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图 1 聚脲材料破坏形式示意

料。目前，聚脲砂浆主要应用在水工建筑物封缝防渗领域，例如珠江三角洲水资源配置工程，吉林省
中部城市引松供水工程等。但现场调查发现，大部分采用聚脲砂浆填充水工建筑物结构缝、裂缝的工
程，均出现防渗涂层脱落、断裂、渗水现象，没有达到设计效果。也有采用先在基材处涂抹一层单组
分聚脲，再进行聚脲砂浆嵌填的工艺，效果并不理想。李炳奇等对单组分聚脲进行了一系列研究，包
括防渗涂层结构设计 ［9-10］ ，变形行为、力学性能试验研究 ［11-14］ ，反向水压作用下现场试验和数值模拟
研究 ［15-16］ ，单组分聚脲在高寒地区、高速水流冲磨等条件下相关性能研究 ［17-18］ 等。本文针对聚脲砂浆
在实际工程应用中出现的一系列不良现象，对聚脲砂浆复合材料的物理力学性能指标进行深入试验研
究，以为实际工程应用提供科学指导。
本研究基于室内拉伸试验，探讨单组分聚脲与玻璃砂之间的耦合作用，考察聚脲砂浆的受力变形
行为和破坏模式，分析不同玻璃砂粒径及配比条件下的变形能力和强度特性。本研究以单组分聚脲和
双组分聚脲作为对比试验组，对比聚脲砂浆与对比试验组之间的物理性能指标差异，探讨聚脲砂浆与
对比试验组之间的区别和优劣，以为水工建筑物封缝防渗材料的选择和应用提供指导。

2 聚脲砂浆试验试样

本次研究材料采用珠江三角洲水资源配置工程及南水北调穿黄隧洞工程中现场实际应用的三种类
型聚脲，分别为单组分聚脲、双组分慢反应聚脲、双组分快反应聚脲。其中，单组分聚脲各项性能指
［19］
标满足 《单组分聚脲防水涂料》（JC/T 2435—2018） 规范要求，双组分慢反应聚脲、双组分快反应聚
［20］
脲各项性能指标满足 《喷涂聚脲防水涂料》（GB/T 23446—2009） 规范中Ⅰ型要求。
2.1 试样种类 聚脲砂浆采用两种工艺制作成圆柱型和 H 型两类试样。第一种是底漆干燥后直接制
样，属于常规工艺，文中不做特殊标记。第二种是底漆干燥后，先在其表面涂刷一层 1 mm 厚单组分
聚脲，待单组分聚脲表干后进行制样，称为工艺 A。每类试样制成 4 组，各组材料与配比详见表 1。本
文采用了两种不同粒径的玻璃砂，分别为 16-30 目玻璃砂 （玻璃砂粒径为 0.6 ~ 1.18 mm）、70-120 目
玻璃砂 （玻璃砂粒径为 0.125 ~ 0.212 mm）。
2.2 圆柱型试样 混凝土基材尺寸为直径 20 mm，高度 30 mm，聚脲砂浆高度为 60 mm。圆柱型拉伸
试样如图 2 所示。
圆柱型拉伸试件制备满足条件：（1）按照 《建筑密封材料试验方法 第 1 部分：试验基材的规定》
［21］
（GB/T 13477.1—2002） 采用 M1 方法制备混凝土基材，每个试件有 2 个基材。详细尺寸见图 2（a）；
（2）按对应重量比称取单组分聚脲和玻璃砂制备聚脲砂浆，将玻璃砂混入单组分聚脲中，充分搅拌，
确保玻璃砂无堆积、结块，直至混合均匀；（3）混凝土基材和聚脲砂浆之间涂刷底漆，借助模具每种
试验材料制作 5 个试件，并在标准试验条件下养护至少 7 d。圆柱型试样实物图见图 2（b）。

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