综述与专论 ■ 我国混凝土路面接缝用硅酮密封胶 研究应用进展 刘 波，霍 威，屈 裴，熊 婷，李步春 （成都硅宝科技股份有限公司，四川成都６１００４１） 摘要：介绍了混凝土路面接缝密封的特点、密封材料的性能要求、种类和发展历程，分析了低模量硅酮密封胶的应用优 势，并综述了近年来混凝土路面接缝用硅酮密封胶的研究进展与应用情况，指出：硅酮密封胶作为性能优异的一类混凝 土路面接缝用密封材料，在我国尚需开展进一步研究。 关键词：混凝土道路；接缝密封材料；硅酮密封胶 文章编号：１００７＿４９７ｘ（２Ｏ１５）一１７—０００１—０８ 中图分类号：ＴＵ５０２；ＴＵ５７＋８ 文献标志码：Ａ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｓｅａｌａｎｔｓ ｆｏｒ Ｊｏｉｎｔｓ ｏｆ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｐａｖｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ Ｌｉｕ Ｂｏ，Ｈｕｏ Ｗｅｉ，Ｑｕ Ｐｅｉ，Ｘｉｏｎｇ Ｔｉｎｇ，Ｌｉ Ｂｕｃｈｕｎ （Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｇｕｉｂａｏ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ ６１００４１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｔｅ ｊｏｉｎｔ ｓｅａｌｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ， ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔ ｓｅａｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｏｗ ｍｏｄｕｌｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｓｅａｌａｎｔ，ａｎｄ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｓｅａｌａｎｔｓ ｆｏｒ ｃｏｎｃｅｒｔｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｊｏｉｎｔ ｉｎ Ｃｈｉｎａ．Ｉｔ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｓｅａｌａｎｔ ｗａｓ ｏｎｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｊｏｉｎｔ ｓｅａｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉｌａｓ ｗｉｔｈ ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｔｈｏｕｇｈ ｓｔｉｌｌ ｎｅｅｄｓ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｉｎ Ｃｈｉｎａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐａｖｅｍｅｎｔ；ｊｏｉｎｔ ｓｅａｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ｓｉｌｉｃｏｎｅ ｓｅａｌａｎｔｓ １ 混凝土路面接缝密封的特点与密封要求 性，符合可持续发展战略的要求闭；另一方面，现在使 混凝土路面是现今最常见的路面类型之一，具有 用中的混凝土路面大多不能达到理想的使用性能，容 承重能力强、稳定性好、使用年限长、养护费用低等优 易在远未达到其使用年限时出现病害。 