由利華

(中國鐵道科學研究院 鐵道建筑研究所，北京 100081)

1 聚脲防水材料概況

聚脲防水材料通常采用雙組分體系，A組分由異氰酸酯與低聚物二元醇或三元醇反應(yīng)制得;B組分由端氨基聚醚、液體胺類擴鏈劑、顏料、填料和助劑等組成，A、B組分混合后反應(yīng)速度極快，表干時間最快為3 s，很快可在混凝土、金屬等基層表面形成膜層。A組分與B組分通過高溫、高壓撞擊式混合設(shè)備進行噴涂或澆注形成聚脲彈性體?？朔藗鹘y(tǒng)涂料一次成膜厚度薄、固化速度慢、立面施工流淌和污染環(huán)境等缺點，全面突破了傳統(tǒng)環(huán)保型涂裝技術(shù)的局限，可廣泛應(yīng)用于各種防水、防腐和耐磨工程。SPUA技術(shù)優(yōu)點非常顯著:固化迅速，黏結(jié)力強，3 s鐘即可凝膠，1 min能達到步行強度;可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象;施工時不受環(huán)境溫度、濕度的影響;100%固含量不含任何有機揮發(fā)性物質(zhì)，環(huán)保性好;物理化學性能優(yōu)異，強度高、伸長率大、柔韌性好，同時具有優(yōu)異的耐磨性、耐老化、防腐蝕性和熱穩(wěn)定性;形成的涂層連續(xù)、致密、無接縫，整體防水效果優(yōu)異;采用機械化施工，效率高，一次施工可達設(shè)計厚度要求。

2 聚脲防水材料施工

2.1 施工準備

2.1.1 聚脲防水施工設(shè)備組成

聚脲防水施工的橋面處理主要由拋丸機完成，拋丸清理不到的區(qū)域，應(yīng)使用角磨機清理完成;聚脲噴涂時的設(shè)備主要由提料機、主機、加熱軟管、鞭管及噴槍組成。輔助施工設(shè)備包括空壓機、冷凍式油水分離器、保溫施工車、B料三節(jié)加長攪拌器、A料紅色二口桶、B料藍色三口桶、硅膠空氣干燥過濾器和發(fā)電機等。

2.1.2 對材料、設(shè)備及方案的審查

全面檢查進場施工機械及工藝設(shè)備，檢查其性能是否良好，并確認其是否滿足要求。對原材料進行檢驗，經(jīng)檢驗合格才準許使用。配備的拋丸設(shè)備、噴涂設(shè)備以及防水層施工質(zhì)量檢測檢驗設(shè)備和儀器等是否滿足施工需要。

2.2 梁面處理的驗收

施工單位項目經(jīng)理部要組織和協(xié)調(diào)管內(nèi)制梁單位、架梁單位、防水層施工單位、底座板施工單位的自檢自驗與相互交接驗收工作。制梁單位在正式驗收前，完成梁面平整度、梁端 1.45 m范圍內(nèi)凹槽深度及平整度、六面坡、側(cè)向擋塊與剪力齒槽的平面位置及幾何尺寸、伸縮縫安裝質(zhì)量、泄水孔安裝質(zhì)量的自查和自糾工作，確保達到設(shè)計和驗收標準。架梁單位正式驗收前，完成相鄰梁端高差及伸縮縫預(yù)埋鋼板的檢查驗收，對高差超過10 mm的作出詳細標識，并分析原因和整改。防水層施工單位必須派員參加橋面質(zhì)量驗收，并按技術(shù)條件和驗收標準做好橋面質(zhì)量交接驗收和簽字確認。底座板施工單位在正式驗收前，按照梁面高程控制的標準和要求，會同制梁單位利用電子水準儀及配套銦瓦條碼尺完成梁面高程的測量和分析工作，并按要求形成詳細記錄，及時提供給監(jiān)理驗收小組。

