高速铁路桥梁梁面聚脲防水层喷涂施工技术

刘金成

高速铁路桥梁梁面聚脲防水层喷涂施工技术

刘金成

结合京沪高铁的建设,详细介绍了梁面聚脲防水层的施工技术要点,并通过工程实例进行了论证,结果表明该技术的应用取得了明显的经济效益和社会效益。

聚脲防水层,施工技术,高速铁路

1 概述

喷涂聚脲防水涂料(俗称纯聚脲)是一种新型的防水层材料。聚脲弹性体防水层弹性好,耐磨性好,耐低温,性能可调节范围广,抗腐蚀性能好,并且施工时固化快。通过本施工技术很好地解决了防水层和粗糙的混凝土基层之间粘结不好,封边不好等技术难题,大大地增强了桥梁结构的耐久性和使用寿命,取得了明显的经济效益和社会效益。

2 工艺原理

喷涂聚脲(俗称纯聚脲)防水涂料是一种A,B双组分、无溶剂、快速固化的弹性防水涂料。A组分是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物;B组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物。A,B组分在专用喷涂设备的喷枪内混合喷出,快速固化反应生成弹性体防水膜。

本技术采用抛丸进行梁面基层处理,保证梁体表面粗糙均匀,有效增强防水涂料在梁体表面的附着力,并且使梁面缺陷提前暴露出来,使用腻子等专用材料对梁体表面针孔等缺陷进行修补,然后再刷底漆增强防水涂料与梁体的粘结,最后采用专用机械喷涂聚脲防水涂料,并且在暴露面再喷涂脂肪族面漆保护层,最终在梁面形成聚脲弹性体防水层,将聚脲防水膜牢固、紧密地粘结在混凝土梁面,从而起到梁面防水,隔绝有害物质侵入的效果。

3 施工工艺及操作要点

3.1 工艺流程

基层交接→基层处理(抛丸、打磨)→刮、辊、刷涂腻子底涂→满刮 PU修补腻子→喷、刮、辊涂聚脲底涂(加色素)→修补针眼→喷涂(纯)聚脲防水涂料→辊涂脂肪族聚氨酯面层(底座板外暴露区域)。

3.2 操作要点

3.2.1 基层验收

梁面防水层施工前依据《京沪高速铁路无砟轨道梁面质量验收管理实施细则》进行验收,不合格处需进行打磨处理,梁面验收标准如下：

1)梁面加高平台平整度满足 3mm/4m的要求,对不满足3mm/4m但在 8mm/4m范围内的,用 1 m靠尺检测,若满足2mm/1m则可以判定为合格。梁端 1.45m范围平整度要求满足2mm/1m。2)梁面加高平台高程允许误差 ±7mm,梁端 1.45m范围不准出现正误差。3)梁端凹槽深 50mm,允许偏差±10mm。4)相邻梁端高差不大于 10mm。

3.2.2 基层处理

为保证防水层与梁面之间的可靠粘结,在施工防水层前要对梁面基层进行一定的处理,基层处理主要有抛丸和机械打磨两种方式。抛丸即指通过机械的方法把钢丸以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上,抛除掉梁体表面的浮浆。使用抛丸处理的表面粗糙均匀,不会破坏原基面结构和平整度,并且可以完全去除浮浆和起砂,达到 100%“创面”,露骨的效果,但不会造成骨料的松动和微裂纹。这一工序增强了防水材料在基层表面的附着力并提高了渗透效果。

3.2.3 底涂施工

底涂可采用刮涂、辊涂和刷涂施工。施工前要检测基层含水率,不能大于 7%,否则,喷涂时基层水分受热膨胀容易引起鼓泡,针孔等缺陷。底涂施工应涂布均匀,不能出现漏涂、堆积和流挂。底涂施工完成后不能暴露时间太长,防止灰尘等落到表面影响其粘结性,一般在24h内就进行下道施工。

3.2.4 修补腻子施工

修补腻子是用环氧类或聚氨酯类作基料,在其中掺入水泥、磨细石英砂和高岭土等搅拌而成。拌制好的腻子要保证一定的稠度。料太稀,刮涂过后稀料渗入孔洞,表面还是留有气孔;料太稠则导致施工性能差,刮涂不均匀,无法有效地封堵针孔。而合适的稠度既能有效封堵气孔防止气泡产生又可部分渗入孔洞增强粘结。腻子施工采用刮涂工艺,边角沟槽采用刷涂施工。刮涂由经验丰富的工人进行,应从梁体一端向另一端顺序进行,要对基层气孔起到有效的封闭,表面刮涂要均匀、平整,避免漏涂以及涂刷过厚起泡,不得有堆积,边坡上不能出现流挂。待腻子表面固化,经验收合格后方可进行上覆涂层施工,工序转换要快,并防止表层污染。

