一种用于混凝土结构的密封防水系统

摘要

本申请提供一种用于混凝土结构的密封防水系统，包括：施用于混凝土结构之间嵌缝粘接面的基底层；施用于所述基底层上的嵌缝防水弹性密封材料层；其中，所述嵌缝防水弹性密封材料层由防水弹性密封组合物制成，所述防水弹性密封组合物包括：液态聚硫橡胶和交联剂。本发明的防水密封系统提高了嵌缝防水部位承水压的耐久性，适合于改善现有嵌缝密封弹性材料因长期浸水工况下粘接强度衰减大导致工程需频繁维护的情况，以改善防水工程的质量。所述防水工程主要指水利工程，还包括隧道、桥梁、道路、污水处理池、渠道等其他工程。

权利要求

1.一种用于混凝土结构的密封防水系统，包括：施用于混凝土结构之间嵌缝粘接面的基底层；

施用于所述基底层上的嵌缝防水弹性密封材料层；

其中，所述嵌缝防水弹性密封材料层由防水弹性密封组合物制成，所述防水弹性密封组合物包括A组分和B组分，

其中，A组分包括以A组分总重量计的以下组分：B组分包括以B组分总重量计的以下组分：其中，所述环保增塑剂选自苯甲酸酯、聚醚醇中的一种或多种；

所述第一填料选自碳酸钙、气相二氧化硅、纳米碳酸钙、高岭土中的一种或多种；

所述第二填料选自空心微珠类填料；

所述偶联剂包括钛酸酯类偶联剂和硅烷类偶联剂两种；

所述消泡剂选自聚醚、聚醚改性聚硅氧烷类密封胶消泡剂中的一种或多种；

所述着色剂选自炭黑、钛白粉中的一种或多种；

所述促进剂选自二苯胍、二硫代氨基甲酸锌中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的密封防水系统，其中，在所述防水弹性密封组合物中，液态聚硫橡胶占25‑60wt％，所述交联剂占2‑5wt％，基于防水弹性密封组合物的总重量。

3.根据权利要求1所述的密封防水系统，其中，所述液态聚硫橡胶是数均分子量为1000～7500，交联度为0～2的液态二乙氧基‑甲烷聚硫聚合物。

4.根据权利要求1所述的密封防水系统，其中，所述防水弹性密封组合物的所述A组分与B组分的使用比例为质量比100：6～14。

5.根据权利要求1所述的密封防水系统，其中，所述交联剂为活性二氧化锰。

6.根据权利要求1所述的密封防水系统，其中，所述第二填料为粒径为20～40μm的空心微珠。

7.根据权利要求1所述的密封防水系统，其中，所述钛酸酯类偶联剂和硅烷类偶联剂的重量比为1～3：1。

8.根据权利要求1所述的密封防水系统，其中，所述基底层由基底组合物形成，所述基底组合物采用常温固化的双组分环氧类材料，其中，所述常温固化的双组分环氧类材料包括环氧树脂与环氧固化剂。

说明书

一种用于混凝土结构的密封防水系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于混凝土结构的密封防水系统，特别是用于水利工程中混凝土结构的密封防水系统。

背景技术

[0002] 嵌缝防水弹性密封材料是水利工程防水密封系统的重要组成单元。水利建筑物工程结构多采用混凝土结构，依设计不同每隔几米或几十米存在一条结构或伸缩缝(嵌缝)，
采用合适的嵌缝防水弹性密封材料能抵消混凝土热胀冷缩后的膨胀余量，减少或避免水利
工程混凝土建筑结构开裂翻修、或嵌缝密封失效导致的水量流失。

[0003] 水利工程嵌缝防水材料按其防水密封原理，主要分为机械防水密封和粘接防水密封两种。机械防水密封方式，一般通过在嵌缝内塞填微弹性、高硬度的丁腈橡胶带等，使其
以机械塞填方式实现防水；粘接防水密封方式，通过嵌缝防水材料与混凝土的良好粘接性
实现防水功能。

[0004] 随着科研技术的发展，嵌缝防水弹性密封材料种类繁多，但每种材料特点不一，适用工况不同。水利建筑物工程因地理位置、建筑物结构设计等的不同，嵌缝部位会承受不同
大小的水压。实际工况中，因混凝土结构属于多孔性材料，嵌缝密封材料为长期浸水承压，
应用一段时间后，混凝土粘接面会因水分的不断渗出，导致嵌缝密封材料与混凝土的粘接
强度降低，承受水压能力降低。目前，嵌缝部位的密封防水单用一种嵌缝防水弹性密封材
料，难以保证该部位承水压的耐久性。