点，从２０世纪８Ｏ年代起，在我国发展十分迅速，被广 混凝土路面产生病害的主要原因在于：在环境温 泛用于公路和城市道路的主次干道、高速公路和机场 度和外力影响下，混凝土板块间形成胀缩内应力，导 跑道上【ｌ】。目前混凝土路面发展应用的总体情况是：一 致混凝土面层破坏，因此，混凝土公路、机场跑道和桥 方面，建造混凝土路面没有沥青路面对环境的污染 梁每间隔一定距离都需要设置一定宽度的接缝。然 而，处于接缝位置的密封材料，却容易因为混凝土胀 收稿日期：２０１５—０７—０３ 作者简介：刘波，男，１９８８年生，硕士研究生，研发技术员，主要 缩而被拉长或者挤压，如果不能恢复，接缝就不能得 从事硅橡胶相关制品的开发及生产。联系地址：６１００４１成都高 到有效的密封。在这样的条件下，风砂碎石会迅速扩 新区新园大道１６号，Ｅ—ｍａｉｌ：ｌｉｕｂｏ＠ｃｎｇｕｉｂａｏ．ｃｏｍ。 大路面“伤口”，雨雪落水也会随之渗入路基中，造成 ■ 综述与专论 基础松动、板边胀裂，使基础强度、稳定性下降，并最 终导致路面沉降、唧泥、断板、错台的产生 ０】。因此， 混凝土路面接缝的有效密封是提高路面质量与使用 年限、降低道路成本、维持交通顺畅的关键所在。 要解决混凝土路面接缝的有效密封问题，当务之 急是选择一种性能优良的密封材料。国内早期的研究 倾向于使用一种硬质材料将混凝土板直接粘结成一 个整体来修补路面ｌ４１６１。但是，粘结后内应力却依旧存 在，难以得到释放，因此常常在另一处路面引发破坏。 随着路面铺筑科技和密封材料技术的不断发展，人们 对混凝土接缝密封的认识不断深化，认为理想混凝土 接缝密封材料的性能要求主要有以下几点 ２１： １）良好的密封粘结性。粘结性是保证密封效果的 首要条件，接缝密封材料与混凝土板块的粘结能力 强，才能有效防止水分从缝的侧壁渗入及杂物的挤 人，保护接缝不受到破坏。 ２）良好的弹性恢复性能和高位移能力。混凝土路 面抗拉性差，路面接缝变形大，密封材料需要具有低 弹性模量、高位移能力以及良好的弹性恢复能力，才 能适应较大的接缝变形位移，进行有效密封［７１。 ３）良好的耐水性。耐水性直接影响到混凝土路 面的使用性能和寿命。密封材料不仅需要防止路面渗 水进入基层和路基，避免唧泥、开裂等损坏，而且还不 能产生明显水解发黏和失粘，以免影响使用性能。 ４）良好的耐高低温Ｉ生。路面长期暴露于风吹日晒 和雨雪侵蚀环境中，冬季低温可至一４０℃，夏季高温 可达８０℃，因而需要密封材料具有较强的温度稳定 性，即在高温环境不流淌降解，低温不脆裂脱粘。 ５）良好的耐久』生。路面长期在车辆往复倾轧、昼 夜温差条件下使用，密封材料需要在较长时间保持稳 定的性能，需要具有耐磨、耐疲劳［】３１、耐紫外线、耐水 及耐酸碱腐蚀等耐久特性，以避免反复的维修和更换 带来公路养护费用支出的增加㈣。 ６）良好的施工性与环保性。要求密封材料施工工 艺简便，也是保证密封、修补工程不会由于施工难度 大而出现问题；密封材料要求对环境和路面无污染， 以符合可持续发展战略的要求。 ２混凝土路面接缝密封材料发展历史 伴随着混凝土道路的普及，混凝土接缝密封材料 的发展主要经历了以下几个阶段『 ｌ５ｌ： 最早采用的是软木板填充混凝土接缝，它具有一 定的抗压缩能力，能够起到防止杂物进入接缝的作 用。但是，木板防水性差，用久了容易腐烂，自然寿命 短，更换频率高，大大增加了路面维修成本【。