摘要：铁路桥梁、公路桥梁、城际轨道、隧道、游泳池、污水处理池等凝土表面需要做防水处理，以保证和延长建筑物使用功能、使用安全及使用寿命，在防水处理方面进行探讨。
关键词 南河,特大桥,防水
1、工程概况
南河特大桥起止里程为：DK75+212.930～DK89+542，全桥长14.3公里。底座板线间防水层，即无砟轨道板灌浆结束侧向挡块施工完成后，防护墙内侧底座板以外范围内防水层施工，含防护墙和侧向挡块底边8cm。全桥共计23395㎡。防水层结构为：基层处理剂+喷涂聚脲防水涂料(厚1.7-1.8mm)+脂肪族聚氨酯面漆(厚0.2-0.3mm)。
2.防水施工程序和工艺流程
防水层施工单元分为五个作业区段：基层处理施工(必要的修补)区段、底涂施工区段、喷涂聚脲防水涂料施工区段、脂肪族聚氨酯面层施工区段、检测验收区段。
2.1.施工程序
施工程序为：施工准备→抛丸处理→第一次底涂施工→基层修补→第二次底涂施工→喷涂聚脲防水涂料→面漆施工→检验验收。
2.2.工艺流程
3.材料性能指标见下表
4.梁面线间防水层施工技术方法及措施
4.1.基层处理
混凝土基层进行抛丸处理，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面上，让丸料冲击工作表面然后在机器内部通过配套的吸尘器气流清洗作用，将丸料和清理下来的杂质分别回收，并且使丸料可以再次利用的技术，机器配有除尘器，提供内部负压以及分离气流，并做到无尘、无污染施工。
4.1.1抛丸后，形成创面100%且有效创面大于95%，粗糙度SP3-SP4之间，并去除混凝土表面浮浆。( 见下图)
抛丸施工完，混凝土表面孔洞完全暴露，采用修补腻子，对梁面的大孔洞和裂缝进行修补。腻子要求与混凝土结合性能好，可以渗入混凝土孔洞和裂纹中的毛细孔，起到封填孔洞缝隙，封闭混凝土基层的水分、气孔以及修补混凝土中微小缺陷的作用。用SPUA-HiE高弹密封胶修补水泥表面的裂缝。高弹密封胶的固化时间约为4小时，表干后可用锋利的刀片修整。
4.2.基面表面处理后的检验标准
桥面抛丸处理中，控制抛丸机行进速度，用肉眼观察、手感度等方法来判断抛丸效果，是否完会清除表面浮浆和起砂情况，由专职质检员全程进行跟踪观测,确保达到施工要求。因为基层表面处理质量直接影响后续施工质量，且为隐蔽工程，无法进行无损检测，故在进行后续施工前，要按照自检→互检→专职检验的流程进行质量检查，检验项目、标准、检验仪器见下表4-1：
4.3.第一次底涂施工
第一次底涂用作粘结混凝土与后续满刮修补腻子层，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和上部补修腻子层有很好的粘结作用。第一次底涂采用辊涂工艺，要求辊涂均匀无漏涂、无淤积，底涂施工完成后用目测检查均匀厚度。
4.3.1 第一次底涂施工的目的是封闭抛丸后的混凝土表面缺陷、气孔。
4.3.2底涂施工采用经检测合格的材料，配方按厂家材料说明书要求进行施工。
4.3.3底涂施工前对混凝土表面进行清洁处理，去除抛丸留下的杂物，最后采用吸尘器进行除尘。
4.3.4底涂施工采用人工辊涂法或刮涂法将基层处理底涂涂刮到混凝土表面，涂刮2-3道，以喷涂聚脲不产生针孔为原则，边角沟槽铺以人工刷涂。
4.3.5辊涂必须均匀，对于气孔较多的部位采用腻子进行基层修补。第一次底涂施工现场实际用量0.1～0.3kg∕㎡，常温下应该在底涂施工完成后4～6h进行基层修补施工。
4.3.6 底涂施工时基面温度不能低于5℃，空气湿度不能高于75%，基面含水率不能高于7%。如果基面过于潮湿，需要进行烘干处理。
