新型桥面防水涂料的应用
来源:用户上传
作者:
摘要：本文通过查阅国内外相关文献资料，对桥面防水涂料与技术进行了比较和分析，阐述了新型桥面防水涂料技术中还存在的问题及发展趋势。
关键字：新型、防水涂料、应用
预应力混凝土桥面渗水，特别是冬季化冰盐水的渗漏对桥梁负弯距区的结构和预应力钢筋的腐蚀已成为桥梁结构的主要病害之一，其结果将直接影响到桥梁结构的耐久性。桥梁工程投资大，使用寿命长，由于水损害，很多桥梁在远未达到设计寿命之前，就需早期维修加固，造成大量浪费。
众所周知，水泥混凝土材料是耐水材料，在潮湿环境和水中能够保持强度和稳定性，但大量事实证明，梁体长期处于干湿、冻融循环交替的不良环境中时，混凝土的耐久性则不容乐观。大量事实证明：大部分桥梁的耐久性问题与水分的渗漏密切相关。
1国外研究现状
国外发达国家对桥梁防水比较重视，如美国、日本主要道路上的桥梁都设有防水层[1]。资料显示：1979年美国联邦总审计长在呈送国会的报告中就指出：桥面板的设计寿命一般为40年，然而由于防水不当对桥面造成破坏，在5～6年内即需大修，十五年左右便需重新铺装，由此造成的经济损失达十亿美元。因此，在1982年美国混凝土协会（ACI）制定《混凝土桥面施工标准》（ACI345-82）中第2.6.1条就明确规定：新建、改建的桥面必须采取合适的桥面保护措施，方法之一便是设置防水层。
美国NCHRP在1995年发表的一份桥面防水报告中指出：美国是在60年代最早认识到桥面腐蚀的严重性，认为水分和防冻盐是混凝土冻融破坏和主梁钢筋腐蚀的主要原因，推荐采用防水膜应用于桥面铺装。可见桥面防水问题由来已久，各国都在积极采取相应的措施。
美国的C.CARR和B.VALLERGA就水泥混凝土桥面防水层系统的特性、使用要求和室内试验、野外检测进行研究后认为，防水层和桥面之间的粘结力一般能满足行车的需要，但几乎所有防水层的不透水性能在面层施工后会下降或不能达到防水目的。
国外经过几十年的实践与探索，结合各个国家和地区的实际情况，在钢筋混凝土桥面防水方面的做法也不尽相同。欧洲国家如瑞典、法国、比利时、意大利和英国等国家，防水层一般采用桥面板上涂刷一层厚度为5mm左右的胶粘剂（可以为清漆或沥青膏等），然后涂刷一层厚度10mm左右的沥青砂胶[3]。日本多采用橡胶沥青热涂膜或乳化沥青涂膜等。无论施工工艺如何，混凝土桥面设置防水层却是公认的做法。
2 国内防水材料概况
我国是在80年代逐渐认识到钢筋腐蚀的严重性和桥梁防水的重要性。但目前的状况是尽管防水材料种类繁多，但多数是用于房屋和其它建筑物防水，屋面防水材料和桥梁防水材料所处的工作环境不同，要求的性能和标准应有所差别。
目前国内应用于桥面防水的材料主要有：卷材类（片材类）和涂膜类。其中，卷材类防水材料是指工厂预制成型的材料，使用时采用热熔法将其粘在桥面板上形成连续的防水膜。卷材在使用过程中存在着一些问题，如厚度较大，与上下底面的粘结需特殊工艺与设备，如果互相之间搭接不好，则成为防水薄弱层。此外，铺设防水卷材对基层的要求较高，否则容易形成空鼓且边角地区不易施作等问题。
涂膜类主要产品有高档高分子防水涂料、中档改性沥青和低档沥青基防水涂料等[4]。以上各类材料中,还可分为溶剂型、水乳型和反应型。
涂膜类防水材料能够避免卷材发生的问题，水分或有机溶剂挥发后形成的一定厚度的完整涂膜。目前应用于桥面的防水涂料主要有：