６１。之后沥 青逐渐开始应用，其价格低廉，原料易得，但粘结、弹 性和位移能力差，并具有冷硬热软、对环境有污染、使 用寿命短等问题。后来又研发了聚合物改性沥青，虽 在耐高低温性能上有所改进，但其弹性和位移能力依 旧不够理想。总体来说，沥青产品仅适合在接缝宽度 变化不大的道路上应用【３ｊ。 近ｌＯ年来，聚硫、聚氨酯、硅酮（硅橡胶）等冷施 用化学固化混凝土接缝密封材料应用越来越广泛 。 它们与基材粘绪陛能良好，对接缝运动随从性好，相 对于沥青的耐老化性更好，因此逐渐代替了沥青成为 主要的混凝土接缝密封材料［３Ｊ。 其中，聚硫密封胶的特点在于其良好的耐油性， 但耐候性不佳，几年紫外辐照后就会硬化脆断，需要 修补或重新灌缝，导致成本较高【切。聚氨酯密封胶耐 油性、耐高低温性能与聚硫密封胶相差不大，其特点 在于良好的耐磨耗性能。但是，与聚硫密封胶相同，聚 氨酯密封胶耐候性也不佳，使用时需要灌封较厚胶 料。此外，其维护费用是初期费用的数倍，使用成本较 高，因此，依旧不能完全满足上文提及的使用要求【】６１。 与前两种有机密封材料相比，常见硅酮密封胶最 大的持点在于其独特的分子结构。硅酮密封胶分子链 由硅一氧一硅键构成，与以碳链为分子主要结构的有 机材料相比，它的分子链结长，键能高（４４２ ｋＪ／ｍｏ１）， 因而具有优异的耐紫外、耐腐蚀性能。与聚氨酯和聚 硫密封胶相比，常见硅酮密封胶可以经受长期紫外辐 照，也不会产生脆硬、裂化的问题【ｓ．垌。常见硅酮密封 胶与聚氨酯密封胶耐老化性能比较如图１所示。 除了耐候性以外，袁素兰［３１等比较了常用混凝土 综述与专论 ■ 性能，认为从长远来看，用硅酮道路密封胶进行路面 聚氨酯密封胶 脆裂破坏 裂缝的修补不仅具有良好的性价比，其施工环保性也 是值得考虑的因素，是道路建设和养护行业的发展趋 势。 图１经过２ ５００ ｈ紫外加速老化和热老化实验后硅酮 密封胶和聚氨酯密封胶表观特性对比哪 随着冷施用化学固化混凝土接缝密封材料越来 越多地得到应用，研究发现，常见的以上３种冷施用 化学固化混凝土接缝密封材料模量一般还是相对较 接缝密封材料的关键性能，如表１所示，常见硅酮密 封胶除了耐油性以外，其他性能均是最优异的。 表１硅酮、聚硫和聚氨酯密封胶主要性能对比［３１ 硅酮密封 聚硫密 聚氨酯密封胶 特性 胶（单、双 封胶（双 组分） 组分） 单组分 双组分 端一ＯＨ 端—ｓＨ 端—＿Ｎｃ０ 端－－ＮＣＯ 基础聚合物 聚硅氧烷 液态聚 基ＰＵ预 基预聚 硫橡胶 聚体 体；聚醚 固化后键特征 硅氧键 双硫键 氨酯键， 氨酯键等 脲键 固化 储存稳定性 优 优 差 优 前性 能 低温操作性 优 中 中 中 填隙后收缩率 小 小 小 小 粘结性（底涂） 优 优 优 优 耐候性 优 由 由 由 固化 长期使用温度／ 一６０～２ｏ０ －２０～８０ －３０－９０ —３０—９０ 后性 ℃ 能 耐水性 中 中 差 差 耐油性 中 优 由 由 允许收缩率 １５ ２Ｏ １５ １５－２０ １５～２Ｏ 使用寿命＿，ａ ５０ ５－８ ５～８ ５－８ 此外，相比其他混凝土接缝密封材料，硅酮胶还 具有相对更优异的弹性恢复率。混凝土接缝材料的弹 性恢复率试验是选材试验中关键的一项，２００８年，刘 晓曦等 ８】报道比较了单（双）组分的聚硫密封胶、聚 氨酯密封胶以及单组分硅酮密封胶的弹性恢复性能。 通过３５ ｄ的研究测试表明，硅酮密封胶在不同条件 下都具有极好的弹性恢复率，具有较高的接缝位移适 应能力，抵抗水的能力强，老化后表面不会变质。而 且，在多雨或高温地区的机场混凝土道面使用时，硅 酮密封胶的弹性恢复性能最为优良稳定。 ２０１ １年，张立军【ｎ也对比了常用道路灌缝材料的 高，容易出现拉伸应力过高和弹性不足的问题，导致 界面粘结破坏。