1、11 國外防水體系的概括與分類1.1 防水體系的作用和要求為了實(shí)現(xiàn)鋼橋面板與瀝青鋪裝層之間的有效粘接，防止鋼板被腐蝕而導(dǎo)致鋪裝層與鋼板出現(xiàn)脫層，從而出現(xiàn)鋼橋面鋪裝的早期破壞，就必須在鋼板與瀝青鋪裝層之間設(shè)置一層一定厚度的防水粘接材料。因此，粘接層的作用主要是在鋼板與瀝青鋪裝層之間起著粘接作用，同時(shí)也起著保護(hù)鋼板的防水作用；而防水層的主要作用是防止鋪裝面層的雨水進(jìn)入粘接層表面，從而引起粘接層與防水層之間的界面脫層。另外，防水層還起著吸收荷載應(yīng)力并在粘接層與鋪裝層之間起粘接的作用。綜合國內(nèi)外鋼橋面鋪裝粘接層的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用中存在的問題，并結(jié)合我國具體的氣候條件，可以歸納出鋼橋面鋪裝中防水粘接層須滿

2、足如下要求：(1)要求防水層有良好的層間結(jié)合力和變形能力。在鋼橋面板溫度應(yīng)力和荷載作用下，鋼板和鋪裝層要發(fā)生一定程度的撓曲變形，粘接層須提供足夠的結(jié)合力以抵抗鋪裝層和鋼板之間產(chǎn)生的剪切應(yīng)力。(2)要求粘接層具有良好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。我國幅員遼闊，夏季極端高溫時(shí)，南方地區(qū)鋼橋面板的溫度會(huì)達(dá)到 60以上，鋪裝層最高溫度會(huì)達(dá)到 70以上，北方地區(qū)冬季極端最低溫度會(huì)達(dá)到-20以下。因此要求粘接層在高溫條件下仍能提供足夠的層間結(jié)合力及抗荷載剪切的能力，在極端低溫和荷載作用下具有不開裂及較強(qiáng)的變形能力。(3)要求粘接層具有良好的抗疲勞能力。(4)要求粘接層具有良好的水穩(wěn)性、抗化學(xué)腐蝕和防水能力。由

3、于鋪裝層（SMA 瀝青混合料）屬于需要碾壓的混合料，并不能保證 100不滲水，因此，粘接層不可避免地會(huì)遭受滲透水的浸蝕，而雨水在流動(dòng)過程中因溶解了某些化學(xué)物質(zhì)而具有一定的酸堿性，這就要求粘接層不僅必須具有良好的水穩(wěn)性，還應(yīng)具備良好的化學(xué)穩(wěn)定性；同時(shí)，要求粘接層具有良好的防水性能，以隔斷水和空氣進(jìn)入鋼板表面。(5)要求粘接層具有一定的施工和易性。21.2 國內(nèi)外防水體系的分類由于使用條件受各國氣候條件和交通荷載的影響使鋼橋面鋪裝技術(shù)變得十分復(fù)雜。在日本、歐洲、美國等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，鋼橋面鋪裝研究起步較早，鋼橋面鋪裝技術(shù)問題解決得較好，基本形成了自己的鋪裝體系。而在國內(nèi)，經(jīng)過近 20 年的研究，國內(nèi)

4、的鋼橋面鋪裝技術(shù)的發(fā)展集中體現(xiàn)在防水體系的日趨完善上。歸納國內(nèi)外鋼橋面鋪裝的防水體系，主要有以下兩類：即瀝青類材料作為粘接層的防水體系；反應(yīng)性樹脂作為粘接層的防水體系。1.2.1 瀝青類材料作為粘接層的防水體系瀝青類材料作為粘接層鋼橋面鋪裝的防水體系，它主要具有如下特點(diǎn)： 粘接層是通過物理過程實(shí)現(xiàn)與鋼板的有效粘接； 粘接層材料會(huì)隨著溫度的升高而出現(xiàn)軟化或者融化，又會(huì)隨著溫度的降低出現(xiàn)凝固，整個(gè)過程具有一定的可逆性； 粘接層就是靠這種可逆性實(shí)現(xiàn)了與防水層或鋪裝層的有效粘接； 粘接層并不單獨(dú)存在，粘接層與防水層和鋪裝下層共同構(gòu)成防水體系，而對于不設(shè)防水層的鋪裝結(jié)構(gòu)，粘接層直接與鋪裝下層共同構(gòu)成防水

5、體系。這種防水體系在日本、英國和中國應(yīng)用比較普遍。如日本本四聯(lián)絡(luò)橋、由英國人設(shè)計(jì)施工的江陰長江大橋、廈門海滄大橋、重慶鵝公巖大橋和武漢軍山大橋等。日本的鋼橋面鋪裝主要形式是在鋼板噴砂除銹后不涂布任何防腐層，只用溶劑型瀝青橡膠進(jìn)行封閉（粘接層） ，下層做澆筑式瀝青混凝土，上層使用橡膠瀝青改性的密級配瀝青混凝土的典型方案，鋪裝總厚度為 79cm，如下圖所示。圖 1.1 日本的鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)這種鋼橋面鋪裝的防水體系是由封閉層（溶劑型瀝青橡膠）與鋪裝下層的澆注式瀝青混凝土共同構(gòu)成防水體系。澆注式混合料本身具有細(xì)集料含量高，礦粉含量高，瀝青含量高等“三高”特點(diǎn)，較多的瀝青含量使骨料處于懸浮狀態(tài)，它與熱壓

6、瀝青混凝土不同的是其空隙率很小，而且內(nèi)部空隙不連續(xù)，這種防水體系正是利用澆注式瀝青混凝土的不透水性達(dá)到了防水的目的。 江陰長江大橋的鋼橋面鋪裝采用了英國的鋪裝方案，如下圖所示。這種方案與圖 1.2 英國橋面鋪裝日本的鋼橋面鋪裝存在很多相似之處，如都采用了溶劑型瀝青類材料作為粘接層，3沒有設(shè)置單獨(dú)的防水層，粘接層與澆注式瀝青混凝土共同構(gòu)成防水體系，只不過江陰大橋在鋼板噴砂除銹之后涂刷了一層環(huán)氧富鋅漆。而江陰長江大橋通車后很快就發(fā)生了鼓包、推移等病害。分析其原因，這種早期病害與江陰長江大橋鋼橋面的鋪裝結(jié)構(gòu)、交通條件及氣候特征分不開的。 同樣，這種瀝青類材料作為粘接層的防水體系在我國的鋼橋面鋪裝中也