桥面基层(模拟桥面)含水率检测方法：底涂施工前，采用1m2的塑料薄膜铺在待测基面上，四周用胶带密封，3h～4h后掀开薄膜，观察薄膜及待测基层表面，如有水珠或基层颜色加深，其含水率高于7%，反之，含水率低于7%。
4.3.7 底涂施工一般情况采用喷涂(可人工涂刷)工艺，边角、沟槽辅以刷涂施工。
4.3.8 喷涂环氧底涂料(基层处理剂)需要一个清洁、干燥的表面以便提高附着力，双组份反应型环氧树脂现场按比例配制(甲：乙=3：2)，在基层表面满涂，应均匀、不漏涂、不堆积，切勿太厚，一般控制底涂用量每平米不宜低于0.4kg，干燥时间宜在24h左右。
4.3.9在底涂层固化后尽快喷涂聚脲涂层，如果间隔超过24小时或底涂层表面被水份或灰尘等污染时，应先除去污染物，再重新涂一道底涂。
⑽ 施工时注意事项：①必须严格按照使用配比调配甲、乙组份，并搅拌均匀;②坚持用多少、配多少的原则，调配好的涂料在4小时内用完，否则固化报废不能再用;③混凝土表面必须干燥，含水率不宜超过5%;④基层处理底涂施工前应确保混凝土基面的坑洞已经完全修补完毕;⑤基层处理底涂表面被粉尘污染后会影响与中间防水层之间的粘结力。因此，在大风天气或粉尘较大的环境下施工时，需要采取防尘措施，通常的做法是在做完基层处理底涂的梁面上搭设支架，然后覆盖塑料薄膜;⑥施工现场严禁烟火。
4.4.基层修补
4.4.1 第一次底涂施工后，仔细检查梁面局部是否有缺陷，若存在则要进行基层修补。
4.4.2基层修补采用喷涂聚脲专用修补腻子，按照厂家说明书配置使用，现场使用时用台秤计量，每次配置不超过10kg，随用随配。当配制好的腻子发热或者黏度增大时将不能再使用，需要重新配置，修补腻子性能指标及试验方法见表4-2。
4.4.3孔眼集中部位采用修补腻子满刮处理，孔眼分散部位采用点补处理，施工时用人工塑料刮板刮涂的方法，满刮时要反复刮涂,厚度要均匀,保证孔眼完全封闭。腻子的表干时间2-3小时,满刮一孔32米标准箱梁需要用时约为2h,每遍中间间隔约为6h。
4.4.5基层修补后，表面坚固、密实、平整，不应有疏松、起砂、起壳、蜂窝、麻面等现象。
4.5.第二次底涂施工
在用修补腻子对梁面进行修补后，仔细检查梁面局部是否仍有缺陷未修补完全，如果存在则要进行相应处理，检查合格后进行第二遍底涂。第二次底涂施工工艺方法同第一次底涂施工。
第二次底涂施工现场实际用量约0.1-0.3kg/m2，两次底涂总量不小于0.4kg/m2，在底涂施工完成后4～6h进行喷涂聚脲防水施工。
4.5.1.聚脲防水层喷涂
喷涂机喷枪由专业工具进行喷涂，压力2500/3200psi，系统温度50～65℃，各系统运转正常后，开始喷涂聚脲涂料。空气压缩机压力7-9kg。由专业工具进行喷涂操作，喷涂前先对设备进行调试，各系统运转正常后，开始喷涂聚脲涂料。
聚脲涂料喷涂作业，采用双组份枪头撞击混合喷射系统的喷涂设备，防水涂料由甲组和乙组两种组分组成。
喷涂聚脲防水涂料适合于干燥、温暖环境中施工，施工温度宜在5～35摄氏度、相对湿度宜在75%以下，温度大于露点温度3摄氏度以上。条件超出以上范围时，应现场试验并测试后确定。喷涂聚脲防水涂料的施工，以机械喷涂为主，人工喷涂为辅。
①侧向挡块的侧面应先使用角磨砂轮机打磨混凝土表面、进行平整度处理，清除浮浆和毛边，喷涂防水层后应保证根部封边质量，必要时辅以手工涂刷，底座板外、防护墙之间的防水层，封边高度不小于8cm，封边形式下图。
② 泄水孔的处理
泄水管内刷涂底涂约10cm，然后手工向孔内壁喷涂聚脲防水材料。见图4-7。
1-找坡层;2-基层处理剂层;3-喷涂聚脲层;4-密封材料
③ 混凝土面裂缝等残缺的处理如桥面有明显裂缝或其他残缺，则应先对残缺进行修补，然后进行底涂施工、加强层和聚脲防水材料。
④ 防水层收边处理在桥面混凝土喷涂聚脲防水材料时应连续施工，在梁端处应施做收边处理，使用角磨机将聚脲喷涂层边缘修平。