发明内容

[0005] 嵌缝部位密封防水方案是否有效将直接影响水利工程的质量。本发明提供一种用于混凝土结构的密封防水系统，特别是用于水利工程中混凝土结构的密封防水系统。

[0006] 第一方面，本发明针对具体的混凝土结构防水工程工况，提供一套可有效提高密封防水的用于混凝土结构的密封防水系统，特别是用于水利工程中混凝土结构的密封防水
系统，该系统包括：

[0007] 施用于混凝土结构之间嵌缝粘接面的基底层；

[0008] 施用于所述基底层上的嵌缝防水弹性密封材料层；

[0009] 其中，所述嵌缝防水弹性密封材料层由防水弹性密封组合物制成，所述防水弹性密封组合物包括：

[0010] 液态聚硫橡胶；

[0011] 交联剂。

[0012] 本专利所述嵌缝防水弹性密封材料是指粘接防水密封型材料；所述基底组合物采用常温固化的双组分环氧类材料，其中，所述常温固化的双组分环氧类材料包括环氧树脂
与环氧固化剂。

[0013] 第二方面：所述嵌缝防水弹性密封材料层，是一种具有高效耐水性能的嵌缝防水弹性密封材料。该嵌缝防水弹性密封材料包括：

[0014] 液态聚硫橡胶，其数均分子量为1000～7500，交联度为0～2；

[0015] 交联剂；

[0016] 其中，交联剂为活性二氧化锰；液态聚硫橡胶与交联剂的重量比例为6～14：1；

[0017] 所述液态聚硫橡胶占防水弹性密封材料总重量的25～60％，所述交联剂占防水弹性密封材料总重量的2～5％。

[0018] 在一种实施方式中，本发明防水弹性密封材料还包括一种或多种添加剂，所述添加剂选自环保增塑剂、填料、偶联剂、消泡剂、着色剂和促进剂。

[0019] 在一种实施方式中，所述防水弹性密封组合物包括A组分和B组分，其中，A组分包括以A组分总重量计的以下组分：

[0020]

[0021]

[0022] B组分包括以B组分总重量计的以下组分：

[0023]

[0024] 在一种实施方式中，A组分与B组分的质量比100：6～14。

[0025] 在一种实施方式中，所述偶联剂包括钛酸酯类偶联剂和硅烷类偶联剂两种；优选地，所述钛酸酯类偶联剂和硅烷类偶联剂的重量比为1～3：1。

[0026] 在一种实施方式中，所述第一填料选自碳酸钙、气相二氧化硅、纳米碳酸钙、高岭土中的一种或多种；

[0027] 所述第二填料选自空心微珠填料，优选地，所述第二填料为粒径为20～40μm的空心微珠。

[0028] 在一种实施方式中，所述消泡剂为聚醚、聚醚改性聚硅氧烷类密封胶消泡剂中的一种或多种。

[0029] 在一种实施方式中，所述环保增塑剂为苯甲酸酯、聚醚醇中的一种或多种；所述着色剂为炭黑、钛白粉中的一种或多种；所述促进剂为二苯胍、二硫代氨基甲酸锌中的一种或
多种。

[0030] 本发明所述的嵌缝防水弹性密封材料属于聚硫类密封材料，其可以采用A、B双组分的方式配置，其A组分体系中偶联剂采用钛酸酯类偶联剂与硅烷类偶联剂的复配方式，在
保证与基材粘接性能的基础上，改善了填料的疏水性、分散性；引入轻质、高强、耐酸碱、吸
收率极低且流动性好的空心微珠填料，降低了密度，提供了经济性，改善了防水性；B组分中
采用活性二氧化锰作为交联剂，保证了体系的交联活性，提高了贮存稳定性。从而提高了材
料体系的防水能力，改善了长期浸水工况下嵌缝防水弹性密封材料的粘接强度保持率。

[0031] 本发明采用所述的环氧材料作为基底层，预先对多孔性混凝土材料进行刮涂成膜，形成基底层，而后在其上形成防水弹性密封材料层的密封防水系统，具有如下优势：

[0032] 第一，采用所述的环氧材料基底层预先对多孔性混凝土材料进行刮涂成膜，该环氧材料的基底层固化后，既封闭了多孔性的混凝土表面，又加固了混凝土粘结面，从而阻隔
了水分通过混凝土渗透到嵌缝防水弹性密封材料与混凝土粘接面，保证了嵌缝材料在长期
浸水工况下与混凝土的粘结性；

[0033] 第二，本发明所述的嵌缝防水弹性密封材料固化后水气透过率低，防水效果好；长期浸水承压工况下，性能保持率高，有效使用寿命较其他市售嵌缝防水弹性密封材料长。

[0034] 本发明的防水密封系统提高了嵌缝防水部位承水压的耐久性，适合于改善现有嵌缝密封弹性材料因长期浸水工况下粘接强度衰减大导致工程需频繁维护的情况，以改善防
水工程的质量。所述防水工程主要指水利工程，还包括隧道、桥梁、道路、污水处理池、渠道
等其他工程。

