一种高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶及其制备方法和使用方法与流程

本发明属于嵌缝胶，具体涉及一种高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶及其制备和使用方法。

背景技术：

1、在无砟轨道结构中，底座板、道床板等为长线连续浇筑结构，为了保证结构的平顺性和稳定性，往往需要每隔一段距离设置一处伸缩缝，以适应不同温度下混凝土结构的变形。同时，在轨道结构与线下基础、线间封闭层的接口处，需要采用弹性的嵌缝材料进行防水密封。嵌缝材料是一种能嵌填封闭接缝，借助干燥、温度变化、溶剂挥发和化学交联等过程达到与基材稳定粘接，并逐渐定型为塑性固态或弹性，起防水、密封、减震、防腐等作用的密封材料。

2、伸缩缝的密封处理是高速铁路无砟轨道综合防水系统的重要环节，如果嵌缝材料失效，水会沿着接缝处进入无砟轨道结构内部，对无轨道结构的耐久性造成严重影响。常见的嵌缝材料失效情况包括嵌缝材料与混凝土离缝，嵌缝材料开裂；伤损的主要形式包括无道床与基床表层间冒浆、道床板起拱。例如在高速列车动荷载的作用下，由于动水压的作用，导致无砟道床/基床表层冒浆；冬季温度降低，水结冰冻胀，会导致道床拱起，影响线路平顺性，造成行车安全隐患。

3、目前国内混凝土伸缩缝所用的密封材料以沥青类材料和聚氨酯类材料为主。沥青类密封材料具有原料易得，成本低廉等优点，但是存在施工工艺复杂，需要加热后才能使用，对环境及施工人员危害大；温度适应性较差，低温易发脆，高温易流淌挤出；耐老化性较差，使用寿命短等缺点。聚氨酯类密封材料多数为双组分包装，需现场计量混合，极易因计量差错造成材料不固化或固化后性能无法满足要求；温度敏感性较高，低温(≤5℃)条件下，固化速度慢，对性能影响大。而密封材料的失效会导致混凝土接缝处密封功能丧失，对混凝土结构的耐久性造成较大的损伤。作为耐候性和施工性等优越的硅酮嵌缝密封材料近十几年来获得了迅速发展，并广泛应用于混凝土的接缝处理。

4、jt/t 589—2004《水泥混凝土路面嵌缝材料标准》明确规定了不同施工方式嵌缝材料的技术指标。该标准将常温施工式嵌缝材料分为通用类和硅酮类，其中对硅酮类嵌缝材料的柔顺性指标要求更高，拉伸量和延伸性分别要求≥100mm和≥600％(通用类只要求≥25mm和≥400％)；另外，标准还对硅酮类嵌缝材料的老化性能进行了规定。一般的硅酮嵌缝密封材料难以满足标准要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶及其制备和使用方法，该嵌缝胶具有高柔顺性、老化性能的特点。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一方面，一种高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶(下文也称为硅酮嵌缝胶)，按重量份计，包括以下组分：混合基础聚合物100份，增塑剂15-55份，填料75-120份，有机蒙脱土5-10份，触变剂0.5-5份，交联剂1-5份，催化剂0.05-2份，扩链剂2-5份，光稳定剂0.5-3；

4、优选地，所述高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶，按重量份计，包括以下组分：混合基础聚合物100份，增塑剂15-35份，填料75-100份，有机蒙脱土5-8份，触变剂0.5-5份，交联剂1-3份，催化剂0.05-2份，扩链剂2-3.5份，光稳定剂0.5-2；

5、优选地，所述混合基础聚合物为硅氧烷改性聚醚s810和烷氧基封端聚二甲基硅氧烷的混合物；

6、优选地，所述硅氧烷改性聚醚s810和所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷之间的质量比为1:1-1.5；

7、优选地，所述烷氧基封端聚二甲基硅氧烷为甲氧基封端聚二甲基硅氧烷和/或乙氧基封端聚二甲基硅氧烷。

8、本发明的混合基础聚合物较单一的基础聚合物具有更均衡的基础性能。

9、优选地，所述增塑剂为二丙二醇二苯甲酸酯。本发明的增塑剂可以降低硅酮嵌缝胶(即本发明的高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶)的模量，提高伸长率，改善未硫化硅酮嵌缝胶的粘度和挤出性能。