4.6施工时注意事项：①雨天不得施工，四级以上强风天气不宜进行喷涂防水层施工;②根据需用材料设置合适的温度、压力等机器参数。喷涂作业时，如发现异常情况，应立即停止作业，检查并排除故障后方可继续施工;③保持压力平衡，压力偏差过大会导致涂层理化性能下降、起泡、不固化等;④按照施工环境选择底涂：湿度高、潮湿基材选择潮湿界面专用底涂;低温选择低温固化剂底涂，底涂表干后经验收合格喷涂聚脲，若超过24小时未喷涂聚脲需从新滚涂底涂;⑤施工过程中施工作业人员需穿工作服，佩戴目镜，手套，防毒面具等劳保用品并保证施工环境通风良好。
4.7.脂肪族聚胺酯面层施工
对于外露使用的聚脲防水层，为防止变色，要在其上罩一层脂肪族聚氨酯面漆。采用专用设备或人工涂刷，按照设备的要求进行喷涂施工，喷涂厚度0.2mm;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。喷涂施工24小时内，要避免重物碾压。
脂肪族面层在聚脲弹性涂料施工完成后采用专用设备喷涂，涂膜厚度0.2～0.3mm，达到封闭的目的，提高防水层的耐久性。脂肪族弹性面漆为反应型双组份涂料，使用时应根据现场需要，现配现用，以免涂料胶化报废。
4.7.1 第一道脂肪族聚氨酯面层宜在聚脲防水层施工完毕后6小时内完成，保证面层和聚脲防水层之间良好的粘结;与聚脲防水层施工间隔时间超出6h时，应采用搭接专用粘结剂做预处理或现场做粘结拉拔试验后确定。
4.7.2脂肪族聚氨酯面层施工前，对相应区域聚脲防水层表面进行清洁处理，保证聚脲防水层表面干燥、无灰尘、油污和其他污染物。脂肪族聚氨酯面层分层施工，每道干膜厚度≥50um总厚度≥200um。
4.7.3脂肪族聚氨酯面层施工采用喷涂工艺，边角、沟槽采用刷涂施工。
涂膜施工完毕后，立即覆盖防尘保温棚，并且在24h内避免重物碾压。风力超过3级时应停止施工或采取必要的防风措施。风力过大会造成飘飞的物料严重污染梁面。
4.8.防水层修补
若检验时发现涂层有鼓泡、遗漏等缺陷，则需要对涂层缺陷进行修补。
对损伤及粘结不牢的涂层，修补前，应彻底清除损伤及粘结不牢的涂层，并将基层及损伤周围80mm范围做成光滑过渡坡面，用带钢丝圆盘的机械砂轮、钢丝刷或其他工具把需修补的表面打毛并清理干净，分别刷涂基层处理剂和层间粘合剂。待表干后用原聚脲材料及喷涂设备喷涂修补，应尽量减少手工修补的数量。
如缺陷部位喷涂时间较短(≤3h)，则可对缺陷涂层表面进行打磨、清理后直接进行二次喷涂相同材料的聚脲防水涂料。如果缺陷部位喷涂时间较长(>3h)，则应在缺陷涂层表面、并向外扩展80mm,打磨、清理后，刷涂层间粘合剂，待表干后再喷涂相同材料的聚脲防水涂料修补，修补后应使整个涂层连续、致密、均匀。
修补完成后，涂层性能应检测符合设计要求，且涂层厚度不应小于设计涂层厚度的120%。
4.9.涂层修补
针孔要逐个用涂层修补材料修补。先用电钻在针眼部位打直径为3mm的孔，然后用刮涂聚脲修补找平。
对于小于250cm2的鼓包，剔除鼓包后直接用刮涂聚脲修补至设计厚度的。
对于大于250cm2的鼓包，要剔除到混凝土桥面基层，重新涂底涂、满刮PU腻子、第二遍底涂、按设计要求厚度喷涂聚脲涂层，喷涂聚脲涂层之前要采用专用粘结处理剂对原有防水层表面进行处理。
重新喷涂的时间间隔如超过6h的复涂时间，要将原涂层表面进行打磨或涂刷层间粘合剂等方法，防止重新喷涂的涂层与原聚脲涂层界面粘结不牢而产生分层。
5.质量控制及检验
5.1.质量控制