近期，一种新型低模量耐老化硅酮密 封材料逐渐进人人们的视线。比起传统的冷施用化学 固化混凝土接缝密封材料，低模量耐老化硅酮密封胶 在抗位移能力、耐高低温特性、耐候性、使用寿命上都 具有无可比拟的优势，特别适用于混凝土间隙缝存在 大变形的条件。不仅如此，这种专用于混凝土的硅酮 胶还充分考虑了混凝土的碱性，与混凝土的粘结效果 良好【删。目前，虽然低模量耐老化硅酮密封胶价格偏 高，但是由于按照规范要求的体积比不一样，这类胶 虽然单价高，灌缝总费用却与聚氨酯密封胶相差不大 ［１２１。此外，低模量耐老化硅酮密封胶还具有一次性投 入、长久受益的优势，能够有效减少后期维护费用【５】。 ３混凝土路面接缝硅酮密封胶研发进展 虽然道路嵌缝密封用硅酮密封胶性能优良，近 ｌ０年在国内外应用也越来越广泛，但是研发道路嵌 缝密封用硅酮密封胶的课题并不多。文献资料显示， 研究课题主要集中于产业化商品的制备与基础性能 的测定。 ２００２年，祝兵 报道了一种混凝土伸缩缝密封硅 橡胶，这种硅酮密封胶的成分主要为１０７室温硫化硅 橡胶、纳米碳酸钙、白炭黑和交联固化剂。其特点为伸 长率大，伸长范围３００％～５００％；弹性伸缩能力强，弹 性回复率高达９５％。 ２００４年，袁素兰等［２，２１－２２］制备了一种室温硫化、低 模量、自流平硅酮密封胶“硅宝６６８”，其硫化后邵氏 硬度为２０，１００％模量约为０．３５ ＭＰａ，伸长率约 ９００％，挤出速度在３４０ ｇ／ｍｉｎ左右，表干时间约５０ ａｒｉｎ，具有良好的施工性能。该产品在２００４年就通过 ■ 综述与专论躐 鬻 鬻弱 鞭 骶 蹦 嬲糍 ¨ｘ ¨嬲 飘 辩嚣 聪 搿 嘲嬲 了国家防水材料质量检测中心的性能测试，测试产品 弹性回复率为９８％，按ＧＢ／Ｔ ５２８—９８测试的拉断伸 长率高达１ ２４０％。该胶应用于四川唐巴路、成都市青 白江区绕城公路项目及成都市大双公路整修工程，一 年后检查粘结良好。对“硅宝６６８”室温硫化、低模量、 自流平硅酮密封胶开展的试验表明，基胶黏度越大， 产品流乎Ｉ生越小、模量越低、伸长率越大；基胶用量越 小，产品流平性越小、模量越高、伸长率越小；增塑剂 用量增多，产品流平性变好、拉伸模量下降、伸长率提 高；交联剂用量增加，产品拉伸模量增大、伸长率先增 后降；产品室温存储１ ａ性能变化不大，拉伸模量和 断裂伸长率基本不变，储存稳定性良好。 而在２００７年，袁素兰等『３］针对成都三环路和九 黄，机场使用聚氨酯和聚硫胶出现路面接缝破坏而需 要更换密封胶的问题，在原有基础上改进原料配方和 施工工艺，研制了一种新型低模量、高伸长率硅酮密 封胶。该密封胶固化后邵氏硬度约为１０，１００％拉伸 模量约为０．２１ ＭＰａ，伸长率达１ ２５０％，并具有良好的 施工性能，用于道路具有长久防水密封效果。这种密 封胶对混凝土具有良好的粘结性，位移能力达５０级， 在成都九寨黄龙机场、成都红星路下穿隧道、成都川 陕立交桥、成都城南立交桥、沈阳奥体中心五里河体 育场、黑龙江哈伊公路均有使用，效果良好。 除了对原有道路密封胶的改进，２００７年邱泽皓 等∞］从环保出发，制备了一种水分散性单组分室温硫 化（ＲＴＶ一１）有机硅密封胶，并对配方中各组分对密封 胶性能的影响进行了研究。实验选用了４种交联剂研 究了对粘结性的影响，结果显示，使用乙烯基三甲氧 基硅烷和甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷粘结效果 最好；自制交联剂增加，有机硅密封胶的断裂强度先 增后减，弹性回复率增加。水分散性有机硅密封胶的 力学性能随催化剂用量的增减变化不明显。