高铁聚脲防水层施工技术yg

xx高铁聚脲防水层施工技术研究——中铁xx集团有限公司1、前言铁路混凝土桥梁桥面防水层是提高桥梁结构耐久性的重要技术手段，既有桥梁由于桥面防水失效造成桥面板渗水、钢筋锈蚀的事例很多，直接影响到结构的使用寿命。喷涂弹性体（包括聚氨酯、聚氨酯/聚脲、聚脲）技术是在聚氨酯反应注射成型（reactioninjectionmolding，缩写RIM）技术的基础上发展起来，继承了RIM技术的撞击混合原理，将其瞬间固化、高速反应的特点扩展到涂料、涂装技术领域。（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；作业时在专用喷涂设备的喷枪内混合喷出，快速反应固化生成弹性体防水膜。根据其材料特性和高速铁路的特点，在桥面处理、材料选择和施工工艺均有着严格的要求。xx高速铁路四标段管段内桥梁全长223km，采用CRTSⅡ型板式无砟轨道，喷涂（纯）聚脲防水层。如此大规模的喷涂聚脲防水施工，是对防水材料、施工工艺的一次严峻考验。2、施工工艺流程施工准备桥面施工准备桥面处理基层处理验收喷涂聚脲防水涂料验收脂肪族聚氨酯面层（暴露部位）验收修补修补修补合格合格竣工，编制竣工报告合格不合格不合格不合格验收修补不合格合格图1防水层施工工艺流程图2.1梁面验收梁面验收成为后续防水层、无砟轨道施工的前提，是CRTSⅡ型板式无砟轨道施工的首道工序。包括梁面打磨、修补等工序，主要检测梁面高程、平面位置、平整度、相邻梁端高差、桥面排水坡、加高台高度、外观质量和伸缩缝安装质量等内容。2.2基层处理桥梁喷涂聚脲防水层基层处理采用抛丸工艺，即利用抛丸机，抛除梁表面的浮浆。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，100%“创面”，露骨；但同时不会造成骨料的松动和微裂纹，为增强防水材料在表面的附着力并提供一定的渗透效果。基层处理设备应采用具备同步清除浮浆及吸尘功能的设备、带有驱动行走系统的自循环回收的抛丸设备来进行桥面混凝土基层处理。轻度抛丸抛丸机速度选用4～5档，行走速度15～18m/min，丸料规格一般采用S390。大面积抛丸展开之前应进行抛丸工艺试验，确定最佳丸料规格、丸料流量即最佳电机负载、抛丸设备行走速度等关键工艺参数。抛丸工艺参数确定后，按照下图顺序进行大面积抛丸处理，处理完成后注意保洁。抛丸过程应连续作业，如因特殊原因造成抛丸停机，在下次重抛之前将机器倒退30cm左右，再重新开始抛丸，待机器行走过去后，应及时检查搭接区域抛丸质量，如有遗漏再进行补抛。桥面基层应采用抛丸处理，平整度应符合设计要求，其粗糙度应符合《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》附录1中的SP3～SP4的规定。如果粗糙度过大，会带来大量的底涂和修复工作量，同时也不利于粘结强度；如果粗糙底过小，会导致粘结力不够。抛丸的控制标准以目测无浮浆为准，粗糙度控制在SP3为宜。2.3喷涂聚脲防水层喷涂聚脲防水层包括涂装底涂（刮涂修补腻子）、喷涂聚脲两个工序。2.3.1涂装底涂底涂是涂装在混凝土表面，起到封闭针孔、排除气体、增加聚脲与基层附着力的一种涂层材料。它是用来粘结混凝土基层与聚脲涂层的，应有良好的渗透力能够封闭混凝土基层的水分、气孔以及修正基层表面的微小缺陷；同时能够与混凝土基层及聚脲涂层有很好的粘结作用。底涂施工完毕进行目测检测，检查均匀程度、有无漏涂和缺陷。