环氧防水层（通用7篇）
环氧防水层 篇1
拉伸性能试验用以反映各环氧基防水粘结材料受拉破坏时的应力和应变, 测得的主要指标为各环氧基防水粘结材料的拉伸强度和破坏时的应变, 通过拉伸试件的抗拉强度和断裂延伸率来评价各材料的实际使用性能。
1试验方法
1.1 试件成型
先用丙酮将上下两块不锈钢槽板进行清理, 用隔离剂涂刷一遍, 然后将上下两块槽板对接, 放入120℃的电热鼓风干燥箱中保温4h。不锈钢槽板保温结束后, 按照前述制备方法把制备好的各环氧基防水粘结材料, 立即倒入槽板内, 并进行振动, 再将其放回120℃干燥箱中, 保温2h, 然后降温至60℃保温4d (日本环氧粘结剂需持续在40℃下保温2d, 不需在120℃下保温不锈钢槽板及养生) , 使其充分固化。养生完成后, 取出, 将槽板打开, 用小刀将试件脱模。脱模后将试件在所需的试验温度 (20℃±1℃) 下放置2h, 然后用切片机切成哑铃状的试件, 制备6个试件。成型模具如图1所示, 拉伸试验试件尺寸如图2所示。
附注:A-总长, 最小值115 mm B-标距段的宽度, 6.00+0.4 mm C-标距段的长度, 33±2 mm
D-夹持线 E-半径, 14±1 mm F-半径, 25±2 mm G-端部宽度, 25±1 mm
H-夹具间的初始距离, 80±5 mm L-标距线间的距离, 25±1 mm
1.2 试验程序
将试件在标准条件下放置2h, 然后将试件安装在拉力机夹具中, 记录拉力机标尺所示数据 (L0) , 试件安装不得歪斜, 拉伸速度为500mm/min, 拉伸试件直至出现裂口或断裂等现象为止, 记录此时标尺数据 (L1) , 读数精确到0.5mm。
1.3 结果计算
拉伸断裂强度如式 (1) 计算:
P=F/A (1)
式中:P——拉伸断裂强度, MPa;
F——试件最大荷载, N;
A——试件断面面积, mm2。
试件断面面积如式 (2) 计算:
A=b·d (2)
式中:b——试件工作部分宽度, mm;
d——试件实测厚度, mm。
断裂延伸率按式 (3) 计算:
undefined (3)
式中:L——试件断裂延伸率, %;
L1——试件断裂时标线间的距离, mm;
L0——拉伸前标线间的距离, mm。
试验结果以六个试件的算术平均值表示, 取三位有效数字。
2试验结果
按照拉伸试验的试验方法, 进行各环氧基防水粘结材料在不同组分比例下的拉伸试验, 国产HLN-7611环氧沥青的拉伸试验结果如图3所示, 日本环氧粘结剂的拉伸试验结果如图4所示, 日本环氧粘结剂的拉伸试验结果如图5所示。
2.1 国产HLN-7611环氧沥青的拉伸试验结果
由国产HLN-7611环氧沥青在不同组分比例下的的拉伸试验结果可知, 拉伸强度和断裂延伸率随组分比例变化呈现出不同的变化规律。拉伸强度随比例 (B:A) 的增大而先增大后减小, 在比例 (B:A) 为7.6时达到峰值, 为0.940MPa。断裂延伸率随比例 (B:A) 的增大而先减小后增大, 在比例 (B:A) 为7.6时为188%, 比最佳断裂延伸率降低约15%, 此最佳断裂延伸率对应的拉伸强度比最佳值降低约31%。由于桥面防水粘结材料需要具有较高的拉伸强度和断裂延伸率, 根据此拉伸试验结果可以进一步确定国产HLN-7611环氧沥青的最佳组分比例B:A=1:7.6, 因为在比例 (B:A) 低于或高于7.6时, 由于A组分或B组分较多, 没有充分发生固化反应, 存在多余的A组分或B组分, 导致强度不足, 断裂延伸率出现波动。
2.2 日本环氧粘结剂的拉伸试验结果
从日本环氧粘结剂的拉伸试验结果可见, A、B两组分比例不同, 其性能差异较大。当A组分环氧树脂与B组分固化剂之比为1:0.8时, 拉伸强度最大, 但断裂延伸率最低, 不能满足防水粘结材料高延伸率的要求;当A组分与B组分之比为1:1时, 拉伸强度为5.932MPa, 且断裂延伸率达到最大, 为616%, 综合性能最优。因此, 可以进一步确定日本环氧粘结剂的A组分环氧树脂:B组分固化剂=1:1为其最佳配比。
2.3 日本环氧沥青的拉伸试验结果
