终保持防水层完整状态，而目前现行的防水层一般是单一材料，容易发生破坏而失效。本实用新型与聚脲防水层相比，具有更加优异的基层附着力，不易从基层剥离脱落，降低了对行车安全的
风险，还具有优异裂缝追随性能、耐紫外线加速老化性能，表面保持稳定，无起泡、开裂、粉化、脱落等发生，外观颜色稳定，同时涂膜相对较薄，材料用量少，综合造价降低，节约了建设成本。本实用新型与高聚物改性沥青防水卷材相比，无需混凝土保护层，可直接暴露在环境中，耐紫外线老化性非常好，使用年限更长久，节约的建设
费用。
[0036] 本实用新型与现有的甲基丙烯酸树脂复合防水层相比，在满足防水功能要求的前提下整体厚度更薄，具体地，中间涂层的厚度显著减小，用料量也显著减少，从而节约了建设成本。
[0037] 表1显示本实用新型实施例的聚氨酯复合防水层的主要性能参数，其中，所涉及的性能参数是针对于包括了聚氨酯底涂层1、聚氨酯中涂层2和聚氨酯面涂层3的整个的聚氨酯复合防水层的性能参数。
[0038]
[0039] 根据表1中的数据所示，本实用新型的防水层的
抗拉强度为15～20MPa、断裂伸长率为150～200％，相比于甲基丙烯酸树脂复合防水层(抗拉强度为10～15MPa,断裂伸长率为100～150％)具有更高的强度和更好的弹性。并且，本实用新型的防水层的耐低温性能优异，例如，其在-40℃的测试条件下不产生裂纹。另外，本实用新型的聚氨酯复合防水层在0.5MPa、24h的测试条件下不透水，这一性能高于《客运专线桥梁混凝土桥面防水层暂行技术条件(修订版)》中规定的标准条件0.4MPa、2h，并且显著高于GB/T19250-2003中的
0.3MPa、0.5h的标准。考虑到本实用新型的聚氨酯复合防水层的厚度相比于甲基丙烯酸树脂复合防水层更薄，故其不透水性能更好。本实用新型的聚氨酯复合防水层与混凝土的附着力为3.0～5.0Mpa，相比于甲基丙烯酸树脂复合防水层(2.5～3.6Mpa)更为牢固。在耐老化性方面，在热老化及酸碱盐老化测试之后，本实用新型的聚氨酯复合防水层外观上基本保持不变，拉伸强度的保持率为90～150％，断裂伸长率的保持率为150～200％。在耐紫外线老化性方面，老化时间为1000h时，聚氨酯复合防水层的表面完整，未产生裂纹或起鼓变色；老化时间为3000h时，表面仅发生轻微变色，整体完好，这一耐紫外性老化性能亦优于现有的甲基丙烯酸树脂复合防水层。
[0040] 本实用新型可以应用于桥梁桥面暴露且不承载部位(如双轨之间、防撞墙、排水沟等)混凝土的防水层，结构简单、施工方便，具有优秀的抗拉强度和断裂伸长率，良好的不透水性，耐热性、基层附着力、耐环境温变开裂性，耐热老化性、耐酸碱盐腐蚀性，耐紫外线老化性，以及裂缝追随性，完全能满足铁路桥面混凝土长期有效的防水层要求。
[0041] 以上所述仅是本实用新型的示范性实施方式，而非用于限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。