涂膜实干后，检查是否漏涂，是否有起泡，针眼等缺陷，测定其附着力，确认底涂各项指标合格。如有缺陷，基层表面的剩余的针眼用环氧树脂修补腻子人工补平，待修补腻子固化后实干后，才能进行下一道工序施工。底涂施工前要对梁体温度进行测试，环境温度及梁体温度必须高于0℃。2.3.2喷涂聚脲防水层喷涂聚脲防水层的施工环境要干燥，雨天不得露天施工。根据施工条件，喷涂工艺分为机械喷涂和人工喷涂，以机械喷涂为主，人工喷涂为辅。先使用自动喷涂车对桥面加高台平整部分进行喷涂；机械喷涂不能到达的特殊部位进行人工喷涂。即：梁面加高台范围（梁端1.45m范围除外）采用机械喷涂；梁端1.45m范围、六面坡、防护墙脚、泄水孔等范围采用人工喷涂。机械喷涂：自动喷涂车运行速度0.8～0.9m/min，遥控操作，喷涂车带动自动喷枪一次喷涂3.3m，沿桥纵向喷涂一遍，然后返回再喷涂一遍，二遍连续进行。施工设备包括：空压机；冷冻式油水分离器；保温施工车；B料三节加长搅拌器；A料红色二口桶、B料蓝色三口桶；硅胶空气干燥过滤器等。人工喷涂：人工喷涂喷枪垂直于待喷基层，距离基面约0.6～0.7m，移动速度均匀；喷涂顺序为先难后易、先上后下，连续作业，机械喷涂连续2次，人工一次多遍、纵横交叉喷涂至设计要求。3、不同工况条件聚脲防水层施工试验研究3.1试验依据⑴《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》（科技基[2009]117号）⑵《建筑防水涂料试验方法》（GB/T16777－2008）⑶《胶粘剂180度剥离试验方法(挠性材料对刚性材料)》（GB/T2790－1995）⑷《硫化橡胶或热塑性橡胶撕裂强度的测定（裤形、直角形和新月形试样）》（GB/T529－2008）⑸《硫化橡胶或热塑性橡胶压入硬度试验方法第一部分：邵氏硬度计法（邵尔硬度）》（GB

T531－1999）3.2试验方案3.2.1五种温度工况①自然环境条件，基层-4℃，大气5℃，无冬期施工措施；②自然环境条件，基层-2℃，大气5℃，无冬期施工措施；③保温条件下基层0℃、暖棚内5℃；④保温条件下基层5℃、暖棚内15℃；⑤保温条件下基层12℃、暖棚内22℃。各不同温度工况的试验区段及温度测点布设示意图分别见图2～图6，试验过程中温度测试数据分别见图7～图11。图2基层-4℃，大气5℃温度工况的试验区段及温度测点布设示意图图3基层-2℃，大气5℃温度工况的试验区段及温度测点布设示意图图4基层0℃，棚内5℃温度工况的试验区段及温度测点布设示意图图5基层5℃，棚内15℃温度工况的试验区段及温度测点布设示意图图6基层12℃，棚内22℃温度工况的试验区段及温度测点布设示意图图7基层-4℃，大气5℃温度工况下试验温度波动曲线图8基层-2℃，大气5℃温度工况下试验温度波动曲线图9基层0℃，棚内5℃温度工况下试验温度波动曲线图10基层5℃，棚内15℃温度工况下试验温度波动曲线图11基层12℃，棚内22℃温度工况下试验温度波动曲线3.2.2两种底涂材料和两种聚脲防水材料的交叉组合①两种底涂材料：东方雨虹和巴斯夫；②两种聚脲防水材料：广州秀珀和巴斯夫。两种底涂材料和两种聚脲防水材料的交叉组合方式见表1。表1四种底涂材料和两种聚脲防水材料的交叉组合方式试验地点底涂材料聚脲面层材料八工区东方雨虹秀珀巴斯夫秀珀东方雨虹巴斯夫巴斯夫巴斯夫⑶检测项目①防水层：厚度、不透水性、粘结强度和剥离强度，见图12～图15；②现场试模检验：拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、硬度，见图16～图18。