2.2.1 橋面平整度驗收

1)每處橋面平整度合格評判標準:沿橋面4條線(即每底座板中心左右各0.5 m處)分別使用4 m靠尺連續(xù)量測橋面平整度(且每次重疊 1 m)，每處平整度符合 3 mm/4 m要求的，則評判該處平整度合格。橋面平整度檢測的四條線排序均按面向大里程方向從左往右編號為1線、2線、3線、4線，每條線上的平整度檢測均從小里程往大里程方向進行。

2)梁面每條線平整度合格評判標準:4條線量測平整度的合格率分別獨立計算，每條線上合格點數(shù)達到80%及以上且不合格處的平整度無8 mm/4 m以上的，則評判該條線上的梁面整體平整度合格。

3)梁面平整度整體合格評判標準:每條線上的平整度全部達到合格標準，且梁面其他部位的表面基本平順、無明顯不平整現(xiàn)象，則評判該梁面整體平整度合格，否則評為不合格，必須對平整度不合格處的梁面進行整修處理，直至達標。

2.2.2 梁端剪力齒槽等凹槽幾何尺寸驗收

梁端左右中線底座板幅寬2.95 m范圍凹槽深度50 mm，偏差±10 mm，兩側(cè)橫向排水坡順接向外;不能滿足要求的，齒槽內(nèi)應(yīng)全部鑿毛出新面、打磨或補漿處理，確保底座板混凝土與其結(jié)合良好。

2.2.3 梁端平整度驗收

梁端1.45 m凹槽鋪板范圍的平整度要求為2 mm/1 m。不能滿足要求時，打磨處理，直至符合要求。

2.2.4 橋面高程驗收

1)橋面高程測量 14點，均在左、右線的中心線上，其中四個凹槽處每邊 2個，分別離梁端 5 cm和135 cm處;梁面上6個，分布在固定端距梁端235 cm處、活動端距梁端155 cm處和跨中。

2)梁端1.45 m凹槽范圍的橋面高程內(nèi)不允許出現(xiàn)正誤差。對不能滿足要求的應(yīng)進行打磨或采用聚合物砂漿填充處理。

2.2.5 相鄰梁端高差

在梁端處理合格的基礎(chǔ)上，相鄰梁端高差不大于10 mm。采用0.5 m水平尺進行檢查(在底座板范圍內(nèi)對觀感較差處進行量測)。對大于10 mm處應(yīng)在較低一端用特殊砂漿修補。

2.2.6 橋面預(yù)埋件驗收

要求預(yù)埋件平面、高程位置準確。采用測量儀器進行檢查。對不能滿足無砟軌道施工要求的，視情況進行處理。

2.2.7 橋面排水坡驗收

橋面排水坡應(yīng)符合設(shè)計要求。對排水坡存在誤差的橋面，應(yīng)保證設(shè)計的匯水、排水能力，不允許出現(xiàn)反向排水坡，特別是兩線中間部位。對可能造成排水系統(tǒng)紊亂的橋面應(yīng)打磨整修處理。

2.2.8 伸縮縫驗收

伸縮縫安裝牢固可靠線型平順，不得有扭曲、積水窩現(xiàn)象。

2.2.9 梁面凈寬驗收

滿足防護墻內(nèi)8.8 m凈寬及位置要求。

2.2.10 梁面裂紋與氣泡或凹坑處理驗收

1)梁面處理后，如梁面有裂紋、氣泡或凹坑，則必須嚴格按《鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術(shù)條件》執(zhí)行。梁面修補必須做到密實、平整、堅硬，滿足防水層施工技術(shù)條件要求，且經(jīng)監(jiān)理驗收合格后方可進行防水層施工。

2)橋面不能有油漬污染及任何雜物。

3 聚脲防水層施工質(zhì)量控制

防水層施工包括拋丸、梁面修補、底涂施工、純聚脲防水層和聚氨酯面層。

3.1 拋丸

經(jīng)拋丸梁面混凝土粗糙度有效創(chuàng)面大于95%，粗糙度為SP3-SP4，使用CSP對照板進行檢測，對拋丸清理不到的區(qū)域用角磨機進行全面打磨。泄水孔周邊處理要不積水，孔邊修理平整。