经配方优 化，制得的水分散性有机硅密封胶断裂强度为０．４９ ＭＰａ，断裂伸长率为１ ０１８．２％，弹性回复率为 ８０．２３％，对混凝土有优异的粘结性能，粘结破坏面积 为０，达到了道路接缝密封胶ＪＵＴ ８８ｌ一２００１的使用 标准。 ２００５年，莫万全 公开了一种混凝土伸缩缝用高 伸长率硅酮密封胶及其制备方法，通过首先配制扩链 剂、封端剂和复合固化剂，而后制备基础硅橡胶并在 其中加入封端剂，最后将基料与复合固化剂搅拌均匀 得到产品。该产品伸长率可达６４０％～６５０％，但硬度较 大，Ｓｈｏｒｅ Ａ硬度可达５５左右，拉伸强度约１．２ ＭＰａ。 ２００８年，刘杰胜等 嗵过对制备硅橡胶的原料进 行优选，加入增塑剂和增黏剂等助剂，研发制备了一 种具有较好自流平性和自粘性的硅酮密封胶。依据 Ｊｃ／ｒｒ ５８９－－２００４进行测试，表明该新型硅酮密封胶具 有优良的耐候耐老化性能，与混凝土试样粘结良好， 拉伸粘结测试中无内聚破坏，还具有良好的接缝变形 位移能力，能较好地起到路面接缝密封的作用。 ２００９年，余澎［ 研究制备了一种新型单组分脱羟 胺型低模量硅酮密封胶。结果显示，该硅酮密封胶为 自流平类胶，挤出性达２００ ｍＬ／ｍｉｎ，伸长率可达 ７５０％，并且具备混凝土路面接缝耐久密封的技术特 点，适合作为混凝土接缝粘结密封材料使用；在￥３６８ 线３０ ｋｍ路面的近两年应用的实际测试表明，低模量 硅酮胶与混凝土路板板壁粘结耐久牢固，适应接缝运 动的变形能力强，各项技术指标均能达到路面的应用 要求。 ２０１ ３年，徐古月等 介绍了一种脱醇型低模量高 伸长率的有机硅密封胶及其制备方法。该有机硅密封 胶１００％拉伸模量为０．２０～０．３５ ＭＰａ，断裂伸长率可达 ９００％～１ ２００％，但弹性回复率低，仅为１．８ ２．４。 除了新产品的研制，对道路嵌缝用硅酮密封胶的 相关改性研究也有一定进展。２００９年，吴少鹏等 制 备了一种水泥混凝土路面伸缩缝填缝用脱酮肟型硅 酮密封胶，探讨了其填料用量、增塑剂用量对密封胶 性能的影响和密封胶的耐化学腐蚀性能。实验选用的 是双组分硅酮密封胶，结果表明，随着填料用量的增 大，硅橡胶的拉伸强度、断裂伸长率呈现先增后减的 趋势，但填料用量对硅橡胶粘结强度的影响不大；随 着增塑剂用量的增大，硅橡胶的拉伸强度和粘结强度 综述与专论 ■ 逐渐减小，断裂伸长率逐渐增大，分析认为是增塑剂 用量增大使分子间摩擦力变小、分子容易滑移导致； 硅橡胶粘结水泥块试样在盐酸、氢氧化钙、氯化钠溶 液中未出现粘结破坏，说明其具有较好的耐化学腐蚀 性。 ２０１２年，武汉工业学院刘杰胜课题组进行了多 项试验［１４，２９删，研究了填料、增塑剂、增黏剂等助剂对 道路伸缩缝嵌缝用硅橡胶密封材料粘结性能的影响， 并以硅烷偶联剂ＫＨ一５５０作为增黏剂尝试提高硅橡 胶密封材料与水泥块的粘结性能，还对道路嵌缝密封 用硅酮密封胶实际使用的关键性能如抗疲劳性和耐 久陛进行了研究，并研究了硅酮密封胶粘结面与未粘 结面的显微形貌差异。实验选用的是双组分硅酮密封 胶，研究发现，随着作为增黏剂的硅烷偶联剂用量的 增加，硅橡胶密封材料的粘结强度逐渐增大，但硅烷 偶联剂超过一定用量后，将在粘结界面形成多分子膜 层，导致粘结强度下降；填料用量的多少对于硅橡胶 密封材料的粘结强度影响不大，主要是改善材料自身 的力学性能和施工性能；随着非反应性增塑剂用量的 增加，硅橡胶密封材料与水泥基材的粘结强度逐渐减 小，试样所发生的破坏以界面粘结破坏为主。然而，作 为道路用硅酮密封胶关键性能的断裂伸长率，该文却 并未提及。而将ＫＨ一５５０加入到道路嵌缝硅橡胶Ａ 组分进行的实验表明，随着增黏剂用量的增大，硅橡 胶的粘结强度和拉伸强度呈现先增后减的趋势，表干 时间缩短；但是，硅橡胶的断裂伸长率随着增黏剂用 量的增大而呈近似线性降低。