5.1.1 聚脲喷涂防水层施工质量控制主要有六点：聚脲原材料包括聚脲双组份原料必须经过检测(或提供每批材料证明或第三方的检测证明)，以证实施工采用的原材料为合格的聚脲产品。防水层外观：表面平整均匀，无流淌、无针孔、无起泡、无空鼓、无开裂、无异物混入。防水层厚度：喷涂完成后，用超声测厚仪检查涂层厚度，底座板下喷涂聚脲弹性防水层厚度≥2.0mm，其它区域≥1.8mm。粘结强度：最小粘结强度≥2.5MPa。脂肪族聚氨酯面层外观：面层应涂刷均匀，色泽一致，不得漏涂，涂层应无气泡、开裂和剥落。
5.1.2喷涂时应以机械喷涂为主，人工辊涂为辅，在大面积进行连续施工作业时，避免因人工疲劳等干扰因素造成的防水层厚度不均匀等缺陷、施工进度慢等缺点。
5.1.3 基层施工时，任何涂层在基层温度高于露点温度3℃以上，而且在涂层固化过程中这一条件要保持。
5.1.4.每个工作日正式喷涂前应利用所使用设备及原材料先进行试喷涂3块400mm×400mm(厚2mm)的试块，由现场施工技术主管现场进行质量评价，当试喷的涂层质量达到要求后，固定工艺参数，方可进行正式施工。
5.1.5 制样检测的样品采用现场施工用喷涂设备喷涂后的片材，保证被检测样品的真实性和可靠性。所有提交送检的样品必须注明：取样时间、地点、温度、湿度、风力、天气(雨、雪、霜、冻、晴等)、设备型号、操作温度和压力、原料厂家及生产日期。
5.1.6对于超过四级以上的强风天气，不得进行施工。
5.2.质量检验
5.2.1 质量检查分为原材料检验、试验室检验、现场检验三方面。任何新选厂家，转厂生产、生产材料和工艺有变化、用户对产品质量有疑问或有要求时应按表7-7进行型式检验。材料检验包括成膜后的物理性能检验和原材料检验。拟采用的原材料应按照现场采用的施工方法和环境条件进行制膜，明确采用的底涂、聚脲防水层涂料、面层的主要成分。
原材料检验项目应按表5-1、5-2执行，检验频次按每批不大于20吨的同厂家、同品种、同批号来料进行，并随机现场抽检。
A组份端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物的检验项目及试验办法
表5-1
表5-2
5.2.2材料检查规则喷涂聚脲防水涂料、底涂、脂肪族聚氨酯面层、搭接专用粘接剂的检验项目和检验频次按《现场检验项目和检验频次》表要求执行。
5.2.3 现场检验聚脲防水层现场检验包括现场外观检测、厚度检测、基层粘结强度检测、不透水性检测见表5-3。
现场检验项目和检验频次
表5-3
序号项目技术标准检验频次
2底涂均匀、无漏涂和明显缺陷成膜后
3聚脲防水层外观表面平整、无流挂、无针孔、无起泡、无空鼓、无开裂、无异物混入成膜后
4聚脲防水层厚度底座板下喷涂聚脲弹性防水层厚度≥2.0mm，其他区域≥1.8mm轨道板下每间隔5米布设4个测点，即轨道板中间布设2个、左右防护墙各布1个
5粘结强度防水层施工7天后≥2.5MPa每10孔梁(或每320米)随机抽取1孔(或连续的32米米桥面)进行检测，每孔梁(或每32米)检测5处，测点均匀分布。
6不透水性检测570mm水柱高度，30分钟不漏水每孔梁(或每32米)检测1处
① 厚度检测：喷涂完成后，用超声测厚仪检查涂层厚度，底座板下喷涂聚脲弹性防水层厚度≥2.0mm，底座板以外区域≥1.8mm。轨道板下每间隔5米布设4个测点;其它区域每间隔5米布设4个测点，即轨道板中间布设2个、左右防护墙各布1个。
② 由于抛丸后的混凝土桥面表面凹凸不平，会对超声波测厚的工作原理产生误差。如果使用超声波测厚仪，连续5点测试厚度不准确的话，施工现场应结合粘结强度的拉拔测试，采用游标卡尺测量被拔出聚脲涂层的厚度，作为喷涂聚脲涂层的实际厚度。
③ 粘结强度检测：在防水层施工7天后进行现场拉拔试验，每10孔梁(或每32米)随机抽取1孔(或连续的32米桥面)进行检测，每孔梁(或每32米)检测5处，测点均匀分布。拉拔后的部位用聚脲防水涂料喷涂，做快速修补、刮平。
④不透水性检测
