中國高鐵防水涂料現狀及展望沈春林教授級高工中國高鐵防水涂料現狀及展望

2008年8月1日，設計時速達到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，投資規模達2200億的京滬高速鐵路正式通車……

中國高速鐵路建設開始步入快速發展的軌道。

中國高鐵防水涂料現狀及展望

據2008年10月31日正式頒布實施的調整后的國家中長期鐵路網規劃，到2020年，全國鐵路營業里程規劃目標為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，連接環渤海和長江三角洲兩大經濟區。

(2)北京—武漢—廣州—深圳：

全長2260km，連接華北、華中和華南地區。

(3)北京—沈陽—哈爾濱(大連)：

全長約1700km，連接東北和關內地區。

(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。中國高鐵防水涂料現狀及展望規劃建設的“四橫四縱”高速鐵路客運網骨架：“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。

(2)杭州—南昌—長沙：

全長約880km，連接華中和華東地區。

(3)青島—石家莊—太原：

全長約770km，連接華北和華東地區。

(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。

中國高鐵防水涂料現狀及展望在我國鐵路建設如火如荼的同時，我國鐵路橋梁防水已走過了數十年的發展歷程。

上個世紀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合做法）；

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

2007年，“技術條件”修訂，增加了SBS高聚物改性瀝青卷材。

2009年，相繼發布了《廣珠城際軌道交通工程橋面防水層

》暫行技術條件、《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》暫行技術條件，噴涂聚脲防水涂料、聚甲基丙烯酸甲酯防水涂料(PMMA)進入高鐵防水領域。

由此可見，我國鐵路橋梁防水體系是隨著鐵路系統技術要求的提高及防水技術的發展而不斷發展的。

中國高鐵防水涂料現狀及展望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環氧樹脂防水涂料(簡稱為EP防水涂料)中國高鐵防水涂料現狀及展望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場涂覆后經過與水或潮氣的化學反應或通過潛固化劑反應固化，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場調配所帶來的諸多不便，使用十分方便。中國高鐵防水涂料現狀及展望產品特點：

1）現場即開即用，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性強。

3）一次涂刷可達1～3mm厚，涂膜密實、無針孔、無氣泡。

4）與基層粘結力強，無需涂刷基層處理劑。

5）涂層密實、無針孔、無氣泡，水氣滲透系數小，既可防水又可做隔氣層。

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

≥1.902.452斷裂伸長率/%≥5504503撕裂強度/(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潮濕基面粘結強度/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性能：中國高鐵防水涂料現狀及展望

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

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（預聚體）和B組份固化劑組成。市場習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狀及展望

現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，強制淘汰焦油聚氨酯防水涂料。中國高鐵防水涂料現狀及展望產品特點：

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

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

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）環保型產品、產品氣味小，減輕了對人和環境影響和損害，是一種理想的焦油聚氨酯替代產品。中國高鐵防水涂料現狀及展望雙組份聚氨酯防水涂料物理力學性能：序號項目技術指標Ⅰ型Ⅱ型1拉伸強度/MPa

≥1.902.452斷裂伸長率/%≥4504503撕裂強度/(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潮濕基面粘結強度/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狀及展望

3）高鐵專用聚氨酯防水涂料

高鐵專用高強度聚氨酯防水涂料屬于雙組分化學反應型防水材料,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聚物,B組份是由增強劑、增塑劑、液體填料、固化劑、催化劑等含有-OH和-NH2基團的棕色稠狀液。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，經數小時后，固結成既富有彈性、堅韌又有耐久性的整體涂膜防水層。中國高鐵防水涂料現狀及展望2007年4月5日，鐵道部科學技術司對“客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術條件”（科技基函[2005]101號）進行修訂，在技術條件中增加了高聚物防水材料的各項要求，發布了《客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術條件》（修訂版）。中國高鐵防水涂料現狀及展望產品特點：

1）該產品屬于雙組分化學反應固化型防水材料，屬于環保型產品。產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滲能力；

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,特別是形狀復雜的異型部位施工；

5）維修容易、耐老化、防腐蝕及耐候性優異等待點。

中國高鐵防水涂料現狀及展望

該技術條件是根據運行速度250～

350km/h客運專線對橋梁結構耐久性的要求，橋梁構造特點，對應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，其中用于粘結卷材的聚氨酯防水涂料強度要求≥3.5MPa，直接用于防水層的聚氨酯防水涂料要求強度≥6.0MPa，斷裂延伸率≥450%，固含量98%，設計厚度2mm。該技術條件是根據運行速度250～350km/h客運專線對橋梁結構耐久性的要求，橋梁構造特點，對應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，其中用于粘結卷材的聚氨酯防水涂料強度要求≥3.5MPa，直接用于防水層的聚氨酯防水涂料要求強度≥6.0MPa，斷裂延伸率≥450%，固含量98%，設計厚度2mm。中國高鐵防水涂料現狀及展望直接作防水層用高強度聚氨酯防水涂料物理力學性能：序號項目指標1拉伸強度/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潮濕基面粘結強度/MPa