增黏剂对硅橡胶密封材 料具有明显的催化交联作用，使得整个硅橡胶体系的 交联密度增大，因此可以认为增黏剂适量地添加有利 于提高硅橡胶密封材料与水泥基材的粘结性能。此 外，对硅橡胶材料进行５万余次的疲劳拉伸试验，未 发现硅橡胶表面有疲劳断裂裂纹出现。不仅如此，显 微图像研究还表明，在１０ ０００次交替￣１００％疲劳试 验后，硅橡胶内部没有明显的破坏，而且其添加剂也 分散良好 ；通过实验同时计算出硅橡胶密封材料的 疲劳系数Ｋｐ高达９８％，说明硅橡胶抗疲劳性能优 良。粘结试样也具有优良的抗疲劳ｌ生能，发现硅橡胶 的疲劳粘结拉伸次数（ ）是聚硫密封胶的１．１～１．５倍。 因此，得出结论：硅橡胶自身具有良好的抗疲劳性能 和粘绪Ｉ生能。此外，硅橡胶的耐液体浸泡稳定性试验 表明，硅橡胶浸泡３ ６００ ｈ后，在水、饱和氢氧化钙溶 液和１０％氯化钠溶液中质量损失率分别为０．０２、 ０．０６５和０．０１，远小于规范要求的数值２。耐化学腐蚀 稳定性测试是将硅橡胶粘结试样分别放置在酸、碱和 盐溶液中浸泡６个月，观察其粘结面破坏情况，结果 发现粘结水泥块试样未发生粘结破坏。热压一冷拉一 浸水一紫外照射试验循环ｌＯ次后，其粘结强度值仅减 小了８％。结果显示，硅橡胶粘结试样具有较好的耐 液体浸泡稳定性、耐化学腐蚀稳定性、抗热压一冷拉稳 定性和抗冻融循环稳定性，为路面的使用质量和使用 寿命提供了保证。 硅酮密封胶粘结面与未粘结面的显微形貌观测 如图２所示。结果显示，硅橡胶粘结混凝土面即使发 生了破坏，也还有胶料残余覆盖在其表面，因此粘结 效果很好。 图２混凝土试样与硅酮密封胶粘结面（Ａ） 及未粘结面（Ｂ）的ＳＥＭ图［ａ２１ 而对于道路有机硅密封胶的性能评价方法，２０ １ ２ 年，于宵＿３３Ｊ指出国内外有机硅密封胶的各种技术标准 体系的适用性差制约了有机硅在公路行业的应用。对 有机硅密封胶的路用性能要求进行研究后，于宵参照 ＡＳＴＭ Ｄ ５８９３以及建筑行业的部分标准提出了路用 有机硅密封胶的８个性能评价方法，即在材料性能方 面选用表干时间、固化时间和流平性等指标进行评 价；而路用性能方面选用锥人度、粘结、流动、弹性与 耐候性能等指标进行评价。 与之相似，李峰等在２０１３年［３４１分析了国内外各 ■ 综述与专论 种相关技术标准，分别对４种有机硅密封胶（２种进 口材料和２种国产材料）进行试验。试验证实，这些材 料均为自流平材料，表干时间不超过９０ ｒａｉｎ，固化时 间为２～３周。根据以上实验结果及有机硅密封胶路 用性能要求，李峰提出表干时间、固化时间、流平性、 弹性（复原）率以及低温拉伸等才是关键的评价指标。 ４混凝土路面接缝硅酮密封胶应用进展 早在２０世纪６０年代末，美国的研究人员就开发 出了低模量耐老化硅酮密封胶，但当时该产品由于成 本很高，除了在特殊环境条件地区的高速公路、机场 跑道应用外，在普通混凝土道路接缝上的应用很少。 随着研究的逐渐深入和产品成本的下降，道路用硅酮 密封胶的应用也越来越广泛。目前，根据美国混凝土 路面协会相关报告，超过５０％的美国水泥混凝土道 路正在使用低模量耐老化硅酮密封胶［３５１。而在我国， 该类硅酮密封胶不仅应用于机场道面的维护中，而且 还被广泛地应用到了公路水泥混凝土道面的密封上。 此外，该类产品也被列入了行业标准ＪＣ／Ｔ ５８９－－２００４ 《水泥混凝土路面嵌缝密封材料》，更加有利于推广应 用。下面将着重介绍国内混凝土路面接缝硅酮密封胶 的应用进展。 ２００６年，彭书成等［８１分析了内蒙古戈壁滩上鼎新 机场恶劣环境条件下道面损坏的原因，认为应该从合 理设计跑道结构、向水泥混凝土中掺加纤维、采用硅 酮密封胶和采用养护膜养护等综合方法防治道面损 坏。