（1）聚氨酯、环氧树脂防水涂料，一般为双组分，即由甲、乙两种组分组合而成，固化后形成防水层。优点是耐高温、施工简便，能适应行车荷载。缺点：对基层的干燥度要求高，与沥青混合料亲和性差，延伸性小，易出现层间分离，从而引起铺装层位移拥包，脱落等病害，同时造价高，无论从使用效果方面还是成本方面都不可取。
（2）水乳型改性沥青防水涂料，主要成分为改性胶乳、石油沥青、水和一些助剂，如乳化剂、消泡剂、填料等。其特点是对基层干燥度要求低、可以在潮湿的环境中施工，延伸率大，不污染环境，施工方便，既可以喷涂施工，也可以采用三布四涂或四布六涂，在涂层之间铺设胎体增强材料如有机织物和玻璃纤维等来提高其抗拉强度。但同时也存在一些缺陷，如渗透性差，与水泥混凝土容易形成“两张皮”，粘结力有待进一步提高。
卷材和涂膜类防水材料的性能对比见表1-1。
表1-1卷材和涂膜类防水材料的性能对比
材料质量 材料质量取决于生产厂家；施工时有接缝或搭接；厚度均匀。 取决于施工质量； 施工后形成连续防水膜；难以准确控制涂膜厚度。
对桥面的适应能力 工厂预制成一定宽度和长度,立面和阴阳角处较难处理；对桥面陡的起伏适应能力较差。 与桥面几何形状无关；对桥面的适应能力强，但要求桥面相对平整。
施工情况 对沥青类(包括改性沥青)防水材料需用喷火加热设备,合成高分子需用胶粘剂，施工劳动强度大。 使用时无需加热,可以减少污染,相对简便；但施工周期长。
经济性 造价较高 造价较低
3 存在的问题及发展趋势
从我国目前桥面防水情况看，国内没有统一的技术规程，桥面防水材料性能和施工工艺基本上参照建筑防水的有关指标, 存在材料质量不稳定，性能良莠不齐，难以对桥面防水层进行规范化施工、验收和管理。针对这种情况，有关专家认为，根据桥面防水的特殊性，研制开发简便、环保、经济型专用桥面防水涂料，并急切需要制定相关的技术标准。
本课题研究的主要目的是开发适合于桥面防水的乳化沥青防水涂料。除了要求防水涂料具有不透水性，耐高温、低温、耐腐蚀，与上下结束层粘结良好外，更重要的是桥面防水材料还会受到车辆水平、垂直荷载作用，沥青铺装层的高温碾压，动荷载的冲击，桥面裂缝的张拉和疲劳影响等。因此，应该有以下要求：
（1）较好的低温柔性，负温下防水材料不脆裂；
（2）不渗水，不受冻融循环的影响，耐冻盐；
（3）在行车载荷作用下，防水层具有良好的密封性和压缩变形的能力，具有一定的力学强度和延伸率，不因混凝土中微裂缝产生的应力而破坏；
（4）对混凝土的粘接性高，不起泡或分层；
（5）铺沥青混凝土面层时要耐高温、耐穿刺和耐滑动；
（6）施工简便，经济上可行。
参考文献
[1]罗立峰等.混凝土桥面铺装概述.国外公路1999，19（3）.
[2]裴建中，胡长顺，王祥鲁.建筑防水材料用作桥面防水的可行性分析.长安大学学报(自然科学版) 2002 Vol.22，No.6.
[3]中华人民共和国行业标准.水性沥青基防水涂料.JC 408-91.
[4]冷发光等.高性能混凝土渗透性和耐久性及评价方法研究.《低温建筑技术》， 2000（4）.
[5]张占军.水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装层结构研究.西安公路交通大学硕士学位论文.2000，4.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-577892.htm