7、得到了較廣泛的應(yīng)用。如廈門海滄大橋、宜昌大橋、重慶鵝公巖大橋和武漢軍山大橋等。其典型的鋪裝結(jié)構(gòu)如下圖所示。即鋼板經(jīng)過噴砂除銹、進(jìn)行防腐處理（涂布一層油漆或電弧噴鋅） ，采用熱融型粘接劑作為粘接層并撒布預(yù)拌碎石，然后鋪裝瀝青混凝土。這類鋪裝結(jié)構(gòu)的防水體系是由熱融型粘接層與鋪裝下層共同構(gòu)成。圖 1.3 國內(nèi)鋼橋面鋪裝結(jié)構(gòu)形式之一1.2.2 反應(yīng)性樹脂作為粘接層的防水體系反應(yīng)性樹脂作為粘接層鋼橋面鋪裝的防水體系，它主要具有如下特點(diǎn)： 粘接層是通過化學(xué)過程實(shí)現(xiàn)與鋼板的有效粘接，該化學(xué)過程一般是不可逆的； 粘接層材料不會(huì)隨著溫度的升高而出現(xiàn)軟化或者融化，粘接層一旦形成，就具有穩(wěn)定性，對溫度顯示出良好的惰

8、性； 粘接層就是靠形成過程中所發(fā)生的化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)了鋼板的有效粘接； 粘接層可以單獨(dú)、也可以與緩沖層共同構(gòu)成相對獨(dú)立的防水體系。41.2.2.1 化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在鋪裝過程之前反應(yīng)性樹脂粘接層的固化作用在鋪裝之前就基本完成了，且這種固化作用直接決定了粘接層與鋼板之間的粘接性能，而對于粘接層與鋪裝層之間的粘接強(qiáng)度是沒有直接關(guān)系的。這類防水體系具有較鮮明的結(jié)構(gòu)層次性，以德國的鋼橋面鋪裝最為典型。德國的橋面鋪裝體系較為復(fù)雜，表現(xiàn)為特別注重結(jié)構(gòu)層次功能和防水功能。如下圖所示：粘接層或緩沖層或地瀝青砂膠或碎石加強(qiáng)地瀝青砂膠層2.粘著層3.底涂層防水層鋼板保護(hù)層橋面鋪裝面層防水隔離層圖 1.4 德國鋼橋面鋪裝注

9、：在圖中未標(biāo)示出各層之間萬一需要撒布的石料層緩沖層撒布料反應(yīng)樹脂粘著層反應(yīng)樹脂底層鋼板防水層保護(hù)層面層粘結(jié)層反應(yīng)樹脂粘著層3.反應(yīng)樹脂底層4.鋼板保護(hù)層防水層面層鋼板防水隔離層防水隔離層圖 1.5 反應(yīng)樹脂防水層的結(jié)構(gòu)型式通過上圖我們不難發(fā)現(xiàn)，德國的鋼橋面鋪裝自下而上的各層都具有相對獨(dú)立的5完整性，用做粘接層的環(huán)氧樹脂的固化過程完成之后，再鋪裝緩沖層，繼而鋪裝瀝青混凝土。粘接層與鋪裝層之間的粘接是通過緩沖層來實(shí)現(xiàn)的。澆筑式瀝青混凝土、改性瀝青 SMA 都可以用于鋪裝下層，上層可以采用澆筑式瀝青混凝土、改性瀝青SMA 及密級配改性瀝青混凝土。粘接層、緩沖層和鋪裝下層組成防水體系。1.2.2.2

10、化學(xué)反應(yīng)發(fā)生在鋪裝過程之中粘接層的反應(yīng)性樹脂的固化作用貫穿于整個(gè)鋼橋面鋪裝過程的始末，且主要發(fā)生于鋪裝層的攤鋪或其后的養(yǎng)生過程中，這種固化作用對于粘接層與鋪裝層之間的粘接強(qiáng)度是緊密相關(guān)的。在鋪裝層（瀝青混合料）的熱作用下，粘接層發(fā)生快速的固化作用，實(shí)現(xiàn)粘接層與鋼板和鋪裝層的粘接。這類防水體系的典型代表是美國的環(huán)氧瀝青混凝土的鋼橋面鋪裝方案。美國的橋面鋪裝中的典型結(jié)構(gòu)是兩層環(huán)氧改性瀝青混凝土，在我國南京第二長江大橋中得到了成功的應(yīng)用。厚度為 5cm 左右，分兩層攤鋪碾壓，其粘接層也采用環(huán)氧改性瀝青，灑布在橋面板上后，在其固化以前鋪筑其上的鋪裝層。典型結(jié)構(gòu)如下：該類型橋面鋪裝在美國等地也有部分橋梁

11、由于施工原因或重載原因產(chǎn)生了早期圖 1.6 美國鋼橋面鋪裝破壞。這也表明，環(huán)氧改性瀝青具有較好的力學(xué)性能，但施工工藝較復(fù)雜，施工控制是保證成功的關(guān)鍵。綜上所述， 目前國內(nèi)外的防水體系主要是因?yàn)槠湔辰訉拥姆N類不同而有所區(qū)別。不同的國家和地區(qū)都有適用于自己使用條件的橋面鋪裝體系，每一種鋪裝都自成體系，也基本形成了自身的技術(shù)指標(biāo)體系。這也不只反映了現(xiàn)代材料科學(xué)發(fā)展的多樣性成果，也確實(shí)要求我們在借鑒別國的成功經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，必須結(jié)合本國本地區(qū)的氣6候特點(diǎn)、橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、交通荷載特點(diǎn)及地方原材料特點(diǎn)，進(jìn)一步加以研究解決鋼橋面鋪裝這一技術(shù)難題。2 粘接層的試驗(yàn)研究借鑒國外相關(guān)先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合我國西部地區(qū)具體氣候

12、特征，研究開發(fā)了溶劑型、熱融型和環(huán)氧型粘接劑。2.1 試驗(yàn)方法簡介2.1.1 粘接強(qiáng)度將配制好的粘接層材料涂布于處理好的鋼板上，厚度為 0.20.3，待其完全固化后，將 50 的拉頭用專用膠粘于試件上，待其完全固化后，在規(guī)定的試驗(yàn)條件下測試其拉拔力，由此計(jì)算出粘接強(qiáng)度，其示意圖如下圖所示。圖 2.1 粘接強(qiáng)度試驗(yàn)示意圖（鋪裝前）2.1.2 剪切強(qiáng)度將配制好的粘接層材料和 1010的處理好的鋼板制成如圖 2.2 所示試件，試件重疊處以粘接層材料粘接，這種方法叫做雙搭接法；另一種方法是將配制的粘接層材料制成如圖 2.3 所示試件，試件重疊處同樣以粘接層材料粘接，這種待方法叫做單搭接法。當(dāng)試件完全固