图12厚度试验图13不透水性试验图14粘结强度试验图15剥离强度试验图16拉伸强度试验图17撕裂强度试验图18硬度试验3.2.3不同底涂材料施工工艺①东方雨虹底涂材料:聚氨酯底漆聚氨酯PU腻子聚氨酯PU腻子聚氨酯底涂；②巴斯夫底涂材料:聚氨酯底漆聚氨酯腻子；每层底涂材料施工完毕达到实干状态后，进行下道工序，最后喷涂表层聚脲防水材料，各道工序施工照片见图19～图22。图19施工底漆图20施工底涂图21修补针孔图22喷涂聚脲脲3.2.4检测测结果不同试验方案及及不同底涂涂与聚脲防防水材料组组合的各项项检测结果果见表2。3.3试验结果果分析⑴不同试验方案聚聚脲防水层层现场检验验结果见表表3，其1～7d强度增长长曲线分别别见图23～图27。表3不同试试验方案（温温度工况）聚聚脲防水层层现场检验验结果试验方案底涂材料面层材料底涂粘结强度((MPa))聚脲防水层粘结结强度(MPa))厚度(mm)不透水性剥离强度(MPPa)1d2d3d4d5d6d7d基层-4℃，大气5℃东方雨虹秀珀3.442.172.783.343.814.254.564.682.18合格6.5巴斯夫秀珀3.392.072.673.253.714.054.34.432.15合格6.5东方雨虹巴斯夫3.52.12.733.443.854.384.674.72.07合格6.6巴斯夫巴斯夫3.482.052.593.414.014.524.674.732.09合格6.7基层-2℃，大气5℃东方雨虹秀珀3.552.182.422.933.423.764.114.482.18合格6.7巴斯夫秀珀3.372.132.492.873.413.864.354.602.07合格6.7东方雨虹巴斯夫3.412.272.582.913.523.874.094.512.12合格6.5巴斯夫巴斯夫3.292.092.443.063.673.924.164.322.13合格7.0基层0℃，棚内5℃东方雨虹秀珀3.612.093.113.754.124.684.895.042.20合格6.8巴斯夫秀珀3.472.152.963.664.174.594.874.992.18合格6.9东方雨虹巴斯夫3.562.113.243.924.44.925.215.312.16合格6.8巴斯夫巴斯夫3.482.143.083.794.234.715.05.122.09合格7.0基层5℃，棚内15℃东方雨虹秀珀3.922.253.044.154.735.245.785.822.13合格7.5巴斯夫秀珀3.682.343.514.064.715.245.575.882.11合格7.3东方雨虹巴斯夫3.812.163.384.194.745.385.625.802.04合格7.7巴斯夫巴斯夫3.782.193.284.194.865.215.545.762.17合格7.8基层12℃，棚内22℃东方雨虹秀珀4.062.423.113.744.515.215.766.012.01合格7.9巴斯夫秀珀4.282.333.284.154.865.426.016.322.19合格8.1东方雨虹巴斯夫4.312.383.043.864.475.135.676.112.18合格8.5巴斯夫巴斯夫4.242.233.454.625.175.696.106.432.13合格7.8图23基层--4℃大气5℃时图24基层-2℃大气5℃时聚脲防水层现场场检验结果果聚脲防水水层现场检检验结果图25基层00℃棚内5℃时图26基层5℃棚内15℃时聚脲防水层现场场检验结果果聚脲防水水层现场检检验结果图27基层112℃棚内22℃时聚脲防水层现场场检验结果果由表中数据及强强度增长曲曲线可以看看出，上述述几种温度度条件下的的检测结果果均满足技技术条件要要求。