附图说明

[0035] 图1示出本发明模拟测试系统中混凝土测试件的结构示意图；

[0036] 图2示出混凝土测试件在施用基底组合物及防水密封材料前的结构示意图；

[0037] 图3示出混凝土测试件在施用基底组合物后的结构示意图；

[0038] 图4示出混凝土测试件在施用基底组合物和防水密封材料后及固定装置后的结构示意图；

[0039] 图5示出本发明模拟测试系统的示意图。

具体实施方式

[0040] 下面根据具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。本发明的保护范围不限于以下实施例，列举这些实例仅出于示例性目的而不以任何方式限制本发明。

[0041] 本发明提供一种用于混凝土结构的密封防水系统，包括：

[0042] 施用于混凝土结构之间嵌缝粘接面的基底层；

[0043] 施用于所述基底层上的嵌缝防水弹性密封材料层；

[0044] 其中，所述嵌缝防水弹性密封材料层由防水弹性密封组合物制成，所述防水弹性密封组合物包括：

[0045] 液态聚硫橡胶；

[0046] 交联剂。

[0047] 在本发明的密封防水系统中，包括施用于混凝土结构之间嵌缝粘接面的基底层。通过该基底层可以封闭了多孔性的混凝土表面，增强混凝土结构粘接面的强度，同时阻隔
了水分通过混凝土气孔渗透到嵌缝防水弹性密封材料与混凝土结构的粘接面，保证了嵌缝
材料在长期浸水工况下的粘结性，提高了嵌缝防水部位承水压的耐久性，可以有效改善水
利工程的防水密封质量。在一种实施方式中，该基底层由基底组合物形成。可以将基底组合
物在混凝土结构之间嵌缝粘接面上刮涂成膜，固化之后即可以得到该基底层。

[0048] 在一种实施方式中，所述基底组合物可以为市售的各种常温固化的双组分环氧类材料，其中，所述常温固化的双组分环氧材料主要包括环氧树脂与环氧固化剂。这里不再赘
述。

[0049] 作为密封防水系统的主体，密封防水系统包括施用于所述基底层上的嵌缝防水弹性密封材料层。所述嵌缝防水弹性密封材料层由防水弹性密封组合物制成，所述防水弹性
密封组合物包括：液态聚硫橡胶和交联剂。

[0050] 在一种实施方式中，所述液态聚硫橡胶是数均分子量为1000～7500，交联度为0～2的液态二乙氧基‑甲烷聚硫聚合物。采用这样的液态聚硫橡胶具有如下优点：采用本发明
所述的液态聚硫橡胶，可以制备水气透过率低、防水效果好，长期浸水工况下，性能保持率
高，与混凝土拉伸粘接强度、变位可调范围广的聚硫类防水密封胶。

[0051] 在一种实施方式中，液态聚硫橡胶可以是数均分子量为1000～7500，交联度为0～2的液态聚硫橡胶中的一种或者多种，优选是2种：

[0052] 数均分子量为1000，交联度为2的液态二乙氧基‑甲烷聚硫聚合物，记为液态聚硫橡胶1#。该液态聚硫橡胶1#可以购自锦西化工研究院、日本东丽株式会社或德国阿克苏诺
贝尔公司中的一家或多家。

[0053] 数均分子量为7500，交联度为0.5的液态二乙氧基‑甲烷聚硫聚合物，记为液态聚硫橡胶2#。该液态聚硫橡胶2#可以购自锦西化工研究院、日本东丽株式会社或德国阿克苏
诺贝尔公司中的一家或多家。

[0054] 根据本发明的另一实施方式，所述的嵌缝防水弹性密封材料中液态聚硫橡胶1#、2#的选择及比例可根据具体工程对嵌缝防水弹性密封材料性能要求的不同进行适当调整。
使用两种液态聚硫橡胶具有如下优点：通过高、低分子量液态聚硫橡胶的复配，在提高嵌缝
防水弹性密封材料粘结强度、优化其弹性和变位能力的同时，优化了A组分体系粘度，改善
了施工性。