3.2 梁面修補

梁面經(jīng)拋丸處理后的混凝土基層缺陷得以充分暴露 ，在混凝土梁面形成孔洞。少量的孔洞可采取手工逐一堵孔的方式修復(fù)，大量孔洞只能采用滿刮膩子進行修補，修補必須做到密實、平整、堅硬，滿足防水層施工技術(shù)條件要求。聚脲專用膩子也是一種專門為高速鐵路混凝土橋梁基面處理開發(fā)的雙組份聚氨酯材料，由A組分和B組分通過試驗按A∶B=1∶6(質(zhì)量比)的施工比例進行摻配，注意施工中要準確稱量且應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用。配制的混合料具有獨特的表面成膜機理，能有效地封堵和填平混凝土表面的凹坑、氣孔和針眼等表面缺陷。如橋面有明顯裂縫或其他殘缺，則應(yīng)先對殘缺進行修補，然后進行底涂、加強層和聚脲防水材料施工。

3.3 底涂

聚脲專用底涂材料是一種專為混凝土表面施工所開發(fā)的雙組份反應(yīng)固化型聚氨酯材料，材料本身也具有優(yōu)良的防水性能，由A組分和B組分通過試驗按A∶B=1∶1(質(zhì)量比)的施工比例進行摻配，注意施工中要準確稱量且應(yīng)現(xiàn)配現(xiàn)用，從而使底涂混合料具有在混凝土表面的滲透性強，同時能在基材表面形成一層致密的高強度彈性防水膜，阻止混凝土內(nèi)部的水汽向外釋放;與混凝土表面及其它的防水材料涂層具有良好的黏結(jié)力;黏度低，可用滾筒涂刮，施工方便。這些特性保證了防水涂層在混凝土表面的附著力。

底涂的類型選擇應(yīng)根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的氣候條件選擇，底涂施工前應(yīng)對混凝土表面進行處理，去除混凝土基層表面浮漿、松散顆粒、油污以及其他污染物，應(yīng)保持混凝土表面清潔、干燥，平整度及表面粗糙度應(yīng)達到要求。

3.4 純聚脲防水層

梁面防水層施工應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的氣候、環(huán)境選擇與之相適宜的(純)聚脲或聚氨酯(脲)防水材料種類，嚴格控制溫度和濕度，環(huán)境溫度為10℃ ～35℃，環(huán)境濕度為75%以下，梁面溫度高于露點溫度3℃以上。宜分二次噴涂，第一道宜薄噴(0.7～0.9 mm)，可充分暴露缺陷及孔洞，使用專用慢反應(yīng)聚脲進行修補及堵孔，在確認無任何問題時方可進行第二道噴涂。

使用專用設(shè)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。施工過程中應(yīng)保持連續(xù)攪拌。

對橋面的防護墻、側(cè)向擋塊、泄水孔及裂縫等處應(yīng)做特殊處理。防護墻的側(cè)面應(yīng)先使用角磨砂輪機打磨混凝土表面、進行平整度處理，清除浮漿和毛邊。噴涂防水層后應(yīng)保證根部封邊質(zhì)量，必要時輔以手工涂刷。泄水管內(nèi)刷涂底涂約10 cm深，然后手工向孔內(nèi)壁噴涂聚脲防水材料;在梁端處應(yīng)施作收邊處理，使用角磨機將聚脲噴涂層邊緣修平。

3.5 脂肪族聚氨酯面層

脂肪族聚氨酯面層施工可采用輥涂或噴涂工藝，邊角溝槽輔以刷涂施工。脂肪族聚氨酯面層施工前，應(yīng)對相應(yīng)區(qū)域聚脲防水層表面進行清潔處理，保證聚脲防水層表面干燥、無灰塵、油污和其他污染物;與聚脲防水層施工間隔時間超出規(guī)定時，應(yīng)采用專用搭接黏結(jié)劑做預(yù)處理或現(xiàn)場做黏結(jié)拉拔試驗后確定。第一道脂肪族聚氨酯面層宜在聚脲防水層施工完畢6 h內(nèi)完成，保證面層和聚脲防水層之間良好的黏結(jié)。

