聚脲防水层施工工艺及质量控制

■ 刘秀国

1 工程概况

京沪高速铁路土建二标段的喷涂聚脲防水层施工为德禹特大桥DK330+092.96—DK384+834.5，线路长54.74 km。桥面聚脲施工范围为：桥面防护墙内侧（净宽8.8 m），底座板铺设区域为两层喷涂（底胶层、聚脲弹性防水涂料），底座板以外为三层喷涂（底胶层、聚脲弹性防水涂料、脂肪族聚脲面层）。

喷涂（纯）聚脲（俗称纯聚脲）防水涂料是一种A、B双组份，无溶剂，快速固化的弹性防水材料。A组份是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半顶聚物；B组份是由端羟基化合物和端氨基扩链剂组成的混合物，并不得含有任何羟基成分和催化剂，但允许含有少量颜料及分散助剂。A、B组份在专用喷涂设备的喷枪内混合喷出，快速反应固化成弹性体防水膜。京沪高速铁路德禹特大桥聚脲防水层施工主要包括基层处理（局部修补→抛丸施工→打磨）、底涂施工、喷涂聚脲防水层、裸露部位喷涂脂肪族面层。

2 聚脲防水层施工

喷涂聚脲防水层的施工流程：原材料检验→基层处理→底涂施工→喷涂聚脲防水涂料施工→脂肪族聚脲面层施工→养护→试验检测（见图1）。

喷涂聚脲防水层的施工，首先要进行原材料检验，包括必须经过检测的聚脲双组份原料（或提供每批原料原产地证明或第三方检测证明），以证实施工采用的原材料确实为合格的聚脲产品。防水层施工前要进行基层验收，做到表面平整、清洁，坡度棱角分明、无尖锐异物、不起砂、不起皮、无蜂窝麻面、无凹凸不平等。不同基层表面粗糙度对喷涂聚脲防水的影响很大，基层表面粗糙程度太小，聚脲防水层与基层黏结力将会减弱；基层表面粗糙程度太大，则表面平整度不好，厚度不均，影响整体防水层质量。梁面基层处理满足要求是保证防水层黏结性能的基础，也直接影响防水层表面平整度、厚度不均和整体抗剪切性能，因此基层处理尤为重要。界面剂施工采用辊涂工艺，边角沟槽辅以刷涂施工。表面均匀无漏涂、堆积和明显缺陷，验收合格后进行下道工序施工。

界面剂施工前，梁面温度不小于5 ℃。检测梁面含水率应不大于7%，采用1 m2的塑料薄膜铺在待测梁面上，四周用胶带密封，3～4 h后掀开薄膜，观察薄膜及待测梁面表面，如有水珠或梁面颜色加深，则含水率较高，视为不合格；反之，含水率较低并视为合格。界面剂辊涂要求人工少量使用材料，反复用力挤压辊涂，使界面剂溶液能够均匀较薄渗透到抛丸后的梁面上。界面剂一般在2～3 h内表干后经验收合格，进行第一遍修补腻子的刮涂。

由于梁面抛丸完成后存在诸多大气孔、针眼、小坑洞等缺陷，底涂施工只能处理极小毛细针眼和气孔，对大气孔、小坑洞必须采取修补腻子进行刮涂，温度宜控制在9 ℃以上。首先将配制好的修补腻子分批分量倾倒在梁面上（根据每次刮涂量适量倾倒），人工采用后退的方式进行刮涂，尽量控制抹板速度，左右反复增加抹板次数（抹板面积还是掺半），尽可能使腻子渗透填满每个气孔、针眼等缺陷位置，刮涂完成后严禁人员在上边行走，在温度作用下，气孔和小坑洞内气体膨胀将会顶起修补好的腻子形成鼓泡，此时人工铲除气泡，用同样的方法再次修补腻子进行刮涂，待腻子实干后认真检查梁面缺陷，对局部较大坑洞采用点补的方法进行修补，这样处理一方面将梁面还存在的气孔和针眼彻底封闭，另一方面进一步增加聚脲和基层粘结力，促使聚脲和基层更好的结合。需要注意的是，底涂和腻子施工时尽量刮涂越薄越好，从而达到预期效果。经过上述基层处理基本上可以消除气泡、针孔等质量通病。

底涂施工采用辊涂工艺，边角沟槽辅以刷涂施工。底涂施工前，梁面温度不小于9 ℃，且梁面温度应高于露点温度3 ℃，在第二遍修补腻子施工24 h内，完全实干的条件下进行辊涂。对涂刷区域进行墨线弹划，尽量慢推辊筒。首先辊筒一侧沿墨线在纵向分界线的位置进行涂刷，保证底涂区域宽度和线形；其次在墨线范围内即底座板范围内进行纵向涂刷，每次涂刷保证辊筒掺上次涂刷面积的50%，纵向涂刷完成后再次调整辊筒方向，从梁端开始，在已涂刷梁面的基础上改用横向涂刷，这样纵横涂刷基本上使底涂均匀覆盖，此次底涂完全浸入梁体封闭混凝土基层水分、气孔能达80%以上。要求人工尽可能少量使用材料，反复用力挤压辊涂，使底涂溶液能够与修补腻子相容。底涂采用环氧或聚氨酯2种材料，一般可分为低温（0～15 ℃）、常温（15～35 ℃）和高温（＞35 ℃）型，施工时应根据所处地域环境的气候条件确定，并能够适用于潮湿基层，即底涂施工宜在基层含水率＜7%的条件下进行，如含水率≥7%，则应按潮湿基层条件施工，选用潮湿基层底涂料进行处理，但基础表面不能出现明水。底涂用量不宜低于0.4 kg/m2。