从日本环氧沥青的拉伸试验结果可见, A组分环氧树脂与B组分固化剂之比为1:0.8和1:1.1时, 断裂延伸率较低, 不能满足防水粘结材料高延伸率的要求;当A组分与B组分之比为1:0.9时, 拉伸强度为2.710MPa, 且断裂延伸率达到853%;当A组分与B组分之比为1:1时, 拉伸强度为5.932MPa, 比A:B=1:0.9时增大约68%, 且断裂延伸率达到604%, 比A:B=1:0.9时降低约29%, 综合性能最优。因此, 可以进一步确定日本环氧粘结剂的A组分环氧树脂:B组分固化剂=1:1为其最佳配比。
3不同环氧基防水粘结材料的拉伸试验结果比较
综合各环氧基防水粘结材料在其最佳配比下的拉伸强度和断裂延伸率, 如图6和图7所示。由图可见, 日本环氧粘结剂的拉伸强度和断裂延伸率均高于国产HLN-7611环氧沥青和日本环氧沥青, 其中拉伸强度分别比国产HLN-7611环氧沥青和日本环氧沥青增大约530%和30%;断裂延伸率分别比国产HLN-7611环氧沥青和日本环氧沥青增大约228%和2%。究其原因为:日本环氧粘结剂不掺加沥青, 环氧树脂与固化剂能够充分固化反应, 而另两种材料中均需加入沥青, 沥青的存在可能会对固化反应有一定影响;且日本产和国产所采用的环氧树脂和固化剂种类不同, 分子内化学键作用力不同, 分子间链与链结合力不同, 最终导致拉伸强度和断裂延伸率的差异。
4结论
本章分别对国产HLN-7611环氧沥青、日本环氧粘结剂、日本环氧沥青等三种环氧基防水粘结材料进行制备并比较测试其拉伸性能。根据相关试验结果, 可以得出以下结论:拉伸性能优劣依次为:日本环氧粘结剂、日本环氧沥青和国产HLN-7611环氧沥青, 在最佳配比下所能达到的拉伸强度分别为5.932MPa、4.451MPa和0.940MPa, 断裂延伸率分别为616%、604%和188%。
参考文献
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环氧防水层 篇2
关键词：防水粘结层,环氧下封层,剪切试验,抗剪强度,抗热冲击试验
美国从20世纪60年代开始认识到桥面发生腐蚀破坏的严重性。1979年，美国国会报告指出:研究和合理设置防水层的主要目的是保证和提高桥梁的耐久性，防水层可有效防止因冰冻造成的桥面混凝土破坏和主梁钢筋的锈蚀，设置防水层的费用和效益比为1∶2.75，显然经济效益十分显著。我国从20世纪80年代开始逐渐认识到桥面锈蚀的危害性，开始意识到桥面防水的重要性。根据对桥面防水材料使用条件的分析，认为其不仅要具有不透水性、耐高温、低温性、耐腐蚀性、耐老化性，还要与桥面铺装层具有良好粘结力，更重要的是能抵抗汽车水平荷载和垂直应力的综合作用，具有良好的抗剪性能，具有抵抗桥面裂缝的张拉作用和疲劳影响等作用。环氧下封层属于热固性柔性防水材料，它由一定比例的环氧树脂与固化剂混合后发生复杂物理化学反应而得到。本文对环氧下封层材料的使用性能进行试验研究，得出环氧下封层的合理结构形式。
1 试验方法
1.1 试验方案
通过如下试验对防水粘结层的力学性能进行评价:1)压剪试验，为检验防水粘结层抵抗行车荷载水平力作用下产生在防水粘结层位置处的剪切应力的能力，采用压剪试验来评价防水粘结层的抗剪能力;2)拉拔试验，桥面板与沥青混凝土铺装层的粘结强度对铺装体的抗疲劳特性有很大影响，为了检验上下两层间的粘结强度及对面层整体结构强度的影响，采用拉拔试验确定防水粘结层与桥面板和沥青混凝土铺装层之间的粘结力状况。
1.2 试件的成型
采用表1结构成型试件，此结构为常用的桥面铺装结构，可以反映防水粘结层的实际工作状况，模拟现场实际的施工环境和施工过程。
1.3 环氧下封层层数和材料用量
环氧下封层的层数采用单层及双层两种方案。单层分别撒布1.18 mm～2.36 mm及2.36 mm～4.75 mm两种类型的碎石;双层中底层分别撒布0.3 mm～0.6 mm,1.18 mm～2.36 mm,2.36 mm～4.75 mm三种类型的碎石，上层撒布的碎石粒径分别为1.18 mm～2.36 mm,2.36 mm～4.75 mm,4.75 mm～9.5 mm。