[0055] 在一种实施方式中，所述交联剂为活性二氧化锰。液态聚硫橡胶的交联剂一般采用金属过氧化物或变价金属氧化物，如二氧化锰、二氧化铅、过氧化钙等；其中，二氧化铅容
易造成重金属中毒，不满足饮用水安全性要求；过氧化钙与可燃性物料混合会有爆炸性，易
引起灼伤。市售二氧化锰产品因含量不同，在体系中表现出的氧化能力不同，即活性不同。
行业内不成文的将二氧化锰含量高于80％的称为活性二氧化锰，低于80％的称为非活性二
氧化锰。二氧化锰含量的测定采用碘量法进行：即在盐酸介质中，二氧化锰能定量地将碘离
子氧化成碘，以淀粉为指示剂用硫代硫酸钠标准溶液滴定碘而确定二氧化锰的含量。活性
二氧化锰(外观为黑色粉末)可以以天然二氧化锰为原料，经过还原、歧化、重质化等工艺制
成，具有γ型晶体结构等特点，与非活性二氧化锰在结构上存在不同之处。这种活性二氧化
锰也可以使用市售产品。本发明使用这种交联剂具有如下优点：避免了采用二氧化铅引起
的重金属污染问题，符合饮用水安全性要求；避免了采用过氧化钙引起的安全性问题；同
时，采用活性二氧化锰，提高了B组分的贮存稳定性，改善材料固化后的弹性；使得材料固化
后无气孔，密封防水效果好。

[0056] 在一种实施方式中，所述液态聚硫橡胶与交联剂的重量比例为(6～14)：1。在一种实施方式中，在所述防水弹性密封组合物中，液态聚硫橡胶占(25～60)wt％，所述交联剂占
(2～5)wt％，基于防水弹性密封组合物的总重量。采用这样的比例，具有如下优点：保证了
材料在预定时间内可以完全交联，避免随着使用时间的延长而持续交联，导致材料进一步
交联变硬或存在多余的不会交联的A或B组分膏状物，导致其稳定性、耐久性差情况的发生。

[0057] 在一种实施方式中，所述防水弹性密封材料还包括一种或多种添加剂，所述添加剂选自环保增塑剂、填料、偶联剂、消泡剂、着色剂和促进剂。

[0058] 在一种实施方式中，为了方便地运输和储存防水弹性密封组合物，可以将该防水弹性密封组合物分装为A、B双组分组合物，条件是液态聚硫橡胶和交联剂分别容纳于不同
的组分中。例如，如果A组分包含液态聚硫橡胶，则交联剂容纳于B组分中。反之亦然。

[0059] 在一种实施方式中，A组分包括以A组分总重量计的以下组分：

[0060]

[0061] 在一种实施方式中，B组分包括以B组分总重量计的以下组分：

[0062]

[0063] 在以上实施方式中，所述A组分与B组分的使用比例为质量比100：6～14。

[0064] 在一种实施方式中，环保增塑剂选自苯甲酸酯、聚醚醇中的一种或多种。

[0065] 在一种实施方式中，所述第一填料选自碳酸钙、气相二氧化硅、纳米碳酸钙、高岭土中的一种或多种。在一种实施方式中，所述第二填料选自空心类填料，优选地，所述第二
填料为粒径为20～40μm的空心微珠类填料。使用两种填料的组合，特别是使用轻质、高强、
耐酸碱、吸收率极低且流动性好的空心微珠填料与其他填料的组合，能够达到这样的效果：
降低了密度，提供了经济性，改善了防水性，提高了材料的触变性，降低了工程的维护成本，
同时改善了工艺性能。

[0066] 在一种实施方式中，所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂和硅烷类偶联剂的组合，优选地，所述钛酸酯类偶联剂和硅烷类偶联剂的重量比为(1～3)：1。使用钛酸酯偶联剂和硅烷
类偶联剂的组合，能够达到这样的效果：在保证与基材粘接性能的基础上，提高了体系中填
料的疏水性、分散性，从而提高了长期浸水工况下了材料体系的承压能力。

[0067] 所述硅烷偶联剂，例如可以为ν‑巯丙基三乙氧基硅烷、N‑β‑(氨乙基)‑γ氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ‑缩水甘油醚氧‑丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

[0068] 钛酸酯类偶联剂，例如可以为单烷氧基钛酸酯偶联剂、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯中的一种或多种。

[0069] 在一种实施方式中，所述消泡剂选自聚醚、聚醚改性聚硅氧烷类密封胶消泡剂中的一种或两种。

[0070] 在一种实施方式中，所述着色剂选自炭黑、钛白粉中的一种或两种。

[0071] 在一种实施方式中，所述促进剂为二苯胍、二硫代氨基甲酸锌中的一种或多种。

[0072] 本发明采用所述的环氧材料作为基底组合物，预先对多孔性混凝土材料进行刮涂成膜，形成基底层，而后在其上形成防水弹性密封材料层的密封防水系统，具有如下优势：
改善了浸水工况下，防水弹性密封材料层与混凝土的粘结性，提高了嵌缝防水部位承水压
的耐久性；长期浸水承压工况下，性能保持率高，有效使用寿命较其他市售嵌缝防水弹性密
封材料长，适合于改善现有嵌缝密封弹性材料因长期浸水工况下粘接强度衰减大导致工程
需频繁维护的情况，以改善防水工程的质量。