13、化后，在規(guī)定的試驗(yàn)條件下測試其剪切荷載，由此計(jì)算出剪切強(qiáng)度。2112154.524.5874鋼板環(huán)氧樹脂F(xiàn)鋼板拉頭粘接劑7圖 2.2 粘接材料的剪切強(qiáng)度試件示意圖（雙搭接法）2.59912.5鋼板環(huán)氧樹脂圖 2.3 粘接材料剪切強(qiáng)度試件示意圖（單搭接法）2.1.3 柔韌性能（1）拉伸伸長率測試將配制好的環(huán)氧膠成型為一定規(guī)格的矩形試件，待其完全固化后，放入 180的烘箱中，并立即關(guān)閉烘箱，讓其自然冷卻，取出試件，用樣刀裁成啞鈴狀樣條，將樣條在拉力機(jī)中測試其拉伸伸長率。（2）低溫彎曲性能將各種環(huán)氧膠配制好，涂刷于薄鋁片上。待其完全固化后，將試件放入 180的烘箱中，并立即關(guān)閉烘箱，讓其自然冷卻，取

14、出試件，冷卻至室溫，再放入冷凍室冷凍一天。讓試件在該溫度下沿直徑為 20的圓筒彎曲 90O，觀察環(huán)氧膠的裂紋狀況。2.2 試驗(yàn)結(jié)果分析在國內(nèi)外，鋼橋面鋪裝用做粘接層的材料分為瀝青類粘接材料與反應(yīng)性粘接材料，其中瀝青類粘接材料又分為：熱融型粘接材料和溶劑型粘接材料。在下面的研究中，我們將三種材料分為三部分，分別進(jìn)行試驗(yàn)研究。2.2.1 熱融型粘接劑2.2.1.1 溫度對粘接強(qiáng)度的影響首先進(jìn)行熱融型粘接劑在各種溫度下與鋼板的粘接強(qiáng)度測試，分析了熱融型粘8接劑與鋼板的粘接強(qiáng)度對溫度的依賴關(guān)系，測試結(jié)果列于下表。表 2.1 -20熱融型粘接劑 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號粘接強(qiáng)度，MPa平均值，

15、 MPa破壞情況11.375W29 與鋼板間 80%拉起，拉頭與 W29 間 20%21.070W29 與鋼板間 90%拉起，拉頭與 W29 間 10%31.019W29 與鋼板間 95%拉起，拉頭與 W29 間 5%41.2731.184W29 與鋼板間 95%拉起，拉頭與 W29 間 5%表 2.2 -10熱融型粘接劑 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號粘接強(qiáng)度，MPa平均值， MPa破壞情況10.764W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉21.222W29 與鋼板間 98%拉起，拉頭與 W29 間 2%，31.426W29 與鋼板間 99%拉起，拉頭與 W29 間 1%，41.3751

16、.196W29 與鋼板間 99%拉起，拉頭與 W29 間 1%，表 2.3 0熱融型粘接劑 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號粘接強(qiáng)度，MPa平均值， MPa破壞情況11.273W29 與鋼板間 90%拉起，拉頭與 W29 間 10%21.375W29 與鋼板間 95%拉起，拉頭與 W29 間 5%31.273W29 與鋼板間 90%拉起，拉頭與 W29 間 10%41.5791.375W29 與鋼板間 95%拉起，拉頭與 W29 間 5%表 2.4 20熱融型粘接劑 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號粘接強(qiáng)度，MPa平均值， MPa破壞情況11.171W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉2

17、1.7831.401W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉931.273W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉41.375W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉表 2.5 30熱融型粘接劑 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號粘接強(qiáng)度，MPa平均值， MPa破壞情況11.019W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉21.273W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉31.375W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉41.0701.184W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉表 2.6 40熱融型粘接劑 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號粘接強(qiáng)度，MPa平均值， MPa破壞情況10.713W29 變

18、形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉20.407W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉30.764W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉40.5090.598W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉表 2.7 50熱融型粘接劑 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號粘接強(qiáng)度，MPa平均值， MPa破壞情況10.202拉頭與 W29 間 100%被拉掉20.165拉頭與 W29 間 100%被拉掉30.255W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉40.2520.219W29 變形超出拉拔儀行程，拉頭未拉掉表 2.8 60熱融型粘接劑 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號粘接強(qiáng)度，MPa平均值， MPa破壞情況1

19、0.102W29 與鋼板間 80%拉起，拉頭與 W29 間20%，已發(fā)軟20.0510.166W29 與鋼板間 50%拉起，拉頭與 W29 間50%，已發(fā)軟1030.407W29 與鋼板間 40%拉起，拉頭與 W29 間60%，已發(fā)軟40.102W29 與鋼板間 35%拉起，拉頭與 W29 間65%，已發(fā)軟為了更直觀地描述 W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度隨溫度的變化關(guān)系，我們將以上試驗(yàn)結(jié)果繪制成“粘接強(qiáng)度溫度”關(guān)系圖，如圖 2.4 所示。00.30.60.91.21.5-20-1002030405060圖 2.4 W29 與噴砂鋼板粘接強(qiáng)度與溫度的關(guān)系圖以上試驗(yàn)結(jié)果表明，熱融型粘接劑 W29 與鋼板

20、的粘接強(qiáng)度不高，溫度在 20以下時(shí)，粘接強(qiáng)度隨溫度的降低有所下降，但幅度不大，表明 W29 的低溫性能較好；當(dāng)溫度超過 20以后，W29 與鋼板的粘接強(qiáng)度隨溫度的升高而急劇下降，表明熱融型粘接劑 W29 的高溫穩(wěn)定性不好。另外，測試過程中我們還發(fā)現(xiàn)，試件上的 W29 在20以后就出現(xiàn)不同程度的軟化，粘于試件上的拉頭在 60時(shí)出現(xiàn)了較嚴(yán)重的滑移，表現(xiàn)為 W29 在“高溫”區(qū)變形超過儀器行程。2.2.1.22.2.1.2 低溫柔韌（彎曲）性能測試低溫柔韌（彎曲）性能測試將 W29 涂刷于薄鋁片上，待其完全固化后，將試件放入 180的烘箱中，并立即關(guān)閉烘箱，讓其自然冷卻，取出試件，冷卻至室溫，再放入