环氧下封层的材料用量是在参考JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范的基础上，根据实际撒布效果而确定的，各方案具体用量见表2。
2 剪切试验结果及分析
对于各方案，采用(25±2)℃的温度进行剪切试验，模拟常温条件下防水粘结层的抗剪强度。试验时，每组准备3个平行试件。各方案剪切试验结果见表3，剪切试验试件破坏界面图见图1。
从表3及图1可以看出:
1)从压剪试验结果来看，撒布同等粒径的碎石，双层环氧下封层的剪切强度要大于单层环氧下封层。分析其原因，单层环氧下封层碎石之间的间隙要大于双层环氧，双层环氧由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，由此提高了环氧下封层的抗剪能力。因此双层环氧具有更好的使用保证性。2)不同粒径的环氧下封层，撒布大粒径碎石的抗剪强度要大于撒布小粒径碎石的，且提高程度较为明显。由于撒布大粒径碎石能够有效的提高试件的抗剪面的接触面积，从而提高环氧下封层的抗剪强度。
3 拉拔试验结果及分析
除了进行压剪试验，还进行拉拔试验，以便较为全面地评价防水粘结层的层间粘结效果。拉拔试验采用与剪切试验相同的试件，试验在常温(25±2)℃下进行，试验结果见表4，拉拔试验试件破坏界面图见图2。
从表4及图2可以看出:
1)从拉拔试验结果来看，不同粒径的环氧下封层，撒布小粒径碎石的粘结强度要大于撒布大粒径碎石的。分析其原因，撒布大粒径碎石后降低了环氧树脂的接触面积，因而降低了整体的粘结强度。2)同等粒径，双层环氧下封层结构的粘结强度要大于单层环氧下封层，双层环氧由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，与沥青混凝土的联接面积增大，由此提高了环氧下封层的粘结强度。
4 抗热冲击试验
通过观察环氧下封层防水材料在热冲击作用下材料是否出现翘曲、开裂等变形，检验环氧下封层材料是否具备抵抗沥青混凝土施工温度(高温破坏)的性能，在摊铺碾压的时段内是否可抵抗短期温度破坏。
4.1 试验方法
1)将导热油在锅中加热，加热温度至250℃左右(模拟浇筑式沥青混凝土摊铺的冲击温度)。2)将准备好的试件，放入准备好的托盘中，注意清除在试件和托盘上的水分，否则容易引起水的迅速沸腾。3)将加热好的导热油倾倒在试件表面，观察试件变化情况。其过程见图3，试验后环氧下封层的情况见图4。
4.2 试验结果分析
通过观察抗热冲击试验中环氧下封层试件的变化情况可以发现:试件在250℃导热油冲击作用下，表面没有明显的变化，没有出现环氧下封层材料的翘曲和开裂，并且经过热冲击30 min后试件依然没有明显的变化，由此可以判定环氧下封层材料完全具备抵御250℃热冲击的性能，可以抵抗沥青混凝土施工温度(高温破坏)的性能，在摊铺碾压的时段内可抵抗短期高温的破坏。
5 结语
1)双层环氧下封层由于使用了两层粗细不同的碎石，小碎石弥补了大碎石的空隙，减小了环氧下封层碎石之间的间隙，提高了环氧下封层的密实度和粗糙度，所以双层环氧下封层结构的抗剪强度和粘结强度要大于单层环氧下封层结构。2)撒布小粒径碎石的环氧面比较光滑，环氧下封层与沥青混凝土铺装层联接面积大，所以撒布小粒径碎石的环氧下封层粘结强度要大于撒布大粒径碎石的环氧下封层。3)撒布大粒径碎石的环氧下封层能够有效的提高试件抗剪面的接触深度，可有效提高抗压剪强度。所以，不同粒径的环氧下封层，撒布大粒径碎石试件的抗压剪强度要大于撒布小粒径碎石的试件，撒布小粒径碎石的环氧下封层具有更好的使用保证性。4)试验结果表明双层环氧树脂较单层环氧树脂具有更大的抗剪强度和粘结强度，撒布碎石的最佳粒径为，底层0.3 mm～0.6 mm，上层1.18 mm～2.36 mm。5)环氧下封层材料完全具备抵御250℃热冲击的性能，在热沥青混凝土的施工过程中环氧下封层材料能够保证材料的完整性。
参考文献
[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[2]JTG D50-2006,公路沥青路面设计规范[S].