随着着基层和环环境温度的的上升，底底涂、聚脲脲防水层的的粘结强度度都呈增长长趋势，温温度越高，增增长得越多多。⑵不同试验方案（底底涂与面层层材料组合合）聚脲防防水层现场场检验结果果分别见表表4～表7。表4不同试验验方案下东东方雨虹底底涂与秀珀珀聚脲防水水层喷涂检检测结果试验方案底涂聚脲防水层粘结强度(MPPa)粘结强度(MPPa)厚度(mm)不透水性剥离强度(N//mm)外观检测自然环境条件，基基层-4℃，大气5℃3.444.682.18合格6.5平整完好自然环境条件，基基层-2℃，大气5℃3.554.482.18合格6.7平整完好保温条件下基层层0℃、暖棚内5℃3.615.042.2合格6.8平整完好保温条件下基层层5℃、暖棚内15℃3.925.822.13合格7.5平整完好保温条件下基层层12℃、暖棚内22℃4.066.012.01合格7.9平整完好表5不同试验验方案下东东方雨虹底底涂与巴斯斯夫聚脲防防水层喷涂涂检测结果果试验方案底涂聚脲防水层粘结强度(MPPa)粘结强度(MPPa)厚度(mm)不透水性剥离强度(N//mm)外观检测自然环境条件，基基层-4℃，大气5℃3.504.702.07合格6.6平整完好自然环境条件，基基层-2℃，大气5℃3.414.512.12合格6.5平整完好保温条件下基层层0℃、暖棚内5℃3.565.312.16合格6.8平整完好保温条件下基层层5℃、暖棚内15℃3.815.802.04合格7.7平整完好保温条件下基层层12℃、暖棚内22℃4.316.112.18合格8.5平整完好表6不同试验验方案下巴巴斯夫底涂涂与秀珀聚聚脲防水层层喷涂检测测结果试验方案底涂聚脲防水层粘结强度(MPPa)粘结强度(MPPa)厚度(mm)不透水性剥离强度(N//mm)外观检测自然环境条件，基基层-4℃，大气5℃3.394.432.15合格6.5平整完好自然环境条件，基基层-2℃，大气5℃3.374.602.07合格6.7平整完好保温条件下基层层0℃、暖棚内5℃3.474.992.18合格6.9平整完好保温条件下基层层5℃、暖棚内15℃3.685.882.11合格7.3平整完好保温条件下基层层12℃、暖棚内22℃4.286.322.19合格8.1平整完好表7不同试验验方案下巴巴斯夫底涂涂与巴斯夫夫聚脲防水水层喷涂检检测结果试验方案底涂聚脲防水层粘结强度(MPPa)粘结强度(MPPa)厚度(mm)不透水性剥离强度(N//mm)外观检测自然环境条件，基基层-4℃，大气5℃3.484.732.09合格6.7平整完好自然环境条件，基基层-2℃，大气5℃3.294.322.13合格7.0平整完好保温条件下基层层0℃、暖棚内5℃3.485.122.09合格7.0平整完好保温条件下基层层5℃、暖棚内15℃3.785.762.17合格7.8平整完好保温条件下基层层12℃、暖棚内22℃4.246.432.13合格7.8平整完好由表4～表7可以看出，按上上述各种底底涂与面层层组合施工工的防水层层，其粘结结强度、剥剥离强度、不不透水性等等各项性能能指标均满满足技术条条件要求，且且随着基层层和环境温温度的升高高，检测指指标值随着着增大。