21、冷凍室冷凍一天，再調(diào)節(jié)冷凍室溫度，分別將試件在該溫度下沿直徑為 20的圓筒彎曲 90O，觀察 W29的裂紋狀況。試驗(yàn)結(jié)果表明，熱融型粘接劑在-10就出現(xiàn)了明顯開裂，表明熱融型粘接劑低溫抗裂性較差。粘接強(qiáng)度（MPa）溫度 112.2.2 溶劑型粘接劑2.2.2.1 GS-1 溶劑型粘接劑根據(jù)海滄大橋的破壞情況，我們開發(fā)了 GS-1 溶劑型粘接劑。參考日本鋼橋面鋪裝技術(shù)，我們分別研究了 GS-1 與噴砂鋼板和涂刷一層環(huán)氧富鋅漆的鋼板的粘接情況，并分別考察了其最佳用量（厚度） 。 GS-1 與新噴砂鋼板粘接情況及最佳用量（厚度）的確定根據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)和國內(nèi)外相關(guān)資料，我們選取并分別測試了以下幾種用量的

22、GS-1與鋼板的粘接強(qiáng)度，測試結(jié)果列于下表。 表 2.9 GS-1 用量為 160g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1171.02粘接層與鋼板 60%，拉頭與粘接層 40%2170.97粘接層與鋼板 70%，拉頭與粘接層 30%3171.02粘接層與鋼板 70%，拉頭與粘接層 30%4171.02粘接層與鋼板 70%，拉頭與粘接層 30%5170.971.01粘接層與鋼板 60%，拉頭與粘接層 40%表 2.10 GS-1 用量為 200g/m2 時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1170.81粘接層與鋼板

23、 90%，拉頭與粘接層 10%2170.92粘接層與鋼板 70%，拉頭與粘接層 30%3171.22粘接層與鋼板 90%，拉頭與粘接層 10%4171.02粘接層與鋼板 90%，拉頭與粘接層 10%5171.321.06粘接層與鋼板 100%表 2.11 GS-1 用量為 240g/m2 時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果12 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1171.68粘接層與鋼板 90%，拉頭與粘接層 10%2171.78粘接層與鋼板 100%3171.48粘接層與鋼板 100%4171.53粘接層與鋼板 80%，拉頭與粘接層 20%5171.781.65粘接層與鋼板 90%，拉頭

24、與粘接層 10%表 2.12 GS-1 用量為 260g/m2 時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1170.76粘接層與鋼板 70%，拉頭與粘接層 30%2171.07粘接層與鋼板 90%，拉頭與粘接層 10%3171.17粘接層與鋼板 90%，拉頭與粘接層 10%4170.92粘接層與鋼板 85%，拉頭與粘接層 15%5170.870.96粘接層與鋼板 85%，拉頭與粘接層 15%為了更直觀地表示 GS-1 隨其用量的變化情況，把上述四張表格歸納為一張 “粘接強(qiáng)度GS-1 用量”的坐標(biāo)圖，如下圖所示。00.40.81.21.621.62.02.42.6

25、圖 2.5 GS-1 與噴砂鋼板粘接強(qiáng)度與其用量的關(guān)系圖 GS-1 與環(huán)氧富鋅漆鋼板粘接情況 及最佳用量（厚度）的確定GS-1 用量（102 g/m2）粘接強(qiáng)度（MPa）13表 2.13 GS-1 用量為 160g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1170.97粘接層與漆 100%2170.71粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%3170.87粘接層與漆 90%4170.76粘接層與漆 90%5170.760.814粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%表 2.14 GS-1 用量為 200g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度

26、，MPa平均值，MPa破壞情況1171.02粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%2171.07粘接層與漆 100%3171.32粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%4171.02粘接層與漆 100%5171.021.09粘接層與漆 100%表 2.15 GS-1 用量為 240g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1171.88粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%2171.78粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%3171.53粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%4171.531.68粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%1451

27、71.68粘接層與漆 100%表 2.16 GS-1 用量為 260g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1171.17粘接層與油漆 80%，拉頭與粘接層 20%2170.97粘接層與油漆 90%，拉頭與粘接層 10%3170.81粘接層與油漆 100%4170.97粘接層與油漆 90%，拉頭與粘接層 10%5170.920.97粘接層與油漆 100%00.40.81.21.621.62.02.42.6圖 2.6 GS-1 與噴涂環(huán)氧富鋅漆的鋼板粘接強(qiáng)度與其用量的關(guān)系圖以上研究結(jié)果表明，當(dāng) GS-1 的用量一定時(shí)，GS-1 與新噴砂鋼板和涂刷一層環(huán)氧

28、富鋅漆鋼板的粘接強(qiáng)度相近，表明涂刷環(huán)氧富鋅漆對 GS-1 與鋼板的粘接性能影響不大；從曲線的變化趨勢來看，這兩種結(jié)構(gòu)的粘接強(qiáng)度都是在 GS-1 的用量達(dá)到240g/m2時(shí)出現(xiàn)峰值（最大值） ，表明 GS-1 的最佳用量為 240g/m2。從試件的破壞形式也可以看出，當(dāng) GS-1 的用量低于 240g/m2時(shí)，GS-1 并沒有完全覆蓋鋼板（環(huán)氧富鋅漆）的表面，沒有完全浸潤鋼板（環(huán)氧富鋅漆）的微孔，故粘接強(qiáng)度隨著 GS-1 的用量增加而增加；結(jié)合試驗(yàn)試件的破壞情況和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng) GS-1 的用量達(dá)到 240g/m2時(shí)，GS-1 正好完全覆蓋鋼板（環(huán)氧富鋅漆） ，正好完全浸潤覆蓋鋼板（環(huán)氧富

29、鋅漆）的微孔，故此時(shí)的粘接強(qiáng)度最大；當(dāng) GS-1 的用量超過 240g/m2時(shí)，多余的 GS-1 對它自身與鋼板（環(huán)氧富鋅漆）的浸潤作用毫無裨益。相反，隨著 GS-1 用量的增加，GS-1 涂膜也隨之增厚，滯留在 GS-1 涂膜與鋼板（環(huán)氧富鋅漆）界面及GS-1 用量（102 g/m2）粘接強(qiáng)度（MPa）15其涂膜內(nèi)部的溶劑很難得到充分的揮發(fā)，不僅直接影響了 GS-1 與鋼板（環(huán)氧富鋅漆）之間的粘接強(qiáng)度，而且也降低了 GS-1 涂膜自身的內(nèi)聚強(qiáng)度。因此，當(dāng) GS-1 的用量超過 240g/m2時(shí)，粘接強(qiáng)度隨著 GS-1 的用量增大而減小。 GS-1 溶劑型粘接劑高溫性能研究測試 GS-1 在