在防水层上选定测试部位，清除灰尘，透水仪底座大小涂抹一圈密封材料，将仪器底座安置并按紧。将水注入带有刻度的玻璃管内，至570㎜刻度为止，每30秒记录一次水位高度，直至30分钟为止。每孔梁(或每32米)检测1处。
⑤脂肪族聚氨酯面层检验
脂肪族聚氨酯面层施工完毕后，要进行目测外观检验。面层要涂刷均匀，色泽一致，不得漏涂，涂层要无气泡、开裂和剥落。
脂肪族聚氨酯面层厚度要按照设计要求厚度，一般情况下脂肪族聚氨酯面层厚度≥200微米每孔梁(或每32米)检测10处，按照涂刷区域均匀分布检测点。
a.超声波测厚仪测试步骤：
Ⅰ将润滑液(或者水)均匀涂抹在被测试涂层表面。
II将超声波探头直接接触润滑液或水2秒，听到提示声音后，读取液晶显示屏上的数据，即为涂层厚度。
便携式附着力试验仪(测量范围：0-15MPa，精度 0.1MPa)
b.试验步骤：
I 用溶剂清洗金属拉拔头和聚脲涂层，必要时用细砂纸轻轻打磨聚脲试片。
II 选定试验用胶粘剂，确保胶粘剂不影响聚脲的性能。
III 按标准将拉拔头(直径2-5公分)用胶粘剂粘结在被测试涂层表面，多余胶粘剂用棉纱除去。
IV 待胶粘剂固化后(固化时间视环境条件和厂商提供的技术说明而定)，用锯齿形切割器，将拉拔头周围的涂层切断，直至露出混凝土基材为止。
V 将附着力试验仪套筒与拉拔头顶端连接，均匀按动液压手柄，直到拉拔头与基材脱开，读取显示数值。
5.2.4 修补
若检验时发现涂层有鼓泡、遗漏等缺陷，则需要对涂层缺陷进行修补。
如缺陷部位喷涂时间较短(≤6h)，则可对缺陷涂层表面进行打磨、清理后直接进行二次喷涂聚脲防水材料。如果缺陷部位喷涂时间较长(6h)则在缺陷涂层表面、并向外扩展5～10cm，打磨清理后，施作专业粘结剂，然后采用专用修补设备喷涂聚脲修补、刮平，使整个涂层连续、致密、均匀。
修补完成后，涂层性能检测符合设计要求。
5.2.5 原材料存储使用要求
材料在原装密封容器内储存，运输温度在5℃以上，现场储存于避光、通风良好、避高温、干燥、远离火源、温度为10℃-40℃环境，严禁雨淋。未开封的原材料室温下保质期为12个月。开封后距离下次使用间隔超过12h，或空气湿度大于75%时，向容器内加充氮气保护，防止吸湿变质，叠放高度不超过两层。
5.2.6判定规则
① 产品抽检结果全部符合本技术条件要求者，判为整批合格。若有一项及以上技术要求不合格时，应双倍抽样检验该项目，若仍有一项不合格，则判整批不合格。
② 喷涂完成后，用超声测厚仪检查涂层厚度，每孔梁(或每32米)检测不少于50处。游标卡尺测量拔出锭子表面聚脲防水层厚度，通过率需为100%,若未达到,需补喷至要求厚度。
③ 脂肪族聚氨酯面层应具有颜色不变黄、同聚脲防水层无剥离、无脱落、无起泡、保证在弯折180度面层不开裂，厚度均匀，每孔梁(或每32米)10个检测点，如有2点及以上达不到厚度要求，则该面层(或该32米的面层)视为不合格。
④防水层与基层剥离强度：施工现场要采用拉拔法进行喷涂聚脲防水层与混凝土的粘结强度检测，每10孔(或每320米)随机抽取1孔(或连续的32米桥面)进行检测，每孔梁(或每320米)检测5处;每孔梁(或连续32米桥面)5处数据最小单值干燥基面小于3.0MPa或潮湿基面小于2.5MPa，判定该孔梁(或该 32米桥面)防水层不合格，且要对该批梁进行逐孔检测(或320米范围内连续检测);拉拔后的部位用聚脲防水涂料喷涂修补，修补后的涂层性能要满足设计要求。
结束语
随着高速铁路建设的快速发展，作为铁路主体工程的桥面，桥面线间防水处理迫在眉睫，在梁面、线间做防水处理而不被雨水的侵蚀，保证了高速铁路桥梁使用寿命、安全，使施工方法技术方面更加成熟。应用地铁、公路桥面、高层楼房、游泳池等更多的领域使用，经济效率客观，防水技术应用进步及拓展空间。