3.6 搭接施工

橋面噴涂聚脲防水層兩次施工間隔在 6 h以上時，需要采用搭接連接成一體。第一次施工應(yīng)預(yù)留出15～20 cm的操作面同后續(xù)防水層進行可靠的搭接。施工后續(xù)防水層前，應(yīng)對已施工的防水層邊緣20 cm寬度內(nèi)的涂層表面進行清潔處理，保證原有防水層表面清潔、干燥、無油污及其他污染物。采用專用黏結(jié)處理劑對原有防水層表面15 cm范圍內(nèi)做打磨處理，在4～24 h之內(nèi)噴涂后續(xù)防水層，后續(xù)防水層與原有防水層搭接寬度至少10 cm。

3.7 現(xiàn)場檢驗

現(xiàn)場每班噴涂前，應(yīng)利用所使用設(shè)備及原材料噴制400 mm×400 mm聚脲防水涂料試膜3塊，養(yǎng)護7 d后選擇2塊進行拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度、硬度等物理性能檢驗。

基層處理檢測見橋面基層檢驗規(guī)定。底涂施工完畢進行目測檢查，檢查均勻程度、有無漏涂和明顯缺陷。聚脲表面平整、無流掛、無針孔、無起泡、無空鼓、無開裂、無異物混入。噴涂完成后，用超聲測厚儀檢查涂層厚度，底座板下噴涂聚脲彈性防水層厚度≥2.0 mm，其它區(qū)域≥1.8 mm。軌道板下每間隔5 m布設(shè)4個測點，即軌道板中間布設(shè)2個、左右防護墻各布1個。應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場黏結(jié)強度測試，用游標卡尺測量試驗拔出錠子表面的聚脲防水層厚度。在防水層施工7 d后進行現(xiàn)場拉拔試驗，每10孔梁(或每320 m)隨機抽取1孔(或連續(xù)的32 m橋面)進行檢測，每孔梁(或每32 m)檢測5處，測點均勻分布。拉拔后的部位用聚脲防水涂料噴涂，做快速修補、刮平。在防水層上選定測試部位，清除灰塵，按透水儀底座大小涂抹一圈密封材料，將儀器底座安置并按緊。將水注入帶有刻度的玻璃管內(nèi)，至570 mm高度為止，每30 s記錄一次水位的高度，直至30 min為止。每孔梁(或每32 m)檢測1處。脂肪族聚氨酯面層施工完畢后，應(yīng)進行目測外觀檢驗。面層應(yīng)涂刷均勻，色澤一致，不得漏涂，涂層應(yīng)無氣泡、開裂和剝落。脂肪族聚氨酯面層厚度應(yīng)按照設(shè)計要求厚度，一般情況下脂肪族聚氨酯面層厚度≥200 μm，每孔梁(或每32 m)檢測10處，按照涂刷區(qū)域均勻分布檢測點。

3.8 保證工程質(zhì)量的措施

首先要保證原材料的質(zhì)量，針對不同的基材表面或表面狀態(tài)，調(diào)整施工工藝，對于不同的氣候條件采取必要的技術(shù)措施，保證技術(shù)裝備具有良好的工作狀態(tài)。

4 結(jié)束語

聚脲防水材料在高速鐵路建設(shè)中已被廣泛應(yīng)用，原材料質(zhì)量和施工工藝的調(diào)整是保證施工質(zhì)量的重要因素，也是達到防水效果的重要保證。

［1］中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)［2007］47號 新建時速300～350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定［S］.北京:中國鐵道出版社，2007.

［2］中華人民共和國鐵道部.科技基［2007］56號 客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2007.

［3］中華人民共和國鐵道部.科技基［2009］54號、京滬高速(工)［2009］152號 京滬高速鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術(shù)條件［S］.北京:中國鐵道出版社，2007.

［4］中華人民共和國鐵道部.客運專線鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術(shù)條件(報批稿)［S］.北京:中國鐵道出版社，2007.

［5］蔣宗全，郭曉安，屈高見，等.橋面噴涂聚脲防水層常見質(zhì)量缺陷與應(yīng)對措施［J］.鐵道建筑，2010(10):19-21.