[3]JTJ052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
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[6]孙恩杰.水泥混凝土桥面防水粘结材料的性能研究[J].公路,2007,2(2):111-115.
环氧树脂防水涂料及行业标准 篇3
1 标准立项背景
1.1 产品组成及特点
环氧树脂防水涂料是近10年发展起来的一种新型防水材料, 它以双酚A环氧树脂、活性稀释剂、改性剂为主要成分, 与改性胺类固化剂反应后, 生成具有三维立体网状结构的固结体。环氧树脂固化后具有优良的物理力学性能和耐老化、耐冻融、耐腐蚀性能, 无毒、无污染, 符合环保要求, 已在建筑工程 (特别是地下工程) 、高速铁路、高速公路、水工、水利领域得到推广应用。
环氧树脂防水涂料具有以下性能特点:1) 粘结力强, 对被粘的基面如新混凝土、沥青混凝土、卷材、聚氨酯涂料、聚脲、碳纤维布、钢板等均有突出的粘结力, 并能固结松散的基面材料。2) 在无明水的潮湿基面具有很好的渗入固结特性, 湿粘结强度较高, 可在潮湿基面施工且施工工艺简单。3) 能短时耐受180℃摊铺沥青混凝土。4) 具有良好的施工性, 在形状复杂的基面上施工非常便捷, 无需做找平层。5) 具有优良的抗冻融、耐老化和抗腐蚀性能, 收缩率小。6) 固结体无毒、无污染, 符合环保要求。7) 具有渗透性的产品渗透能力强, 可渗入混凝土内2 mm以上, 形成植根式的涂层, 渗入部分形成犬牙交错的不规则固结层, 使混凝土的强度提高30%以上。渗透性涂层还可避免界面上的应力集中, 既具有防水功能又提高了固结层的抗剥离能力。
1.2 国内外发展现状
在国外, 环氧树脂用作防水涂料始于20世纪60年代初, 继美国之后, 欧洲、前苏联、日本、韩国、新加坡、香港等亦在防水工程中使用该材料。20世纪80年代, 水电部组织专家去美国考察, 发现洛杉矶码头混凝土桩的环氧树脂防水涂料使用18年未见老化迹象, 对环氧树脂的耐久性给予了充分肯定。90年代, 香港地铁开始大量应用环氧树脂防水涂料。2006年, 环氧树脂防水涂料又被应用于法国桥梁工程。
在国内, 20世纪70年代, 中科院广州化学所首先开始渗透型环氧树脂防水补强材料的研究, 中国水利水电科学院、长江科学院、武汉大学等十几家科研单位相继投入该项目的研发和应用。广州科化防水防腐补强有限公司在中科院广化所专利技术的基础上开发的高渗透改性环氧树脂防水涂料通过了建设部的鉴定, 被列为全国推广项目, 并获科技部国家重点新产品证书。20世纪70年代, 环氧树脂防水涂料首先在水电大坝的防水工程中应用, 效果较好。环氧树脂防水涂料现已广泛用于水电大坝、交通、建筑和文物保护领域, 特别是桥梁、地铁、隧道、大坝和房屋的防水, 其用量每年以两位数增长。目前, 国内生产环氧树脂防水涂料有中科院广州化学所、中国水利水电科学院、长江科学院、武汉大学等数十个单位。
1.3 市场应用
