鐵路橋梁橋面防水層施工技術的研究

廖俊鵬

【摘 要】鐵路橋梁橋面防水層是橋面鋪裝的重要組成部分，是橋梁上部梁板的重要保護層，橋面防水層的使用壽命在某種程度上對橋梁使用壽命起到重要作用。目前，噴涂聚脲防水層已在我國鐵路橋梁混凝土橋梁中廣泛應用。本文詳細闡述了鐵路橋梁橋面防水層施工技術的相關要點。

【關鍵詞】鐵路橋梁；橋面防水層；聚脲；基層；底涂

一、鐵路橋梁橋面噴涂聚脲防水層的基本原理及優(yōu)勢

（一）基本原理

噴涂聚脲涂料是一種 A、B 雙組份、無溶劑、快速固化的彈性防水材料，是由異氰酸酯組份（簡稱A 組份） 與氨基化合物組份（簡稱B組份） 反應生成的一種彈性體物質(zhì)（ 國內(nèi)俗稱純聚脲）。異氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的 A 組份可以是單體、聚合體、異氰酸酯的衍生物、預聚物和半預聚物。預聚物和半預聚物是由端氨基或者端羥基化合物與異氰酸酯反應制得。其中的B組份必須是由端氨基樹脂和端氨基擴鏈劑組成，在端氨基樹脂中，不得含有任何羥基成分和催化劑，但可以含有便于顏料分散的助劑。其化學原理為：

綜合聚脲樹脂的反應特性和 RIM 技術的快速混合、快速成型的特點，通過調(diào)整反應體系中材料的配比得到不同性能、不同固化時間、不同柔性、韌性到硬度較大的耐沖擊磨損涂層，固化時間可以從幾秒到很長時間調(diào)節(jié)，可適應極端氣溫在 -35℃ ～75℃內(nèi)的復雜氣候和環(huán)境條件。其關鍵技術主要有兩方面，一是氨基聚醚、液態(tài)胺擴鏈劑與異氰酸酷的反應原理及其工業(yè)化，二是噴涂所需要的專業(yè)化設備。脂肪族面層具有良好的防滑、耐磨、耐黃變、耐老化和耐化學腐蝕性能。長時間紫外照射后不粉化、不變色，具有良好的彈性和拉伸性能。在聚脲防水層上設置彈性脂肪族保護面層，有利于延長其使用壽命。

（二）技術優(yōu)勢

防水工程按設防材料的種類可分為： 卷材防水、涂膜防水、密封材料防水、混凝土和水泥砂漿防水、塑料板防水、金屬板防水等。聚脲防水涂層作為一種新型的防水施工技術，具有傳統(tǒng)防水施工所不可比擬的優(yōu)勢，能夠滿足橋面的連續(xù)密閉防水性、耐久性、梁體在靜動荷載和長期荷載下的變形和疲勞性能要求，可在野外大規(guī)模的快速施工并能保證質(zhì)量。

1、固化快，10s凝膠，10min 達到步行強度。

2、100%固含量，零 VOCs，對環(huán)境友好。

3、施工速度快，單機日施工 1000m2以上，可適于野外大面積快速作業(yè)。

4、一次施工達到厚度，克服多層施工的弊病。

5、優(yōu)異的物理性能，如抗張強度、伸長率高、耐介質(zhì)、耐磨、抗沖擊等。

6、涂層致密、無接縫，與混凝土和鋼等底材附著力好，不分層，達到皮膚式防水，效果極佳。

7、耐候性好，免維護，脂肪族體系戶外可長期使用。

二、鐵路橋梁橋面聚脲防水層施工技術要點

（一）基層處理

1、基層條件

混凝土橋面質(zhì)量應滿足《客運專線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗收暫行標準》或設計要求。橋面基層平整度和強度符合設計要求，防護墻根部以內(nèi)的橋面清潔、干燥，不得有空鼓、松動、蜂窩麻面、浮碴、浮土、脫模劑和油污。

2、基層處理

橋面混凝土基層處理采用拋丸機進行，設備具備同步清除浮漿、吸塵、帶有驅(qū)動行走系統(tǒng)和自循環(huán)回收的功能。橋面拋丸須選擇合適的噴丸關鍵參數(shù)，包括拋丸料規(guī)格、丸料流量、設備行走速度。參數(shù)確定后，按“S”型走行順序清理橋面基層。拋丸后的表面粗糙度達到SP3-SP4等級。處理完的混凝土基材不得有浮灰。

對于拋丸機不易施工的區(qū)域，特別是防護墻根部、側(cè)向擋塊等部位的混凝土表面，使用角磨機清理，應注意不得產(chǎn)生打磨溝痕。

（二）底涂施工

1、技術要求

底涂是涂裝在混凝土表面，起到封閉針孔、排除氣體、增加聚脲與基層附著力的一種涂層材料，與混凝土基層及聚脲涂層有很好的粘結(jié)作用，具有良好的滲透力，其作用是粘結(jié)混凝土基層與聚脲涂層，封閉混凝土基層的水分、氣孔并修正基層表面的微小缺陷。