3.2.5 聚脲底涂的施工

为了提高修补腻子与聚脲涂层的粘结力,一般在修补腻子表面再施涂一层聚氨酯(或环氧类)底涂,称为聚脲底涂。该层底涂施工时同样要求施涂均匀、无漏涂、无堆积,表面平整。

底涂施工完后,在喷涂聚脲前要对基层表面再进行一次检查,将残留的少量针眼用腻子逐个堵住,防止聚脲涂层引起针眼。底涂表干后经验收合格可以喷涂聚脲,若超过 24 h未喷涂聚脲时需重新刮涂聚脲底涂。

3.2.6 喷涂(纯)聚脲防水层

聚脲防水涂料的施工,以机械喷涂为主,人工喷涂为辅,聚脲涂料喷涂作业,采用双组分枪头撞击混合喷射系统的喷涂设备。先使用机械设备对桥面平整部分进行喷涂,对机械喷涂达不到的特殊部位(防护墙根部、加高平台端面)进行人工喷涂。

1)首次喷涂施工。首次喷涂加高平台范围,采用机械喷涂,喷涂前,先在塑料布上进行试喷,设定喷涂车的行走速度和自动喷枪的运行速度,使喷涂聚脲达到设计的厚度(≥2mm),然后进行大面积的机械喷涂。喷涂前用塑料膜覆盖住线间 2.05m宽区域,用白铁皮或塑料膜配合胶带盖住防护墙,用铁板或木板盖住侧向挡块齿槽、剪力齿槽区域,用胶带粘住梁缝区域防止污染。在喷涂机经过两端凹槽时用木板或铁板垫在车轮下,防止机器颠簸。

2)二次喷涂施工。对边角处采用人工喷涂,人工喷涂时喷涂枪手的操作水平是关键,丰富的施工经验、专业的施工资质,是高质量施工的前提。

喷涂作业时,用手持喷枪喷涂施工,喷枪宜垂直于待喷基层,距离适中(0.7m～0.8m),移动速度均匀;喷涂顺序为先难后易、先上后下,宜连续作业,一次多遍、纵横交叉喷涂至设计要求的厚度,一般人工喷涂 2遍～3遍能达到设计 2mm厚。

3.2.7 脂肪族聚氨酯面层施工

对于外露的聚脲防水层,为防止受日照变色、老化、粉化和变性,应在其上辊涂一层脂肪族聚氨酯面漆。脂肪族聚氨酯面层施工前,应对相应区域聚脲防水层表面进行清洁检查,保证聚脲防水层表面干燥、无灰尘、油污和其他污染物;一般采用人工辊涂或刷涂,厚度不小于 0.2mm;施工过程中要确保不漏涂,不堆积,均匀喷涂,达到封闭的目的,提高防水层的耐久性。

为了保证面层和聚脲防水层之间良好的粘结,脂肪族聚氨酯面层宜在聚脲防水层施工完毕后 6h内施工完成。

面层采取辊涂施工时,要辊涂两遍,以保证达到设计厚度,且要等到第一遍表干(常温下 3 h～4h)后可辊涂第二遍。

当面层与聚脲防水层施工间隔(6 h)超出规定时,应采用专用搭接粘结剂做预处理或现场做粘结拉拔试验后确定。

3.2.8 聚脲搭接施工

桥面喷涂聚脲防水涂层两次施工间隔在 6 h以上,需要搭接连成一体的部位,从而保证第一次施工接头和后续的防水层进行可靠的搭接。

首先对已施工的防水层边缘 15 cm～20 cm宽度范围内的涂层表面进行打磨,再进行清洁处理,保证原有防水层表面清洁、无油污及其他污染物。然后辊涂搭接剂,使用方法要依据搭接剂厂家的使用说明。一般在辊涂 0.5 h后可以进行喷涂,并要在辊涂搭接剂后 4 h～24 h之内喷涂后续的防水层。

4 应用实例

由我部承建施工的京沪高铁濉河特大桥 DK 710+908～DK721+565段,全长 10 662m,梁面全部采用(纯)聚脲防水层施工,共施工聚脲防水层 9.4万 m2。采用本施工技术单机日产量达到 1 400m2,经检测防水层厚度、拉拔强度、不透水性等技术指标全部合格。

通过实践证明,采用本技术施工聚脲防水层,质量、安全、进度、效益等方面均取得了良好的效果。

[1]李狄祥,许明娟.桥面防水层施工质量控制技术研究[J].山西建筑,2009,35(6)：329-330.

Construction technology of polyurea waterproof layer sp raying on high-speed railway bridge girder surface

LIU Jin-cheng

Combining with the construction of Jing-Hu high-speed railway,it specifically introduces the construction technical points of polyurea waterproof layer spraying on bridge girder surface,andmakes a discussion by engineering cases.The results show that：the application of this technology has achieved greateconomic and social benefits.

polyurea waterp roof layer,construction technology,high-speed railway

U 443.32

A

1009-6825(2011)03-0180-02

2010-09-27

刘金成(1974-),男,工程师,中铁十二局集团第四工程有限公司,陕西西安 710021