≥

0.611與混凝土粘結強度/(N/mm)≥2,512撕裂強度/(N/mm)≥

35.013與混凝土剝離強度/(N/mm)≥3,5中國高鐵防水涂料現狀及展望用作粘結防水卷材用高強度聚氨酯防水涂料物理力學性能：序號項目指標1拉伸強度/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潮濕基面粘結強度/MPa

≥

0.611與混凝土粘結強度/(N/mm)≥2,512撕裂強度/(N/mm)≥

25.013與混凝土剝離強度/(N/mm)≥2,5中國高鐵防水涂料現狀及展望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、反應生成的彈性體防水涂料。

中國高鐵防水涂料現狀及展望

二十世紀九十年代初，美國和德國研究開發了噴涂聚脲彈性體技術，并于1991年在北美地區投入商業應用。我國于1995年由海洋化工研究院開展聚脲的前期研究，于1998年開發成功,1999年實現了產業化。

目前國內已有幾十家單位生產或代理銷售聚脲防水涂料產品。中國高鐵防水涂料現狀及展望

2006年國家批準了化工行業標準《噴涂聚脲防護材料》HG/T3831-2006。2007年11月7日國家標準委下達了制定國標的計劃，標準名稱《噴涂聚脲防水涂料》。

由蘇州非金屬礦工業設計研究院、建材工業技術監督研究中心負責聯合有關單位起草了《噴涂聚脲防水涂料》國家標準，該標準于2009年3月28日發布，2010年1月1日實施。中國高鐵防水涂料現狀及展望分類：按組成

按物理力學性能噴涂（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性能：序號項目技術指標Ⅰ型Ⅱ型1固體含量/%≥

96982凝膠時間/s≤453表干時間/s≤1204拉伸強度/MPa

≥10.016.05斷裂伸長率/%≥3004506撕裂強度/(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粘結強度/MPa

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

有害物質含量：

有害物質含量應滿足JC1066-2008中反應型防水涂料A型產品的要求。VOC≤50g/L中國高鐵防水涂料現狀及展望京津城際、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、底涂粘結強度過低、冬季施工不當，施工隊伍水平參差不齊，個別標段出現局部防水失效，但大部分標段材料及施工質量達到標準。中國高鐵防水涂料現狀及展望總的來說,聚脲作為一種新型防水材料,由于其優良耐久性、耐老化、耐低溫性以及良好的力學性能，隨著聚脲材料及施工技術的發展，將廣泛應用于高鐵、地鐵、混凝土防護、鐵路機車客車貨車防腐，也由于聚脲防水涂料在高鐵上的成功應用，將會更多的用于水利水電、化工防腐、汽車等領域。中國高鐵防水涂料現狀及展望⑶環氧樹脂防水涂料(簡稱為EP防水涂料)是十年來發展起來的新型高檔防水涂料。它是以雙酚A環氧樹脂、活性稀釋劑、改性劑為主要成分與改性胺類固化劑反應，生成具有三維立體網狀結構的固結體、耐老化、耐凍融、耐腐蝕性能、無毒、無污染,符合環保要求,已廣泛用于水電大壩、交通、建筑幾個行業和文物保護方面、特別是橋梁、地鐵、隧道、大壩和房屋，其用量每年以兩位數增長。中國高鐵防水涂料現狀及展望國外環氧樹脂用作防水涂料，始于上世紀六十年代初，繼美國之后，歐洲、前蘇聯、日本、韓國、新加坡、香港等亦在防水工程中使用。國內七十年代首先在水電大壩的防水工程中使用，效果很好，逐步在其他行業使用。八十年代水電部組織專家去美國考察，發現洛杉磯碼頭混凝土樁的環氧防水涂料使用18年未見老化跡象，對環氧樹脂的耐久性給予了充分肯定。在九十年代，香港地鐵大量應用環氧樹脂防水涂料。2006年，歐洲將法國橋梁工程使用環氧防水涂料的標準確定為2009年歐洲標準EN14695。中國高鐵防水涂料現狀及展望國內中科院廣州化學所七十年代首先開始滲透型環氧防水、補強材料的研究，中國水利水電科學院、長江科學院、武漢大學等十幾家科研單位相繼投入該項目的研發并應用于工程；中國高鐵防水涂料現狀及展望

《環氧樹脂防水涂料》標準-----制定中根據中華人民共和國工業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設計研究院、建筑材料工業技術監督研究中心、廣州科化防水補強有限公司、株洲飛鹿涂料有限責任公司等組織有關科研所、生產企業與質檢機構單位承擔《環氧樹脂防水涂料》行業標準的負責起草工作。

序號項目技術指標試驗方法1外觀質量均勻液體，無凝膠、結塊目測2表干時間（h）≤4GB/T167773實干時間（h）≤24GB/T167774抗滲壓力/MPa≥25粘度，MPa.s≤30GB/T13354-19926粘結強度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狀及展望環氧樹脂防水涂料物理力學性能中國高鐵防水涂料現狀及展望⑷聚甲基丙烯酸甲酯防水涂料（PMMA）產