30、60和 70時(shí)與鋼板的粘接強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果列于下表。表 2.17 GS-1 在 60時(shí)與鋼板的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1600.968粘接層與油漆 65%，拉頭與粘接層 35%2600.662粘接層與油漆 55%，拉頭與粘接層 45%3600.866粘接層與油漆 100%4600.6620.789粘接層與油漆 90%，拉頭與粘接層 10% 表 2.18 測試出 GS-1 在 70時(shí)的粘接強(qiáng)度為 0.38，說明 GS-1 的高溫性能不好。2.2.2.2 其他類型溶劑型粘接劑性能研究由于 GS-1 高溫性能不好，開發(fā)了 GS-3、GS-4、GS-5 和 GS-6

31、，并研究了它們與涂刷一層環(huán)氧富鋅漆鋼板在高溫時(shí)的粘接性能，試驗(yàn)結(jié)果列于下表。表 2.18 溶劑型粘接劑系列與噴環(huán)氧富鋅漆鋼板的粘接強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果類型試驗(yàn)溫度（）粘接強(qiáng)度（MPa）環(huán)氧富鋅漆+GS-1700.38環(huán)氧富鋅漆+GS-3700.78環(huán)氧富鋅漆+GS-4700.75環(huán)氧富鋅漆+GS-5700.95環(huán)氧富鋅漆+GS-6701.28由上表試驗(yàn)結(jié)果可以看出，GS-5 和 GS-6 粘接劑在 70溫度下的粘接強(qiáng)度較高，由此初步選定 GS-5 和 GS-6 為瀝青類粘接劑，并對它們做進(jìn)一步性能試驗(yàn)。 GS-5 最佳用量的確定考慮在實(shí)際施工過程中，在施工完的粘接層上要施工一層溫度達(dá) 180以上的16

32、防水層，所以我們在測試粘接強(qiáng)度時(shí)，先把試件放在 180的烘箱中保溫，然后讓其自然冷卻，再測定粘接強(qiáng)度，測試結(jié)果列于下表。表 2.19 GS-5 用量為 210g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1134.889GS-5 與環(huán)氧漆之間 50，GS-5 與拉頭之間 502134.023GS-5 與環(huán)氧漆之間 50，GS-5 與拉頭之間 503131.528GS-5 與環(huán)氧漆之間 80，GS-5 與拉頭之間 204133.1583.4GS-5 與環(huán)氧漆之間 80，GS-5 與拉頭之間 20表 2.20 GS-5 用量為 230g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果

33、 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1133.209GS-5 與環(huán)氧漆之間 50，GS-5 與拉頭之間 502133.514GS-5 與環(huán)氧漆之間 50，GS-5 與拉頭之間 503133.667GS-5 與環(huán)氧漆之間 20，GS-5 與拉頭之間 804133.5653.489GS-5 與環(huán)氧漆之間 20，GS-5 與拉頭之間 80表 2.21 GS-5 用量為 250g/m2 時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1135.602GS-5 與環(huán)氧漆之間 35，GS-5 與拉頭之間 652135.093GS-5 與環(huán)氧漆之間 60，GS-5

34、 與拉頭之間 403134.991GS-5 與環(huán)氧漆之間 20，GS-5 與拉頭之間 804135.3995.271GS-5 與環(huán)氧漆之間 80，GS-5 與拉頭之間 20表 2.22 GS-5 用量為 270g/m2 時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1133.9723.4GS-5 與環(huán)氧漆之間 30，GS-5 與拉頭之間 70172134.125GS-5 與環(huán)氧漆之間 40，GS-5 與拉頭之間 603133.361GS-5 與環(huán)氧漆之間 70，GS-5 與拉頭之間 304133.463GS-5 與環(huán)氧漆之間 10，GS-5 與拉頭之間 90表 2.

35、23 GS-5 用量為 290g/m2 時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1133.412GS-5 與環(huán)氧漆之間 87，GS-5 與拉頭之間 132133.565GS-5 與環(huán)氧漆之間 85，GS-5 與拉頭之間 153132.954GS-5 與環(huán)氧漆之間 85，GS-5 與拉頭之間 154133.4633.349GS-5 與環(huán)氧漆之間 50，GS-5 與拉頭之間 50為了更直觀地反映 GS-5 與鋼板的粘接強(qiáng)度與其用量的變化關(guān)系，我們將以上試驗(yàn)結(jié)果繪制成“粘接強(qiáng)度GS-5 用量”關(guān)系圖，如下圖所示。0123456210230250270290圖 2.7

36、 GS-5 的用量在 13時(shí)對粘接強(qiáng)度的影響關(guān)系圖以上研究結(jié)果表明，GS-5 與涂刷一層環(huán)氧富鋅漆鋼板的粘接強(qiáng)度隨著 GS-5 用量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的變化趨勢，并且在 GS-5 的最佳用量為 250g/m2時(shí)粘接強(qiáng)度達(dá)到最大值。從試件的破壞形式也可以看出，當(dāng) GS-5 的用量低于 250g/m2時(shí)，GS-5 并沒有完全覆蓋鋼板上環(huán)氧富鋅漆的表面，沒有完全浸潤鋼板上環(huán)氧富鋅漆的微孔，故此時(shí)粘接強(qiáng)度隨著 GS-5 的用量增加而增加；結(jié)合試驗(yàn)試件的破壞情況和試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，當(dāng) GS-5 的用量達(dá)到 250g/m2左右時(shí)，GS-5 正好完全覆蓋鋼板上的環(huán)氧富鋅漆表面，正好完全浸潤覆蓋鋼板上環(huán)氧

37、富鋅漆的微孔，故此時(shí)的粘接強(qiáng)度最大；但隨著 GS-5 的用量繼續(xù)增大，當(dāng) GS-5 的用量超過 250g/m2時(shí)，多余的 GS-5GS-5 用量（g/m2）粘接強(qiáng)度（MPa）18對它自身與鋼板上環(huán)氧富鋅漆的浸潤作用毫無裨益。相反，隨著 GS-5 用量的增加，GS-5 涂膜也隨之增厚，滯留在 GS-5 涂膜與鋼板上環(huán)氧富鋅漆的界面及其涂膜內(nèi)部的溶劑很難得到充分的揮發(fā)，不僅直接影響了 GS-5 與鋼板上環(huán)氧富鋅漆之間的粘接強(qiáng)度，而且也降低了 GS-5 涂膜自身的內(nèi)聚強(qiáng)度。因此，當(dāng) GS-5 的用量達(dá)到并超過250g/m2時(shí)，粘接強(qiáng)度隨著 GS-5 的用量增大而減小。 溫度對 GS-5 與鋼板粘接強(qiáng)