[0073] 实施例：

[0074] 基底组合物可选用郑州中原思蓝德高科股份有限公司研制生产的MF8702高性能防腐防护材料，属于常温固化的双组分环氧材料，其由A、B两个组分构成：环氧树脂占
45wt％，环氧固化剂占15wt％，基于MF8702高性能防腐防护材料的总重量。

[0075] 嵌缝防水弹性密封材料层可以使用以下嵌缝防水弹性密封材料组合物来形成，该组合物包括A、B两个组分，其配比如下(其中，液态聚硫橡胶1#、2#均购自日本东丽株式会
社；活性二氧化锰为市售产品)：

[0076] 实施例1：

[0077] A组分

[0078]

[0079]

[0080] B组分

[0081]

[0082] 使用时，将A、B组分按照重量比100：10组合，固化即可以得到防水弹性密封材料。

[0083] 对比例1：

[0084] A组分

[0085]

[0086] B组分

[0087]

[0088] 使用时，将A、B组分按照重量比100：10组合，固化即可以得到防水弹性密封材料。

[0089] 对比例2：

[0090] A组分

[0091]

[0092] B组分

[0093]

[0094] 使用时，将A、B组分按照重量比100：16组合，固化即可以得到防水弹性密封材料。

[0095] 对比例3：

[0096] 采用市售的嵌缝防水弹性密封材料为：衡水大禹工程橡塑科技开发有限公司生产的型号为YL‑560的双组分聚硫密封膏。

[0097] 测试例：

[0098] 在以下模拟测试系统中对本发明的密封防水系统进行测试。

[0099] 该模拟测试系统进包括混凝土测试件1，其由两个混凝土构件，第一混凝土构件11和第二混凝土构件12构成。所述第一混凝土构件11与所述第二混凝土构件12上下相对布
置，使得第一混凝土构件11的第二端面112与所述第二混凝土构件12的第三端面121相对。
可以根据实际需要规定构件的大小与形状。为了测试方便，第一混凝土构件11和第二混凝
土构件12的尺寸相同，且呈圆柱形，所述排水孔113和注水孔123分别位于所述第一混凝土
构件11和第二混凝土构件12的轴心位置。且第一和第二混凝土构件直径精度为±5mm，且嵌
缝深度尺寸精度为±1mm，以保证第一和第二混凝土构件安装后嵌缝位置平整，以及测试数
据的准确性。

[0100] 将MF8702高性能防腐防护材料均匀刮涂在第一混凝土构件11的第二端面112和第二混凝土构件12的第三端面121之间，形成一层固化的防水涂层14；将待测嵌缝防水弹性密
封材料15设置在第一混凝土构件11的第二端面112和第二混凝土构件12的第三端面121的
MF8702高性能防腐防护材料14上，在第一混凝土构件11的第二端面112和第二混凝土构件
12的第三端面121之间形成加压空腔13。

[0101] 为了保证待测试防水密封材料15的宽度，混凝土测试件1还包括一个或多个具有相等高度的支撑定位块16，所述支撑定位块位于第一混凝土构件的第二端面和第二混凝土
构件的第三端面之间的加压空腔13内，用于支撑第一混凝土构件11。为了使得待测试防水
密封材料15更加符合水利工程中实际使用情况，可以使得该待测试防水密封材料15的宽度
等于实际使用情况中的设计嵌缝宽度，由此，使得该支撑定位块的高度等于设计嵌缝宽度，
精度为±1mm。在本发明中，例如，设计嵌缝宽度为4cm，则支撑定位块的高度可以设计为
(4.0±0.1)cm。设计嵌缝宽度是指在实际的水利工程中两个混凝土结构之间的嵌缝根据标
准或者实际需要而预先设计的嵌缝宽度。该设计嵌缝宽度可以根据需要或者设计标准确
定。在一种实施方式中，支撑定位块16为金属块，可以为至少3块，例如3‑5块，以第二混凝土
构件12中心点为基，均匀放置在第二混凝土构件12的第三端面121上。

[0102] 可以在第二混凝土构件12边缘由外向内划线标识出待测试防水密封材料15的深度，以便于将待测试防水密封材料15施用至相应的位置。为了确保待测试防水密封材料15
的深度，还包括深度定位条17，所述深度定位条17位于第一混凝土构件的第二端面和第二
混凝土构件的第三端面之间；其中，所述深度定位条17距离所述第二混凝土构件外周的间
距与设计嵌缝深度相等，精度为±1mm。由此，在施用待测试防水密封材料15时，可以沿第一
混凝土构件11和第二混凝土构件12的外边缘平齐地施用待测试防水密封材料15，且直至深
度定位条17。如上所述，设计嵌缝深度是指在实际的水利工程中两个混凝土结构之间的嵌
缝根据标准或者实际需要而预先设计的嵌缝深度。该设计嵌缝深度可以根据需要或者设计
标准确定。在一种实施方式中，深度定位条17可以为闭孔泡沫棒或闭孔泡沫条。可以按照设
计嵌缝宽度选择合适的深度定位条17。例如，设计嵌缝宽度为4cm，则选择直径略大于4cm
(例如直径4.5cm)的泡沫棒，以保证嵌缝的尺寸。