2、作業(yè)要點

底涂可采取滾涂或者滿刮的方式作業(yè)。施工前對基層進行檢查，當平整度、密實度不滿足要求時用膩子修補，確?；炷粱嫫秸?、密實，無孔洞。底涂施工完畢后，目測檢查其均勻程度、有無漏涂和明顯缺陷，若有應及時修補。

（三）噴涂聚脲防水涂料

1、作業(yè)條件

基層溫度高于露點溫度3℃，濕度小于70%，基面含水率小于7%。已對橋面上的預埋件、側(cè)向擋塊基座、防護墻等進行遮擋，避免污染。

2、噴涂方法

噴涂聚脲防水涂料的施工，以機械噴涂為主，人工噴涂為輔。先使用機械化設備對橋面平整部分進行噴涂，對機械噴涂不能達到的特殊部位進行人工噴涂。一次整體噴涂時：采用機械和人工噴涂的防水層施工應為同時間、同進度，共同施工，一次成型。

施工前需將B料攪拌15分鐘以上，施工過程中應保持連續(xù)攪拌。先在非工作面上試噴，觀察涂層固化時間及A、B組分混合是否正常，如正常方可進行防水層的噴涂。

每個工作日正式噴涂作業(yè)前，應在施工現(xiàn)場先噴涂一塊400mm×400mm、厚度不小于2.0mm的樣片，由施工技術主管人員進行外觀質(zhì)量評價并留樣備查。當涂層外觀質(zhì)量達到要求后，方可按確定的工藝參數(shù)開始噴涂作業(yè)。

每道涂層采用縱橫交叉噴涂。且第二次覆蓋第一次的70%。噴槍應和基材保持垂直，高度以65cm左右適宜。噴涂結(jié)束后，檢查涂層，有缺陷的部位用手工料修補達到標準要求。

（四）脂肪族面層施工

1、技術要求

脂肪族面層主要起到耐磨、裝飾、防變色、防紫外線老化、防粉化，保護聚脲防水層的作用。應涂刷均勻，色澤一致，不得漏涂，目測無氣泡、開裂和剝落，厚度大于或等于200μm。

2、作業(yè)要點

可采用人工涂刷工藝，宜在聚脲防水層施工完畢后6h內(nèi)完成。脂肪族面層施工前，應對相應區(qū)域聚脲防水層表面進行清潔處理，保證聚脲層表面干燥、無灰塵、油污和其它污染物；當與聚脲防水層施工間隔超出規(guī)定時，采用專用搭接劑進行處理，做好層間搭接。

（五）防水層施工中應注意的問題

1、基層處理時一定要注意對混凝土表面的清潔和裂紋缺陷的修補。若基層表面的浮漿、粉塵、油污、雜物等沒有清理干凈，會造成涂層與基層粘結(jié)不牢，嚴重時甚至會出現(xiàn)大面積的脫落。基層表面有縫隙、空洞時，應認真用灌注砂漿或修補膩子等進行修補，如果在缺陷存在的情況下施工，裂紋、空洞會在應力集中的情況下擴大，造成涂膜的擴張，嚴重時將涂膜拉斷，直接失去防水作用。

2、拋丸時要嚴格控制粗糙度。粗糙度過小會導致粘結(jié)力不夠，而粗糙度過大會帶來大量的底涂和修復工作量，也不利于粘結(jié)強度。

3、加強對底涂材料、修補膩子的質(zhì)量檢測，各種材料應具有良好的相容性，可以相互滲透。底涂材料必須確保能滲入梁面基層，增強與基層的粘結(jié)性能。

4、底涂、膩子施工要加強過程控制，達到實干狀態(tài)后再進行下道工序，防止出現(xiàn)鼓包等質(zhì)量缺陷。若施工完畢后發(fā)現(xiàn)有針眼、鼓包等缺陷，應及時修補，符合要求后才能進行下道工序，防止噴涂聚脲后造成質(zhì)量缺陷。

5、底涂、膩子、聚脲和脂肪族面層等都是 A、B 組分材料，作業(yè)時一定要嚴格控制材料配比并混合均勻，避免因比例不當造成產(chǎn)品質(zhì)量不滿足技術要求。

6、聚脲噴涂作業(yè)時應嚴格保證基層溫度應高于露點溫度 3℃以上，防止形成層間水膜，導致脫層或者鼓包。

三、結(jié)束語

防水涂層的施工質(zhì)量影響到鐵路混凝土橋梁的使用效率和耐久性，更重要的是客運的安全性。通過噴涂聚脲彈性涂料防水層的施工，得出防水基層的處理、基層處理劑的配套及涂布、噴涂聚脲前的材料、設備、環(huán)境條件準備、噴涂技能是獲得高質(zhì)量聚脲涂層的保證。

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