38、度的影響考慮到我國西部地區(qū)氣候特征比較復(fù)雜，極端最低氣溫可達(dá)到-20，甚至更低，而極端最高氣溫可達(dá)到 45左右，但此時(shí)鋼橋面鋪裝內(nèi)部的溫度可達(dá)到 70左右。因此，作為鋼橋面鋪裝材料之一的溶劑型粘接劑在鋼橋面運(yùn)營過程中不可避免地會(huì)遭受季節(jié)變化而帶來的溫度應(yīng)力。因此，研究 GS-5 在各種溫度下的粘接強(qiáng)度，找出GS-5 與鋼板的粘接強(qiáng)度隨溫度變化的規(guī)律是十分必要的。我們把以下幾種溫度條件下的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果列于下表。表 2.24 -20條件下環(huán)氧漆鋼板與 GS-5 的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號測試溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況描述1-202.04粘接層與漆 75%，拉頭與粘接層 25%2-2

39、01.43粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%3-202.29粘接層與漆 83%，拉頭與粘接層 17%4-18.51.271.76粘接層與漆 96%，拉頭與粘接層 4%表 2.25 -10條件下環(huán)氧漆鋼板與 GS-5 的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號測試溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況描述1-101.12粘接層與漆 87%，拉頭與粘接層 13%2-101.32粘接層與漆 83%，拉頭與粘接層 17%3-81.53粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%4-101.271.31粘接層與漆 85%，拉頭與粘接層 15%表 2.26 0條件下環(huán)氧漆鋼板與 GS-5 的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號測試溫度，

40、粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況描述1-11.781.81粘接層與漆 85%，拉頭與粘接層 15%192-11.53粘接層與漆 85%，拉頭與粘接層 15%3-11.63粘接層與漆 95%，拉頭與粘接層 5%4-11.02粘接層與漆 95%，拉頭與粘接層 5%表 2.27 20條件下環(huán)氧漆鋼板與 GS-5 的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號測試溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況描述119.62.75粘接層與漆 95%，拉頭與粘接層 5%219.62.8粘接層與漆 91%，拉頭與粘接層 9%319.62.55粘接層與漆 95%，拉頭與粘接層 5%419.62.142.56粘接層與漆 94%，拉

41、頭與粘接層 6%表 2.28 30條件下環(huán)氧漆鋼板與 GS-5 的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號測試溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況描述1303.31粘接層與漆 92%，拉頭與粘接層 8%2302.95粘接層與漆 99%，拉頭與粘接層 1%3302.55粘接層與漆 65%，拉頭與粘接層 35%4302.702.88粘接層與漆 50%，拉頭與粘接層 50%表 2.29 40條件下環(huán)氧漆鋼板與 GS-5 的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號測試溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況描述1402.14粘接層與漆 99%，拉頭與粘接層 1%2402.55粘接層與漆 98%，拉頭與粘接層 2%3403.00粘接層

42、與漆 80%，拉頭與粘接層 20%4402.62.57粘接層與漆 82%，拉頭與粘接層 18%表 2.30 50條件下環(huán)氧漆鋼板與 GS-5 的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號測試溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況描述1502.34粘接層與漆 99%，拉頭與粘接層 1%2501.53粘接層與漆 100%3501.831.83粘接層與漆 100%204501.63粘接層與漆 100%表 2.31 60條件下環(huán)氧漆鋼板與 GS-5 的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號測試溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況描述1601.02粘接層與漆 100%2601.53粘接層與漆 100%3601.27粘接層與漆 100

43、%4*600.661.27粘接層與漆 80%，拉頭與粘接層 20%*試驗(yàn)過程中儀器故障為了更直觀地反映 GS-5 與鋼板的粘接強(qiáng)度隨溫度的變化關(guān)系，我們將以上試驗(yàn)結(jié)果繪制成“粘接強(qiáng)度溫度”關(guān)系圖，如圖 2.8 所示。01234-20-1002030405060圖 2.8 溫度對 GS-5 與鋼板的粘接強(qiáng)度的影響曲線關(guān)系圖以上研究結(jié)果表明，隨著溫度的升高，GS-5 與鋼板的粘接強(qiáng)度呈現(xiàn)先降低、再升高、再降低的變化趨勢，整個(gè)曲線呈“S”形。GS-5 與鋼板的粘接強(qiáng)度由兩部分構(gòu)成：一方面反應(yīng)性膠粘劑與鋼板的粘接，即在 GS-5 涂膜的溶劑揮發(fā)過程中，GS-5中的反應(yīng)性粘接劑逐漸與空氣接觸，發(fā)生氧化反

44、應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了與鋼板的粘接，我們把這部分粘接叫做“化學(xué)粘接” ；另一方面，溶解于 GS-5 中的高分子材料在 GS-5 涂膜的溶劑揮發(fā)過程中，通過物理吸附的途徑逐漸黏附于鋼板表面，實(shí)現(xiàn)與鋼板的粘接，粘接強(qiáng)度（MPa）溫度（）21我們把這部分粘接叫做“物理粘接” 。根據(jù) GS-5 的配方分析，物理粘接在整個(gè)粘接性能中起著主導(dǎo)作用。當(dāng)溫度從-20升高到-10時(shí)，化學(xué)粘接強(qiáng)度下降較明顯，而高分子物質(zhì)逐漸從玻璃態(tài)向橡膠態(tài)過度，物理粘接強(qiáng)度變化不大（這一點(diǎn)從 GS-6的相對應(yīng)的研究內(nèi)容也可以得到驗(yàn)證） ，因此體系宏觀上表現(xiàn)為粘接強(qiáng)度下降；當(dāng)溫度從 0繼續(xù)升高到 30時(shí)，高分子物質(zhì)此時(shí)處于橡膠態(tài)，整個(gè)涂膜內(nèi)的

45、分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，化學(xué)粘接和物理粘接性能都得到不同程度的提高，故體系宏觀上表現(xiàn)為粘接強(qiáng)度上升；當(dāng)溫度從 30繼續(xù)升高到 60時(shí)，高分子物質(zhì)又逐漸由橡膠態(tài)向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變，即此時(shí)高分子物質(zhì)具有流動(dòng)傾向，起主導(dǎo)作用的物理粘接強(qiáng)度大幅度下降，故體系宏觀上表現(xiàn)為粘接強(qiáng)度下降。但從總體上來講，GS-5 與鋼板的粘接強(qiáng)度在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，始終保持在 1.0 Mpa 以上，表明 GS-5 與鋼板的粘接性能良好。 低溫柔韌性能測試按照前述試驗(yàn)方法，測試 GS-5 的低溫彎曲性能。結(jié)果表明，GS-5 在 0時(shí)并未出現(xiàn)裂紋，但在-10和-20時(shí)都出現(xiàn)了彎曲裂紋，說明 GS-5 的低溫性能還有待進(jìn)一步提高。以上研究表明，