研究发现，硅酮密封胶在位移能力、温度稳定性、 使用寿命上比起传统的有机密封材料都具有无可比 拟的优势，能够有效防止水泥混凝土道面板拱起、平 面位移，还能起到抑制水泥混凝土碱集料反应的作 用。因此，彭书成认为硅酮密封胶可以作为恶劣环境 条件下的机场（如内蒙古戈壁滩鼎新机场）的道面水 泥混凝土损坏修复剂使用。 同年李海川等ｐ唧报道了硅酮密封胶作为机场混 凝土道面灌缝材料的使用情况，介绍了一种新型硅酮 密封胶，其拉伸强度仅０．２３ ＭＰａ，而伸长率可达 ５７５％，接缝粘结水密性、粘结性能良好，接口位移能 力满足使用要求。通过选择合理的注胶工艺施工，在 机场投入使用以来没有发现接缝部位出现开胶、夹杂 异物、积水、渗水等现象，表明硅酮密封胶能够胜任机 场跑道的填缝密封。 ２００９年，朱应和等 介绍了硅酮密封胶在阿 勒泰机场、乌鲁木齐机场及邦达机场路面的应用 情况。研究发现，道路用硅酮密封胶可以经受极端气 候条件的考验，其优异的耐气候老化、抗紫外线及耐 高低温特点能够保证在恶劣环境条件下机场道面的 使用性能，符合机场混凝土道面密封材料的使用要 求。而２０１３年陈宏喜等［３７１也报道了单组分低模量硅 酮密封胶在新建亚丁机场与翻新双流机场的地坪分 仓缝柔性接缝处理工程中的应用情况。陈宏喜从实际 出发，分析了机场地坪嵌填硅酮密封胶的施工工艺、 操作要点与常见缺陷原因及解决办法，为低模量硅酮 密封胶在机场道面修补工程中的实际应用提供了很 好的指导。除此以外，２０１０年，吕波等旧在施工工艺方 面，分析总结了硅酮胶在机场道面封缝应用中需要注 意的问题，其中包括机场道面封缝时接缝设计、密封 材料的选择要求、施工工艺细节和品质检测项目。 除了在机场混凝土道面中的应用，近几年硅酮密 封胶在高速公路路面封缝和裂缝修补工程中应用的 报道也越来越多。２００４年，常青【 道了硅酮密封胶 在河北保定一天津高速公路河北段霸州、胜芳、杨芬 港、冀津等４个收费站站区４ １００延米混凝土路面施 工填缝的试用情况，发现一直采用的普通改性沥青作 为施工缝的填缝材料，老化快、脱落严重，而改用硅酮 密封胶可以解决这些问题。 而在２００６年，周庆月等 在经过数百公里的断板 修补工程作业，以及多种进口、国产的水泥混凝土路 面断缝修补材料使用对比以后，总结认为采用硅酮材 料处理水泥混凝土路面断板施工方便、效果良好。 ２００７年，张相杰等【ｌ２】报道了一种单组分硅酮道路 密封胶作为广东粤赣高速公路填缝材料的使用情况。 从正在运营的高速公路实际使用状况看，硅酮密封 胶性能良好，其耐久性在长期的路面应用中得到了检 综述与专论 ■ 验。此外，张相杰研究认为，单组分中性硅酮密封胶性 能不仅可以满足混凝土接缝密封要求，它还具有经济 合理、环保长寿的优势，这一点由方卫华等在２０１０年 的报道【 ０】中得到了验证。方卫华介绍了硅酮耐候密封 胶在河南省濮鹤高速公路路面早期裂缝修补工程中 的应用情况，经测算材料和施工费用仅为８～１０元／延 米，与传统的开槽灌缝的处理方法相比，可节省造价 ２０％～４０％。不仅如此，方卫华通过透水试验，发现硅 酮耐候密封胶与沥青混凝土结合紧密、密封防水效果 良好、裂缝修补效果理想。 ２０１ １年，麦年飞【蚓报告了国道３２４线云浮市云安 段（Ｋ１ １４４＋３３１．ｏ０～Ｋ１ １８０＋０８４．４２１）路面大修补工程 中硅酮密封胶的应用情况，刘杰胜等【５Ｊ报道了硅橡胶 嵌缝防水材料在武黄高速公路路面裂缝填缝处理工 程中的应用，张文起 介绍了道路硅酮密封胶在云浮 市郁南县省道３６８线水泥路面的应用。在武黄高速公 路路面裂缝处理工程中，施胶后仅１２ ｈ后就开放了 交通，相比于之前处理裂缝的方式大大节省了时间， 舒缓了交通压力。