GS-I溶劑型粘結劑在橋面防水工程中的應用及施工工藝
目前,我國的高速公路建設事業方興未艾,正處于蓬勃發展的時期,同時,對高速公路各種病害的防治工作,也日益受到工程技術人員的重視,橋梁的耐久性問題就是其中很值得關注的一個方面。凍融破壞、鋼筋腐蝕、堿集料反應、混凝土碳化等被視為橋梁混凝土主要的耐久性問題,在實際工程中也經常出現橋面滲水、鋪裝層剝落、推移、橋面板破碎等問題,研究表明,水的滲入是造成這些破壞的主要原因之一,水滲入防水粘結層與水泥混凝土板的界面上,影響與橋面的粘結強度,甚至成為滑動的界面狀態,橋面鋪裝成為一個單獨受力層次,就會出現很大的水平剪應力和底部的彎拉應力,橋面鋪裝就必然導致迅速破壞。目前我國橋面鋪裝常用形式是復合式鋪裝層,其典型結構為:瀝青混凝土面層(1-2層)+防水層涂料(防水卷材)+橋面防水混凝土或鋼橋面。然而在投入使用1-3年后,橋面鋪裝出現早期破壞的現象比較普遍,破壞形式有唧漿、車轍、水損環、坑槽等,早期破壞的橋面對橋梁梁體結構和行車安全造成很大的影響,也造成橋梁后期養護費用的成倍增加,嚴重影響了公路的正常運營。我公司在云南省保龍高速公路路面一合同段及保騰高速公路路面二合同段均采用了國內領先的拋丸噴砂打磨工藝及GS-I溶劑型粘接劑,徹底清除了混凝土表面浮漿,提高了防水層的粘接效果。GS-I溶劑型粘接劑是目前國內運用效果較好的一種防水層涂料,從根本上解決了車輛在橋梁上碾壓、推移造成的分層,有效防止了水的滲入。
二、GS-I溶劑型粘接劑
是一種新型橋面專用防水材料,其是將瀝青與多種高分子樹脂及助劑經特殊工藝溶解于特定的溶劑中而形成的一種單組分溶劑型防水粘接劑,產品外觀常溫下呈黑色均勻液態。特點是除具有優異的防水性能外,還可有效地處理砼(鋼板)與瀝青砼等之間的層間粘接問題,在外力荷載水平推動作用下(尤其是氣溫較高的狀況),路面不易出現推移、脫落、變形等病害。
1.適用范圍:粘度較低的GS-I溶劑型防水粘結劑主要用于水泥混凝土橋面鋪裝的層間防水和粘結及隧道路面和其他復合路面鋪裝層間的防水和粘結。
2.工作機理:當粘度較低的GS-I溶劑型防水粘結劑涂刷到處理后的水泥混凝土橋面上時,GS-I迅速滲透到水泥土表層2-5mm深度范圍內的微孔中并完成固化,形成了與水泥混凝土相互貫穿的致密結構,從而實現了GS-I與水泥混凝土基層之間的有效粘結并同時起到了良好的防水粘結作用,由于GS-I屬高分子熱塑性材料,與同為高分子材料的道路瀝青有著較好的相似相容性,當施工瀝青混凝土時,在熱拌瀝青混合料的溫度作用和碾壓作用下,GS-I膜部分熔化與混合料融為一體,隨著溫度逐漸降低,GS-I與瀝青混凝土一同發生了第二次固化,從而實現了GS-I與瀝青鋪裝層之間的有效粘結.