46、GS-5 與鋼板的粘接性能較好，但低溫柔韌性能稍顯欠缺。因此，GS-5 作為鋼橋面鋪裝的粘接材料，其適用范圍具有一定局限性。為了拓寬溶劑型粘接劑在鋼橋面鋪裝中的應(yīng)用范圍，我們對 GS-5 進(jìn)行了配方調(diào)整，旨在提高其低溫柔韌性，編號為 GS-6，并進(jìn)行了系統(tǒng)研究。2.2.2.3 GS-6 溶劑型粘接劑性能研究 GS-6 最佳用量的確定各種用量下 GS-6 常溫時(shí)與鋼板的粘接強(qiáng)度通過拉拔試驗(yàn)測出，繪制出“粘接強(qiáng)度用量” 曲線，找出曲線的峰值，從而確定出 GS-6 最佳用量。表 2.32 GS-6 用量為 210g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況115

47、2.4451.986GS-6 與環(huán)氧漆之間 27，GS-6 與拉頭之間 73222152.037GS-6 與環(huán)氧漆之間 80，GS-6 與拉頭之間 923151.528GS-6 與環(huán)氧漆之間 30，GS-6 與拉頭之間 704151.935GS-6 與環(huán)氧漆之間 25，GS-6 與拉頭之間 75表 2.33 GS-6 用量為 230g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1152.852GS-6 與環(huán)氧漆之間 90，GS-6 與拉頭之間 102151.579GS-6 與環(huán)氧漆之間 85，GS-6 與拉頭之間 153151.732GS-6 與環(huán)氧漆之間

48、90，GS-6 與拉頭之間 104152.4452.152GS-6 與環(huán)氧漆之間 95，GS-6 與拉頭之間 5表 2.34 GS-6 用量為 250g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1152.445GS-6 與環(huán)氧漆之間 100， 2152.088GS-6 與環(huán)氧漆之間 100， 3152.801GS-6 與環(huán)氧漆之間 95，GS-6 與拉頭之間 54152.2922.406GS-6 與環(huán)氧漆之間 100%表 2.35 GS-6 用量為 270g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1152.852GS

49、-6 與環(huán)氧漆之間 30，GS-6 內(nèi)聚破壞2150GS-6 與環(huán)氧漆之間 30，GS-6 內(nèi)聚破壞3150.306GS-6 與環(huán)氧漆之間 10，GS-6 內(nèi)聚破壞4152.2921.362GS-6 與環(huán)氧漆之間 20，GS-6 內(nèi)聚破壞表 2.36 GS-6 用量為 290g/m2時(shí)的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果 項(xiàng)目試件溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1151.6301.337GS-6 內(nèi)破壞 232151.222GS-6 內(nèi)破壞3151.222GS-6 內(nèi)破壞4151.273GS-6 內(nèi)破壞為了更直觀地反映 GS-6 與鋼板的粘接強(qiáng)度隨用量的變化關(guān)系，我們將以上試驗(yàn)結(jié)果繪制成“粘接強(qiáng)度G

50、S-6 用量”關(guān)系圖，如圖 2.9 所示。00.511.522.532.12.32.52.72.9圖 2.9 GS-6 的用量對粘接強(qiáng)度的影響關(guān)系圖以上研究結(jié)果表明，GS-6 與涂刷一層環(huán)氧富鋅漆鋼板的粘接強(qiáng)度隨著 GS-6 用量的增加呈現(xiàn)先增大后減小、最后趨于平緩的變化趨勢，并且在 GS-6 的最佳用量為250g/m2時(shí)粘接強(qiáng)度達(dá)到最大值（2.406Mpa） 。從試件的破壞形式也可以看出，當(dāng)GS-6 的用量低于 250g/m2時(shí)，GS-6 并沒有完全覆蓋鋼板上環(huán)氧富鋅漆的表面，沒有完全浸潤鋼板上環(huán)氧富鋅漆的微孔，故此時(shí)粘接強(qiáng)度隨著 GS-6 的用量增加而增加；結(jié)合試驗(yàn)試件的破壞情況和試驗(yàn)數(shù)據(jù)

51、分析可知，當(dāng) GS-6 的用量達(dá)到 250g/m2左右時(shí)，GS-6 正好完全覆蓋鋼板上的環(huán)氧富鋅漆表面，正好完全浸潤覆蓋鋼板上環(huán)氧富鋅漆的微孔，故此時(shí)的粘接強(qiáng)度最大。從破壞情況來看，此時(shí)試件幾乎都是從 GS-6 涂膜與鋼板界面處斷開而并沒有發(fā)現(xiàn) GS-6 涂膜的內(nèi)聚破壞，表明此時(shí) GS-6 涂膜的內(nèi)聚強(qiáng)度大于 GS-6 涂膜與鋼板的粘接強(qiáng)度；但隨著 GS-6 的用量繼續(xù)增大，當(dāng) GS-6 的用量超過 250g/m2時(shí)，多余的 GS-6 對它自身與鋼板上環(huán)氧富鋅漆的浸潤作用毫無裨益。相反，隨著 GS-6 用量的增加，GS-6 涂膜也隨之增厚，滯留在 GS-6 涂膜與鋼板上環(huán)氧富鋅漆的界面及其涂膜

52、內(nèi)部的溶劑很難得到充分的揮發(fā)，不僅直接影響了 GS-6 與鋼板上環(huán)氧富鋅漆之間的粘接強(qiáng)度，而且也降低了 GS-6 涂膜自身的內(nèi)聚強(qiáng)度。通過試件的破壞形式還可以看出，此時(shí)幾乎GS-6 用量（102g/m2）粘接強(qiáng)度（MPa）24所有試件都發(fā)生了 GS-6 涂膜的內(nèi)聚破壞，表明此時(shí)由于滯留的溶劑影響了 GS-6 涂膜的內(nèi)聚強(qiáng)度而導(dǎo)致了涂膜的內(nèi)聚強(qiáng)度低于涂膜與鋼板的粘接強(qiáng)度。因此，當(dāng) GS-6的用量達(dá)到并超過 250g/m2時(shí)，粘接強(qiáng)度隨著 GS-6 的用量增大而減小。 溫度對 GS-6 與鋼板粘接強(qiáng)度的影響作為鋼橋面鋪裝材料之一的溶劑型粘接劑在鋼橋面運(yùn)營過程中不可避免地會(huì)遭受季節(jié)變化而帶來的溫度應(yīng)