喷涂聚脲防水层一般在底涂施工完成2 h后进行，24 h前进行喷涂聚脲弹性防水涂料。

喷涂聚脲防水层施工结束后，若发现涂层有鼓泡、遗漏等缺陷，需要对涂层缺陷进行修补。如缺陷部位喷涂时间较短（≤6 h），则可对缺陷涂层表面进行打磨、清理后直接进行二次喷涂聚脲防水材料；如果缺陷部位喷涂时间较长（＞6 h），则应在缺陷涂层表面、并向外扩展5～10 cm，打磨清理后，施作专业粘结剂，然后采用专用修补设备喷涂聚脲修补、刮平，使整个涂层连续、致密、均匀。

聚脲喷涂施工完成后，按照施工时的温度养护24 h后，逐渐缓慢降温到环境温度10 ℃以上，梁面温度5 ℃以上，养护7 d。

最后进行试验检测。首先是材料检查。喷涂聚脲防水涂料、底涂、脂肪族聚氨酯面层、搭接专用黏接剂的检验项目和检验频次按规定进行；其次进行现场检验，对基层处理、底涂、聚脲防水层外观、厚度、黏结强度、不透水性等进行检测和脂肪族聚氨酯面层的检验。

3 喷涂聚脲施工质量控制

喷涂聚脲施工常见质量问题有鼓泡（局部鼓泡、大面积鼓泡、层间鼓泡）、防水层基层脱落和针孔。鼓泡的产生原因和解决方法见表1；防水层基层脱落的原因是基材处理不当或底涂问题，解决方法为返工重做，同时加强施工过程和基材控制；针孔产生的原因是底材孔洞多，解决方法是修补孔洞，并多道薄层施工。

喷涂聚脲施工的质量控制要点包括：

（1）加强喷涂聚脲A、B组份原材料的运输、存储保温措施，确保温度达到10 ℃以上。

表1 鼓泡的产生原因及解决方法

（2）喷涂聚脲前，对聚脲A、B组份进行2 h的加热和保温。

（3）界面剂、修补腻子、底涂辊涂和刮涂越薄越好，达到完全封堵梁面气泡的目的。

（4）如果温度允许，底涂施工尽可能超前施工，因为底涂实干时间较长，这样便和聚脲形成一个周期差，不但提高施工效率，又能保证质量。

（5）严格控制底涂实干时间，如果底涂未能达到实干，喷涂出聚脲防水层会形成鼓包，大片起皮，黏结力达不到要求。

（6）对剪力齿槽和侧向挡块、防护墙等暂时不喷涂聚脲区域采取彩条布等进行遮挡，保证不被污染。

（7）施工过程中，应加强监测和试验检测，及时发现问题，以便针对性采取有效措施，有效控制防水层施工质量。

（8）聚脲施工工序要严格控制，每道工序必须在上一道工序完全表干后进行，否则拉拔力不够。

（9）涂层有漏涂、鼓泡、针孔及损伤等缺陷时，应进行修补。面积小于250 cm2的应采用涂层修补料进行修补；面积大于250 cm2时宜采取二次喷涂的工艺进行修补。针孔应逐个用涂层修补材料修补，修补后的涂层厚度不应小于原涂层厚度。

4 施工安全防护

喷涂聚脲施工时因喷涂的物料温度较高（一般在60 ℃左右），又存在飞溅，基层处理剂、面漆一般均含有可挥发的溶剂，同时喷涂作业时物料将被雾化，若安全防护措施未做好，雾化物料很容易落在体表或吸入呼吸道，引发严重安全问题。因此，施工过程中进场人员必须穿防护服、佩戴护目镜和防毒面具、塑胶手套、穿好安全鞋。具体防护措施应做好以下几点：

（1）眼睛保护：喷涂过程中可能接触气雾，应佩戴化学安全护目镜。眼睛一旦接触原料，应立即用流动水冲洗15 min以上，冲洗时撑开眼帘。如果发炎不消除，应反复冲洗，并立即接受药物治疗。现场喷涂施工时可使用全封闭式防护眼罩。

（2）呼吸系统保护：施工人员佩戴经认证的呼吸防护设备，可选用自吸过滤式防毒面具，有效保护鼻腔、口腔等呼吸器官。

（3）皮肤保护：现场喷涂人员佩戴化学品手套和脚套；身体防护应穿一般的连体式防工作服，同时也可以保护头部。

（4）密闭部位施工注意防火防爆，进入现场要戴好安全帽。杜绝火源：喷涂时必须做到严禁吸烟，禁止携带火种，严禁任意使用明火和易于燃烧的用具及装置，同时施工现场保证良好的通风（冬季施工），每次喷涂完毕都应采用特定的清洗剂对喷枪进行清洗。空气压缩机的安全阀不能随意调节，压力必须在允许范围内，停喷时应及时将安全阀锁住。任何情况下喷枪枪口都不能朝向人体。

[1]建设部［2005］160号 客运专线铁路桥涵工程施工质量验收暂行标准[S]

[2]科技基［2009］54号 京沪高速铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件[S]

[3]科技基［2009］117号 客运专线铁路桥梁混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件[S]