近10年来, 环氧树脂防水涂料在产品、技术及施工工艺方面逐步成熟, 得到了快速的发展。已制定并实施的CJJ 139—2010《城市桥梁桥面防水工程技术规程》、JGJ/T 212—2010《地下工程渗漏治理技术规程》和GB 50208—2011《地下防水工程质量验收规范》, 都将环氧树脂防水涂料列入技术规程、规范之中, 对该产品的推广和使用起到了推动作用。据不完全统计, 2011年, 我国环氧树脂防水涂料的销售量近2 000余t, 预计2013年销售量为3 000余t。环氧树脂防水涂料的主要应用领域如下:1) 公路、高速公路、大桥混凝土路面与沥青混凝土路面之间的粘结与防水防腐。2) 客运专线桥面、地铁高架路段、地铁大开挖路段及车站、人行通道顶板与侧墙二级防水设防中用于基面防水并与卷材粘结, 亦可作为一道设防用于多层建筑屋面及厨卫间的防水。3) 新旧混凝土之间的粘结、桩头防水与粘结、大体积混凝土构件浇注, 特别是水库大坝坝体浇注, 无须凿毛即可实现新旧混凝土的粘结以消除冷缝。4) 混凝土梁、板、柱间补强时原混凝土结构与钢板或碳纤维布之间的粘结与防水。5) 水库大坝泄洪洞、溢流面或化工车间地面使用环氧砂浆或聚脲作保护层时用作底涂。6) 公路及高速公路缺陷、微细裂缝及冻害的修复。7) 混凝土的界面处理。8) 地铁、城际轨道盾构管片的防腐与防水。9) 地下工程、隧道工程的渗漏治理。
2 标准制定的目的
目前国内尚没有环氧树脂防水涂料相关的国家或行业标准, 国际上也没有相关的标准, 国外仅有一些试验结果和参考资料, 国内外厂家生产的产品执行的都是企标, 影响了产品的推广使用。本标准的主要内容是对环氧树脂防水涂料的产品性能提出要求, 规定产品的范围、分类、要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等内容。标准的制定可以规范市场, 有利于提高产品质量、保证工程质量、促进产业发展。
3 试验项目设置及标准要求
3.1 标准项目设置
本标准适用于以环氧树脂为主要组分, 与固化剂反应后生成的具有防水功能的双组分反应型涂料, 明确产品特征为双组分涂料, 主要成分是环氧树脂与改性胺类固化剂, 成膜原理是环氧树脂与改性胺类固化剂反应成膜。
本标准规定的物理力学性能, 主要考虑了产品本身的物理力学性能 (包括基本性能、耐久性) 要求、工程使用时对环境的要求、产品的使用功能、产品质量控制与施工要求, 同时参照了国内外同类产品标准与技术资料, 最终确定了9个项目, 比较全面地反映了环氧树脂防水涂料的特性:1) 施工过程的控制项目有外观和黏度;2) 成品质量要求有固体含量和柔韧性;3) 施工性要求有表干时间和实干时间;4) 工程使用时对环境的要求为耐化学介质性能;5) 规定产品使用功能和特性的项目有粘结强度、抗渗压力、抗冲击性;6) 部分产品具有渗透性, 混凝土渗透深度项目作为可选项目, 其试验方法放于附录中。
在上述9项指标中, 以下几项对环氧树脂防水涂料来说是比较重要的, 或者是有别于其他防水材料要求的。
1) 粘结强度。标准规定了环氧树脂防水涂料在各种条件下与混凝土基面粘结牢固的程度, 包括在干燥基面、潮湿基面的粘结强度, 以及经浸水处理和热处理后的粘结强度。涂料与基层的粘结性能越好, 涂层越不易脱落, 其防止窜水的性能也越好。
2) 涂层抗渗压力。该指标反应了环氧树脂防水涂料成膜以后的防水性能, 这是环氧树脂防水涂料作为防水材料最重要的指标之一, 用抵抗水的压力值来表示。
3) 抗冲击性。该指标主要考核在一定的使用环境下涂层承受外部冲击的能力。环氧树脂防水涂料虽然是一种刚性防水涂料, 但也应具有一定的柔韧性, 有一定的耐冲击性能。
4) 渗透性。环氧树脂防水涂料可以沿混凝土表面的毛细孔、微孔隙和微裂纹自外而内渗入混凝土内一定深度, 具有填充和封闭孔隙的能力。涂料对混凝土的渗透深度越大, 对混凝土的保护和防水效果越好。
3.2 技术要求
3.2.1 外观
产品各组分为均匀的液体, 无凝胶、结块。
3.2.2 物理力学性能
产品的物理力学性能见表1。
4 试验方法与检验规则