53、力。因此，研究 GS-6 在各種溫度下的粘接強(qiáng)度，找出GS-6 與鋼板的粘接強(qiáng)度隨溫度變化的規(guī)律是十分必要的。我們把以下幾種溫度條件下的粘接強(qiáng)度測試結(jié)果列于下表。表 2.37 GS-6 與鋼板在-20條件下的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號實(shí)測溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1-200.92粘接層與漆 70%，拉頭與粘接層 30%2-201.07粘接層與漆 60%，拉頭與粘接層 40%3-201.02粘接層與漆 60%，拉頭與粘接層 40%4-200.810.96粘接層與漆 75%，拉頭與粘接層 25%表 2.38 GS-6 與鋼板在-10條件下的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號實(shí)測溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均

54、值，MPa破壞情況1-101.12粘接層與漆 35%，拉頭與粘接層 65%2-101.53粘接層與漆 45%，拉頭與粘接層 55%3-101.53粘接層與漆 63%，拉頭與粘接層 37%4-101.321.38粘接層與漆 80%，拉頭與粘接層 20% 表 2.39 GS-6 與鋼板在 0條件下的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號實(shí)測溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況101.32粘接層與漆 75%，拉頭與粘接層 25%201.271.27粘接層與漆 25%，拉頭與粘接層 75%25301.38粘接層與漆 50%，拉頭與粘接層 50%401.12粘接層與漆 15%，拉頭與粘接層 85%表 2.40 GS

55、-6 與鋼板在 20條件下的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號實(shí)測溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況122.30.92粘接層與漆 75%，拉頭與粘接層 25%222.31.73粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%322.31.53粘接層與漆 83%，拉頭與粘接層 17%422.31.121.32粘接層與漆 96%，拉頭與粘接層 4%表 2.41 GS-6 與鋼板在 30條件下的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號實(shí)測溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1303.06粘接層與漆 80%，拉頭與粘接層 20%2302.04粘接層與漆 7%，拉頭與粘接層 93%3301.53粘接層與漆 45%，拉頭與粘接層 5

56、5%4302.092.18粘接層與漆 35%，拉頭與粘接層 65%表 2.42 GS-6 與鋼板在 40條件下的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號實(shí)測溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1402.29粘接層與漆 99%，拉頭與粘接層 1%2402.44粘接層與漆 98%，拉頭與粘接層 2%3402.8粘接層與漆 80%，拉頭與粘接層 20%4402.552.52粘接層與漆 82%，拉頭與粘接層 18%表 2.43 GS-6 與鋼板 50條件下的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目實(shí)測溫粘接強(qiáng)度，平均值，破壞情況26編號度，MPaMPa1502.29粘接層與漆 100%2502.80粘接層與漆 95%，拉頭與粘接層 5%35

57、03.06粘接層與漆 90%，拉頭與粘接層 10%4502.552.68粘接層與漆 95%，拉頭與粘接層 5%表 2.44 GS-6 與鋼板在 60條件下的粘接強(qiáng)度 項(xiàng)目編號實(shí)測溫度，粘接強(qiáng)度，MPa平均值，MPa破壞情況1601.12粘接層與漆 100%2601.43粘接層與漆 100%3601.02粘接層與漆 100%4601.531.28粘接層與漆 99%，拉頭與粘接層 1%表 2.45 GS-6 在 70下的粘接強(qiáng)度性能試驗(yàn) 項(xiàng)目試件實(shí)測溫度，粘接強(qiáng)度，MPa 平均值，MPa破壞情況1700.76粘接層與鋼板 75%，拉頭與粘接層 25%2700.92粘接層與鋼板 80%，層間 15%

58、，拉頭與粘接層5%3700.81粘接層與鋼板 75%，層間 5%，拉頭與粘接層20%4701.27粘接層與鋼板 83%，層間 2%，拉頭與粘接層15%5700.710.85粘接層與鋼板 75%，層間 10%，拉頭與粘接層15%為了更直觀地反映 GS-6 與鋼板的粘接強(qiáng)度隨溫度的變化關(guān)系，我們將以上試驗(yàn)結(jié)果繪制成“粘接強(qiáng)度溫度”關(guān)系圖，如圖 2.10 所示。00.511.522.53-20-100203040506070圖 2.10 溫度對 GS-6 與鋼板的粘接強(qiáng)度的影響柱形圖測試結(jié)果表明，在-20與 20的溫度范圍內(nèi)，粘接強(qiáng)度波動(dòng)不大，約 1.0 MPa；而后隨著溫度環(huán)境升高，粘接強(qiáng)度也隨之

59、增大，并在 50時(shí)達(dá)到最大值（2.68 MPa） ；溫度繼續(xù)升高，粘接強(qiáng)度又開始下降，當(dāng)溫度上升到 70時(shí)，粘接強(qiáng)度為 0.85 MPa。通過柱形圖我們還以直觀地看到，只有當(dāng)氣溫在極端最高溫或極粘接強(qiáng)度（MPa）溫度（）27端最低溫時(shí)，粘接強(qiáng)度才小于 1.0 MPa，但仍然大于 0.8 MPa，其余情況下粘接強(qiáng)度都在 1.0 MPa 以上，表明 GS-6 與鋼板的粘接性能良好。根據(jù)我國西部的氣候特征，鋼橋面的使用條件一般都在 050范圍，而這種情況下，GS-6 與鋼板的粘接性能良好；極少數(shù)達(dá)到極端最高溫和極端最低溫，這種情況下 GS-6 與鋼板的粘接性能稍差，但仍然滿足粘接性能要求。 GS-6

60、 低溫性能研究 拉伸性能測試將 GS-6 成型為一定規(guī)格的矩形試件，待其完全固化后，放入 180的烘箱中，并立即關(guān)閉烘箱，讓其自然冷卻，取出試件，用樣刀裁成啞鈴狀樣條，將樣條在拉力試驗(yàn)機(jī)中測試其拉伸伸長率。表 2.46 GS-6 拉伸性能測試結(jié)果試 件編 號拉伸強(qiáng)度（MPa）斷裂伸長率（%）備注10.96218.3*20.65218.3*30.83218.3*40.63218.3*50.78218.3*平均值0.77218.3*測試溫度：12*注：因拉伸儀器行程所限，所有試件均未被拉斷。 低溫彎曲性能測試將 GS-6 涂刷于薄鋁片上，待其完全固化后，將試件放入 180的烘箱中，并立即關(guān)閉烘箱，