10、优选地，所述填料为活性碳酸钙和重质碳酸钙的混合物；

11、优选地，所述活性碳酸钙和所述重质碳酸钙之间的质量比为2:1-1.5。由于未经补强的硅酮嵌缝胶硫化后强度很差，需经填料补强后才有应用价值。活性碳酸钙和重质碳酸钙是理想的补强材料。

12、优选地，所述有机蒙脱土为纳米有机蒙脱土(ottm)。纳米有机蒙脱土分散在嵌缝胶中，形成的纳米效应能增强表面作用力，且嵌缝胶中原本大量相对自由的分子链能够固定在纳米有机蒙脱土的片层上，从而起到了提高力学性能、抗老化性能。纳米蒙脱土能够替代二氧化硅的使用，避免出现二氧化硅易团聚导致分布不均的问题。

13、优选地，所述触变剂为聚酰胺蜡。聚酰胺类化合物(聚酰胺蜡)是密封胶制备过程中普遍使用的触变剂，是由二元酸和二元胺通过缩聚反应而制成的低分子量蜡，再通过低温活化制作得到的浆体，其含有丰富的羟基和酰胺基，能形成较强的氢键和网络状结构，从而提高硅酮嵌缝胶黏度。

14、优选地，所述交联剂为甲基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷中的一种或多种。交联剂作为硅酮嵌缝胶的主要助剂，它能使线性型聚硅氧烷交联成网状结构的弹性体。

15、优选地，所述催化剂用于加快密封胶的硫化速度，使其在室温下很快硫化成弹性体，在制作酮肟型硅酮嵌缝胶时常用的催化剂是有机锡催化剂，包括二正丁基二月桂酸锡、草酸亚锡和辛酸亚锡中的一种或多种。

16、优选地，所述扩链剂为乙二醇、二甘醇、1,2-丙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇(bdo)、1,6-己二醇(hd)中的一种或多种。

17、优选地，所述光稳定剂为2-(2'-羟基–3'，5'-二叔丁基苯基)苯并三唑。

18、另一方面，本发明提供一种上述的一种高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

19、s1、将混合基础聚合物、增塑剂、填料、触变剂于90-150℃混合脱水30-90min；

20、s2、将步骤s1所得产物与交联剂、催化剂、扩链剂、有机蒙脱土、光稳定剂进行混合，即得。

21、再一方面，本发明提供一种上述的一种高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶的使用方法，该方法包括以下步骤：

22、1)清理嵌缝：嵌缝施工好之后，将其中的灰层或者泥沙等杂质清理干净，并进行冲洗干燥；

23、2)安装泡沫衬条：选择宽度需要比嵌缝的宽度宽2～5mm的泡沫衬条，将泡沫衬条安装于嵌缝的底部且固定，防止灌筑嵌缝胶时泡沫衬条上浮、漏胶、灌筑不饱满等不良现象的发生；

24、3)注胶密封：将前述的高速铁路无砟轨道可伸缩嵌缝胶挤压到泡沫衬条上，然后对所述嵌缝胶进行刮压处理，排除所述嵌缝胶中的气泡，以免影响所述密封胶和嵌缝之间的粘接性能。然后再使用足够多的所述嵌缝胶于嵌缝中，使得嵌缝能够填满；

25、4)表面修正：对所述嵌缝胶进行刮压，使得所述嵌缝胶的胶面能够形成一个凹月面，其凹月面的最低大小应该与混凝土墙面相差8～10mm。

26、本发明的有益效果是：

27、1、本发明按比例选择硅氧烷改性聚醚s810和烷氧基封端聚二甲基硅氧烷作为混合基础聚合物，结合其他原料制备硅酮嵌缝胶，较单一基础聚合物具有更优的性能。

28、2、本发明使用的纳米有机蒙脱土分散在嵌缝胶中，形成的纳米效应能增强表面作用力，且嵌缝胶中原本大量相对自由的分子链能够固定在纳米有机蒙脱土的片层上，从而起到了提高力学性能、抗老化性能。