⑶不同底涂材料的的粘结强度度指标见表表8；两种不不同聚脲防防水层的性性能检测指指标见表9。表8不同同底涂材料料的粘结强强度检测结结果底涂材料粘结强度(MPPa)试验方案东方雨虹巴斯夫自然环境条件，基基层-4℃，大气5℃3.473.44自然环境条件，基基层-2℃，大气5℃3.483.33保温条件下基层层0℃、暖棚内5℃3.593.48保温条件下基层层5℃、暖棚内15℃3.863.73保温条件下基层层12℃、暖棚内22℃4.184.26表9两种种不同聚脲脲防水层的的性能检测测结果检测项目检测指标聚脲防水层拉伸强度(MPa)断裂伸长率(％)撕裂强度(MPa)硬度(邵A)自然环境条件，基基层-4℃，大气5℃秀珀20.7444274.293巴斯夫22.9645076.692自然环境条件，基基层-2℃，大气5℃秀珀20.4344072.793巴斯夫22.3747578.191保温条件下基层层0℃、暖棚内5℃秀珀21.4544878.394巴斯夫23.0745680.291保温条件下基层层5℃、暖棚内15℃秀珀22.0644878.692巴斯夫25.6648684.193保温条件下基层层12℃、暖棚内22℃秀珀23.5845683.893巴斯夫26.4248885.292由表8可以看出，东方方雨虹与巴巴斯夫两种种底涂材料料在不同温温度工况下下其粘结强强度性能指指标相近，都都满足技术术条件要求求。由表9可以看出，在不不同的温度度工况下，秀秀珀和巴斯斯夫两种聚聚脲防水材材料的拉伸伸强度、断断裂伸长率率、撕裂强强度和硬度度指标都满满足技术条条件要求，且且巴斯夫聚聚脲防水层层的性能指指标优于秀秀珀聚脲防防水层。4、注意事项4.1注意事项项4.1.1以二二遍喷涂达达到2mmm膜厚为宜宜，连续施施工，若有有间歇，喷喷涂间隔不不超过6小时。底涂涂表干后经经验收合格格喷涂聚脲脲的间隔时时间根据产产品说明书书和相容性性试验确定定，但若超超过24小时未喷喷涂聚脲需需重新滚涂底涂。4.1.3人工工喷涂时每每枪搭接以以1/2枪为为宜，横向向移动不宜宜过宽；喷喷枪应尽量量与喷涂面面保持垂直直。4.1.4修补补和搭接处处应进行打打磨和用溶溶剂进行表表面软化，涂涂层间处理理剂。4.1.5冬季季、雨天、四四级以上风风力应在棚棚内施工。如桥桥面有明显显裂缝或其其他残缺，则则应先对残残缺进行修修补，然后后进行底涂施工、加强强层和聚脲脲防水材料料，如图228。图28桥桥面裂缝处处理示意图图4.2冬季施工工温度由《露点温度对对照表》可可以看出，当当环境温度度越高时所所要求的基基层温度也也越高。如如：当棚内内环境温度度为32℃，湿度为40%时，需要要的基层温温度为16℃，实现非非常困难，也也会延长施施工时间。因因此，我们们在喷涂聚聚脲时环境境温度宜控控制在10℃左右，基基层温度只只要达到5℃左右就可可进行施工工。同时，可可适当降低低物料温度度，可降到到60度，减少少气体的膨膨胀程度；；薄而快地地喷涂，分分多道进行行，一道成成膜后再喷喷涂下一道道，减少放放热，从而而减少气体体的膨胀程程度。4.3收边处理理在桥面混凝土喷喷涂聚脲防防水材料时时应连续施施工，在梁梁端、加高高台两侧处处应施作收收边处理，使使用角磨机机将聚脲喷喷涂层边缘缘修平。必必要时辅以以手工涂刷刷。4.4缺陷修补补检验时发现涂层层有鼓泡、遗遗漏等缺陷陷，则需要要对涂层缺缺陷进行修修补。鼓泡处理用刮刀刀切除聚脲脲防水层，用用角磨机打打磨处理并并向外扩展展5～10cm，然后人人工部喷聚聚脲。若缺陷部位喷涂时时间较短（≤6h），对缺缺陷涂层表表面进