通过跟踪观察，武黄高速维修路段 路面使用状况良好。而在云浮市郁南县省道３６８线水 泥路面的应用中，硅酮密封胶在施工后２４ ｈ就形成 了连续弹性体，不久后就与接缝壁牢固粘结，无分离 现象也无自身破坏，具有优异的使用耐久性。因此，研 究者们认为硅酮密封胶是一种高性能、耐久、环保的 嵌缝材料，具有广阔的市场应用前景『Ｉ９１。 ５结束语 相比于传统的混凝土路面接缝用密封材料，硅酮 密封胶的应用越来越广，市政、建筑、道桥和机场等领 域都有应用实例。实际应用中，硅酮密封胶的灌缝总 费用与聚氨酯密封胶相差不大，但前者具有更好的耐 高低温特性、耐候性，使用寿命长、环保性好，一次性 投入、长久受益等优势，特别适用于存在大变形条件 下的道路接缝密封，是混凝土路面接缝密封材料的理 想选择。 在未来的发展中，硅酮密封胶作为性能优异的一 类混凝土路面接缝用密封材料，在我国还需要开展进 一步的研究。应当不断学习国际先进技术，并在标准 制定、安全生产和实际施工三方面把关，制备少养护、 低成本、高质量的国产混凝土路面接缝用硅酮密封 胶。未来，混凝土路面接缝用硅酮密封胶的研究重点， 主要有以下几个方面： １）抗位移性 混凝土接缝会受到板块间的胀缩作用以及剪切 作用，需要保证接缝用硅酮密封胶在较强的或往复的 拉压和剪切作用下，不发生界面脱粘。因此，未来研发 制备的硅酮密封胶需要具有低模量、低硬度、高伸长 特性，以提高混凝土路面接缝用硅酮密封胶的抗拉压 和剪切位移性，延长道路的使用年限。 ２）耐碱性 混凝土带有碱性，需要保证接缝用硅酮密封胶长 期在混凝土碱性条件下使用时，不发生界面脱粘，因 此，进一步提高混凝土路面接缝用硅酮密封胶的耐碱 性也相当重要。 ３）耐浸水粘结性 接缝处易受到雨雪水侵入，需要保证混凝土路面 接缝用硅酮密封胶在使用中不发生浸水界面脱粘，这 就要求进一步提高密封胶的耐浸水粘结性。 ４）施工特性 根据不同季节、不同地域及不同的道桥与路面使 用要求，需要因地制宜，进一步研发制备符合当地、当 时特殊使用要求，能够便捷施工的混凝土路面接缝用 硅酮密封胶。 参考文献： ［１】袁素兰，王有治，卢麟，等．路面接缝用自流平硅酮密封胶 的研制及应用［Ｊ］．西南公路，２００４（４）：３０－－３２． ［２］王彦辉．混凝土路面接缝密封材料的比较与发展趋势［Ｊ】．黑 龙江交通科技，２０１３（１）：５７—５８． 【３】袁素兰，卢麟，邹百军，等．低模量高伸长率硅酮密封胶在 混凝土接缝防水中的应用『Ｊ】．城市道桥与防洪，２００７（５）： ６５—６８．７． ［４Ｊ周庆月，张颖罡．硅酮材料用于水泥混凝土路面断板的处 理［Ｊ］．城市道桥与防洪，２００６（３）：１０６—１０８，１４０． 【５］刘杰胜，吴少鹏，杨洪波，等．武黄高速公路沥青路面裂缝 ■ 综述与专论 病害治理［Ｊ１．中国建筑防水，２ｏ１３（１）：２９—３１，３４。 ［６ 李纪东．６】道康宁硅酮路面接缝密封材料用于水泥混凝土路 面板断缝的处理［Ｊ】．黑龙江交通科技，２０１３（１）：１７—１８． ［７ 刘晓曦，谢富贵，７］徐波．机场道面接缝密封材料弹性恢复 特性研究［Ｊ】．中国建筑防水，２００８（６）：２１—２４． 【８】彭书成，邓可库．鼎新机场道面水泥混凝土损坏的原因及 创新解决方法［Ｊ】．公路，２００６（２）：６７—７２． 【９］朱应和，曾容，张冠琦．道路用硅酮密封胶及其工程应用 ［Ｊ１．中国建筑防水，２００９（１）：ｌ１一ｌ５． ［１０】方卫华，刘国清．用硅酮耐候密封胶处理路面早期裂缝［Ｊ］． 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