[0103] 该模拟测试系统包括固定装置2，用于固定所述第一混凝土构件11和第二混凝土构件12，避免在测试过程中由于水压而使第一混凝土构件11和第二混凝土构件12分离。如
图4所示，该固定装置2可以包括上下两个固定支架21，22，该上固定支架21的中心套设在排
水孔113上，该下固定支架22的中心套设在注水孔123上，两者通过穿过固定支架21，22的三
根螺杆23通过螺帽24连接在一起，从而将所述第一混凝土构件11和第二混凝土构件12固定
在一起。

[0104] 为了模拟实际使用工况(伸缩缝常年温差△T、缝间距L)下嵌缝的位移变化极限Smax(即每段伸缩缝的线膨胀量)，安装所述固定装置时，在固定装置中预留出嵌缝位移变化
极限Smax的位置；

[0105] 其中，Smax由以下公式计算

[0106] Smax＝L*△T*ac，

[0107] 其中，L‑工况条件下混凝土构件的嵌缝间距，单位为m；

[0108] ‑△T‑工况条件下混凝土构件的全年内温差，单位为℃；

[0109] ‑ac‑混凝土的线膨胀系数，单位为1/℃。

[0110] ‑GB 50010《混凝土结构设计规范》4.1.8条告知：当温度在(0‑100)℃内时，线膨胀系数为0.00001/℃。

[0111] 安装测试试件的固定装置(如图4所示)，可以调整固定装置的螺帽24位置，使混凝土试件在承受水压过程中最大可变化位移为Smax，使测试过程更为贴近实际工况。

[0112] 该模拟测试系统还包括注水加压装置，所述注水加压装置与所述排水孔113和注水孔123连通，用于向所述第一混凝土构件的第二端面和第二混凝土构件的第三端面之间
的加压空腔13注入水，并控制所述加压空腔13中的水压。

[0113] 在一种实施方式中，如图5所示，所述注水加压装置包括：

[0114] 循环水箱31，所述循环水箱通过管路311和注水阀312与所述注水孔123连接；所述循环水箱通过管路313和排水阀314与所述排水孔113连接；

[0115] 自动控制阀32，所述自动控制阀32设置在所述循环水箱31和注水孔123之间；

[0116] 稳压增压控制系统33，所述稳压增压控制系统与所述自动控制阀33连接，用于检测和控制所述循环水箱与注水孔的连接管路中的水压。

[0117] 这些阀门(注水阀312、排水阀314以及自动控制阀32)以及稳压增压控制系统33等可以使用本领域常规的设备和系统。可以通过该稳压增压控制系统33来设定和控制测试系
统中的水压，该水压可以根据实际使用工况来确定。所述稳压增压控制系统能设置不同加
压参数，实时跟踪压力大小，稳定控制加压值。

[0118] 例如，可以根据水利工程在水下的深度h(m),计算所承受的最大水压P(MPa):

[0119]

[0120] 对于图5所示的模拟测试系统，可以如下进行测试过程：

[0121] 打开排水阀314，接通注水阀321，待空腔内气体排净后关闭排水阀314，直至注满水；

[0122] 通过稳压增压控制系统设置测试水压，精度为设定值的±5％，即为根据工况计算的所承受的最大水压P，MPa；

[0123] 稳压测试过程：维持水压P持续测试一段时间(例如，10d，或认为合适的其他测试周期)，并由稳压增压控制系统实时跟踪测试。

[0124] 测试到期后，根据控制系统上显示混凝土测试件的压力值是否稳定保持设置值，且嵌缝部位结构是否正常，评估验证该嵌缝密封材料是否在该工况防水密封有效：若显示
测试试件压力低于设置值，且经检查为嵌缝材料导致，则验证为该嵌缝密封材料在该工况
下防水密封无效；若显示测试试件压力稳定保持，且经检查混凝土测试件嵌缝部位结构正
常，则验证为该嵌缝密封材料在该工况下防水密封有效。