3.GS-I溶劑粘結產品特點:(1)涂膜柔韌性好,對基層收縮和變形開裂有較強的適應性。(2)粘度低,滲透性強,可有效滲入水泥砼或鋼板微孔形成致密的防水層,能有效保護橋梁結構。 (3)涂膜強度高、延伸率大、界面粘接強度高,不僅與水泥砼或鋼板的粘結強度高,而且鋪裝瀝青砼之后的組合結構的粘結性能和抗剪切性能良好。 (4)即可一次性涂膜,亦可分兩次涂膜,總涂膜量一般0.4-0.6kg/平方米. (5)涂膜柔性好,對基層收縮和變形開裂具有較強的適應性。(6)對基層具有良好的防水性能,防水效果相當于涂刷之前水泥砼的10000倍. (7)常溫施工,施工工藝簡便,且無毒環保。
三、拋丸噴砂施工工藝
1.拋丸設備的組成:移動式拋丸設備(BLASTRAC-260型)是在拋丸工藝技術的基礎上發展起來的成熟的技術裝備。一套完整的拋丸設備通常由拋丸機和配套吸塵器兩個部分組成,這兩個部分根據設備的形式不同可以是分開的,也可以是一體的。
2.拋丸工藝的必要性:我國經過多年的摸索和參考國外的經驗,已經制定了有關防水材料本身性能要求的相關技術標準和規范,但對于施工的工藝和方法方面的要求卻很少涉及,特別是目前橋梁防水中對橋梁基面的表面處理環節,基面的處理結果直接影響到整個防水體系的質量。國外對混凝土表面處理的要求和檢驗:①露骨率體現表面清潔的程度:反映出表面浮漿以及起砂等去除的程度;②表面粗糙度:反映出微觀表面凹凸的情況,直接影響封閉層或粘結層和防水材料的粘結性能;③平整度:反映橋面的平整程度,直接影響防水材料的施工質量;④干燥程度:反映混凝土內水分的含量,直接影響封閉層或粘結層和防水材料的粘結性能;⑤粘結性能:反映防水體系中第一步施工,即封閉層或粘結層和橋面基體的粘結性能,直接影響將來防水材料施工后的粘結性和抗剪切性能的發揮。我國目前常見的混凝土基面打毛施工方法:①使用不帶高壓的水沖洗,不能徹底清理表面的浮漿和起砂,需要后續的清理和清掃,在水源緊張的地區不適合使用,幾乎不能夠得到均勻粗糙的表面,不能達到露骨率的要求。受其表面干燥的周期影響,不能馬上施工。②使用銑刨或者鑿毛的方法(人工或機械),對混凝土基面產生一定的破壞,會造成 A.細微的裂紋 B.小凹陷的地方清理不到 C.本來結實的骨料會被敲打松動,必須配套使用噴砂的方法進行一定的彌補,施工環境惡劣,產生大量粉塵 ,施工效率低,不能制造出均勻粗糙的表面,露骨率低。拋丸噴砂工藝完全可以克服以上缺點,保證橋面的露骨率、粗糙度、干燥度、粘結性能及平整度。
3.拋丸工藝的原理:拋丸噴砂,是指通過機械的方法把金屬的丸料以極高的速度(大約70米/秒)和一定的角度拋射到工作表面上,讓鋼丸高速沖擊工作表面,達到處理工作表面上的雜質、附著物以及其他需要清理的物質的一種表面處理的方法。打擊過表面的鋼丸在配套吸塵設備產生的負壓和本身撞擊的反彈作用下,鋼丸和雜質一起回到機器自身的分離系統,并將雜質和可以回收使用鋼丸自動分離并分別回收。好的鋼丸在機器內部繼續循環使用。
4.拋丸工藝的作用:
(1)可以干凈徹底地去除表面浮漿和起砂層,(4)形成粗糙均勻而又清潔、干燥的表面。
(2)可以完全打開混凝土表面的毛細孔;使封閉劑或粘結劑等防水材料完全滲入混凝土層,起到良好的防水作用。
(3)可以提前暴露原混凝土鋪裝層缺陷,及時處理。
5.施工工藝:
1.橋面處理:
敲除浮漿→清掃橋面 →橋面專用清理機清理 →高壓空氣吹凈橋面 →噴砂→橋面準備狀態驗收。
2.防水層施工:
人工涂刷進行底層施工→養護 →防水層表面清潔 →二涂、三涂→養護 →刷護欄底部 →涂刷泄水口處 →涂刷伸縮縫處 →遮蓋護欄伸縮縫。
3.交工驗收:
病害處理與維修→驗收。
4.瀝青面層施工
嚴格控制施工車輛無序進入防水作業面,禁止轉彎、調頭和急剎車。