[0125] 在该模拟测试系统中，可以采用的模拟测试方法包括如下步骤：

[0126] S1提供本发明的模拟测试系统；

[0127] S2将MF8702高性能防腐防护材料施用至第一混凝土构件的第二端面和第二混凝土构件的第三端面上；

[0128] S3将待测试嵌缝防水弹性密封材料施用至第一混凝土构件的第二端面和第二混凝土构件的第三端面的MF8702高性能防腐防护材料之间；

[0129] S4安装固定装置，通过所述固定装置固定所述第一混凝土构件和第二混凝土构件；

[0130] S5通过注水加压装置向所述第一混凝土构件的第二端面和第二混凝土构件的第三端面之间的加压空腔注入水，控制所述加压空腔中的水压至设定值±5％，并维持预定时
间。

[0131] 本发明以上关于模拟测试系统的描述同样也适用于本发明以下的模拟测试方法，这里不再赘述。

[0132] 在测试过程中，为了保证混凝土构件上的表面清洁度，可以采用角磨机等机械方式将混凝土构件粘接面的浮层除去，以及采用高压气枪将混凝土构件粘接面浮灰吹净。

[0133] 依据工程设计的设计嵌缝深度，在第二混凝土构件边缘由外向内划线标识出涂胶深度；依据设计嵌缝宽度，采用与嵌缝宽度等高的支撑定位块以混凝土下构件中心点为基，
均匀放置多块例如3块用于控制嵌缝的涂胶宽度。

[0134] 将第一和第二混凝土构件对齐组合；

[0135] 将深度定位条塞填于两构件形成的空隙划线处，保证涂胶缝尺寸；

[0136] 采用清洗剂对涂胶部位进行清洗；

[0137] 根据MF8702高性能防腐防护材料的施工工艺，将MF8702高性能防腐防护材料均匀地刮涂在第一混凝土构件的第二端面和第二混凝土构件的第三端面上；待MF8702高性能防
腐防护材料表干后，将待测试嵌缝弹性防水密封材料密实的填充于第一混凝土构件的第二
端面和第二混凝土构件的第三端面的MF8702高性能防腐防护材料之间；

[0138] 修整耐压试件接缝外观，按材料生产厂家要求养护。

[0139] 安装固定装置，通过所述固定装置固定所述第一混凝土构件和第二混凝土构件；

[0140] 之后，可以进行测试：通过管路将所述耐水压试件与注水加压装置连接，通过注水加压装置向所述第一混凝土构件的第二端面和第二混凝土构件的第三端面之间的加压空
腔注入水；通过控制系统设置测压压力、控压范围。如果在持续测试中试件未从嵌缝部位渗
水或者控制系统上对应显示的压力没有降低，则评估该嵌缝密封材料可以保持良好的粘接
和耐水压能力，即在该工况防水密封有效。如果在持续测试中试件从嵌缝部位渗水或者控
制系统上对应显示的压力低于设置值，则评估该嵌缝密封材料不具备良好的粘接和耐水压
能力，即在该工况防水密封无效。

[0141] 本发明所述的MF8702高性能防腐防护材料刮涂在混凝土粘接面，既能有效封闭了多孔性的混凝土表面，又加固了混凝土粘结面，保证了嵌缝密封材料与混凝土在长期水下
承压环境下的粘接；本发明所述的嵌缝防水弹性密封材料固化后水气透过率低，防水效果
好；长期浸水承压工况下，性能保持率高，有效使用寿命较其他市售嵌缝防水弹性密封材料
长。本发明的实施方式，相比于传统水利工程使用的其他密封防水方案而言，嵌缝防水弹性
密封材料与混凝土具有更好的粘接性、提高了嵌缝的承压能力，同时解决了长期水环境下，
混凝土因多孔性渗水影响嵌缝防水弹性密封材料与混凝土脱粘的问题，提高了嵌缝的水压
耐久性；改善了水利工程质量，降低工程的维护成本。

[0142] 下面通过具体测试方案实例论述本发明防水密封系统的优点：

[0143] 当水利工程工况为全年温差为35℃，混凝土构件的嵌缝间距为10m，工程管道直径为2m，嵌缝宽度设计为2cm，嵌缝深度设计为3.5cm时，各种防水密封方案的承压能力。

[0144] 具体测试方案如下：

[0145]

[0146]

[0147] 按照本发明中上述实施方法流程及要求进行验证：制备直径为2m±5mm的第一、第二混凝土构件；放置高度为2cm±1mm的支撑定位块；放置深度定位条，使嵌缝深度满足
3.5cm±1mm；嵌填防水密封材料；按照防水密封材料养护要求进行养护；由工况计算嵌缝位
移变化极限Smax为3.5mm；安装固定装置2，并通过调整固定装置的螺帽24位置，使混凝土试
件在承受水压过程中最大可变化位移为3.5mm，使测试过程更为贴近实际工况。设置测试加
压流程为0.05(1±5％)MPa*3d→0.10(1±5％)MPa*3d→0.15(1±5％)MPa*3d→0.20(1±
5％)MPa*3d→0.25(1±5％)MPa*3d,如此类推，按0.05MPa为一个节点参照本发明以上实施
方法进行测试，本处不再作赘述。

[0148] 实时跟踪测试结果为：

[0149] ⑴.防水测试方案1#混凝土试件：在水压刚加至0.40(1±5％)MPa并保持48h后，本发明所述嵌缝防水弹性密封材料出现胶体破裂，同时，控制系统显示该试件的压力降至
0.16MPa，预估该防水方案在该工况条件下，可以耐压0.35MPa，即35m水压下适用；

[0150] ⑵.防水测试方案2#混凝土试件：维持0.15(1±5％)MPa*5h后，在混凝土第一构件11的第二断面112出现本发明所述嵌缝防水弹性密封材料胶体破裂泄压现象；同时，控制系
统显示该试件的压力降至0.09MPa，预估该防水方案在该工况条件下，可以耐压0.10MPa，即
10m水压下适用；

[0151] ⑶.防水测试方案3#混凝土试件：在由0.05MPa升压至0.10MPa过程中，升至0.08MPa时，嵌缝防水弹性密封材料变形明显，在混凝土第一构件11的第二断面112出现本
发明所述嵌缝防水弹性密封材料胶体破裂泄压现象，同时，控制系统显示该试件的压力降
至0.02MPa，预估该防水方案在该工况条件下，可以耐压0.05MPa，即5m水压下适用；

[0152] ⑷.防水测试方案4#混凝土试件：在水压刚加至0.15(1±5％)MPa*69h后，外购防水密封材料出现胶体破裂，同时，控制系统显示该试件的压力降至0.09MPa，证明该防水方
案在该工况条件下，可以耐压0.10MPa，即10m水压下适用。

[0153] ⑸.防水测试方案5#混凝土试件：维持0.25(1±5％)MPa*5h后，在混凝土第一构件11的第二断面112出现本发明所述嵌缝防水弹性密封材料脱粘泄压现象，混凝土有少量结
构剥落；同时，控制系统显示该试件的压力降至0.13MPa，证明该防水方案在该工况条件下，
可以耐压0.20MPa，即20m水压下适用；

[0154] ⑹.防水测试方案6#混凝土试件：维持0.10(1±5％)MPa*47h后，在混凝土第二构件12的第一断面121出现本发明所述嵌缝防水弹性密封材料脱粘泄压现象；同时，控制系统
显示该试件的压力降至0.06MPa，预估该防水方案在该工况条件下，可以耐压0.05MPa，即5m
水压下适用；

[0155] ⑺.防水测试方案7#混凝土试件：维持0.05(1±5％)MPa*29h后，在混凝土第一构件11的第二断面112出现本发明所述嵌缝防水弹性密封材料脱粘泄压现象，同时，控制系统
显示该试件的压力降至0.01MPa，预估该防水方案在该工况条件下，只能在5m以下水压下适
用；

[0156] ⑻.防水测试方案8#混凝土试件：维持0.15(1±5％)MPa*22h后，在混凝土第一构件11的第二断面112出现外购防水密封材料脱粘泄压，混凝土粘接面有少量结构剥落现象，
同时，控制系统显示该试件的压力降至0.09MPa，证明该防水方案在该工况条件下，可以耐
压0.10MPa，即10m水压下适用。

[0157] 按照本发明测试方法，对采用以上不同防水方案制备的混凝土试件进行不同水压工况测试结果显示，按照每种防水方案制备的混凝土测试件的耐水压能力不同。

[0158] 综合而言，市场现有的嵌缝防水弹性密封材料耐压能力不及本发明所述嵌缝防水弹性密封材料；通过与市售常温固化的双组分环氧材料复合施工，均可改善嵌缝防水弹性
密封材料的耐水压能力；但，采用本方明所述的防水密封方案：即本发明所述的嵌缝防水弹
性密封材料与市售郑州中原思蓝德高科股份有限公司的生产的MF8702高性能防腐防护材
料复合使用，可以更优地提高密封材料的承水压能力及承压耐久性。采用本发明所述防水
系统后，本发明所述嵌缝防水弹性密封材料的耐压能力由0.25(1±5％)MPa*5h最大提高到
0.40(1±5％)MPa*48h，承受水压由20m提高到35m。原因有2点：一是嵌缝防水材料的本体强
度提高了耐压性；二是MF8702高性能防腐防护材料加固了混凝土表层，同时保证了长期水
压环境下，所述嵌缝材料与基材的粘接性，从而改善了承压能力。

[0159] 本领域技术人员应当注意的是，本发明所描述的实施方式仅仅是示范性的，可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进。因而，本发明不限于上述实施方式，而仅
由权利要求限定。