4.1 试验条件与制样方法
实验室试验条件:温度 (23±2) ℃, 相对湿度 (50±10) %, 养护水温度条件: (20±2) ℃。
将试样按生产企业规定的比例混合均匀, 用毛刷分3~5次涂布于试验基材表面, 每次间隔30~60min, 涂层干燥后总厚度为0.2~0.3 mm。
4.2 试验方法
4.2.1 外观
涂料各组分分别搅拌后目测。
4.2.2 固体含量
将试样按生产企业规定的比例混合均匀后, 按GB/T 16777—2008《建筑防水涂料试验方法》第5章反应型涂料的规定进行试验。
4.2.3 初始黏度
将试样按生产企业规定的比例混合, 搅拌5min, 按GB/T 2794—1995《胶粘剂黏度的测定》中5.1的规定采用旋转黏度计测定初始黏度, 结果计算精确到1 m Pa·s。
4.2.4 表干时间、实干时间
按4.1将试样涂刷于规定的铝板上, 在实验室条件下静置, 按GB/T 16777—2008第16章的规定测定表干时间和实干时间。
4.2.5 柔韧性
按4.1将试样涂刷于规定的马口铁板上, 涂刷面积150 mm×25 mm, 在实验室条件下养护 (168±2) h, 将马口铁板涂层面朝上, 用双手紧压于Φ50 mm的圆棒上弯曲180°, 静止2~3 s, 观察涂膜表面有无开裂现象。弯曲时两手应对称于圆棒中心线。
4.2.6 粘结强度
采用符合GB/T 16777—2008第7章7.1中的拉伸试验机和拉伸专用金属夹具。
干基面试件的制备:采用符合JC/T 547—2005《陶瓷墙地砖胶粘剂》附录A要求的混凝土板, 将其切割成规定的尺寸, 清除表面浮尘。必要时按生产企业的要求在混凝土板的成型面上涂刷底涂, 并在试验报告中注明;底涂干燥后, 按4.1涂刷试样, 再在实验室条件下养护 (144±2) h。
湿基面试件的制备:将符合JC/T 547—2005附录A要求的混凝土板浸泡于水中48 h, 取出后抹去浮水, 先在实验室条件下放置10 min, 再按干基面试件制备方法制备试件。
浸水试件的制备:按干基面试件制备方法制备试件后, 先在实验室条件下养护 (168±2) h, 再在水中浸泡 (168±2) h。
耐热试件的制备:按干基面试件制备方法制备试件后, 先在实验室条件下养护 (168±2) h, 再置于 (100±2) ℃烘箱中 (168±2) h。
经养护及处理后的试件, 用砂纸将环氧涂层表面打毛, 用适宜的高强粘结剂将40 mm×40 mm的拉拔接头粘结在环氧涂层表面, 每块混凝土板上均匀分布5个拉拔接头, 在标准试验条件下继续养护 (24±2) h。试验前沿拉拔头边缘, 用手持切割锯切割高强粘结剂至混凝土板表面, 使拉拔头内的环氧涂层与周边环氧涂层分离开来。用拉伸强度试验仪测定试件的拉伸力, 加荷速度为 (250±50) N/s。试验结果取5个试件的平均值;若有超出平均值±20%的数据应舍弃。以剩下的不少于3个试件的算术平均值表示粘结强度值, 不足3个试件时应重新试验。若最终试验结果全部是混凝土内聚破坏, 在报告结果数值的同时报告基材内聚破坏情况。
4.2.7 涂层抗渗压力
基准砂浆的制备:称取符合GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》的PO 42.5水泥350 g和符合GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法》要求的标准砂1 350 g, 搅拌均匀后加水260 m L, 必要时可添加纤维素醚0.2~0.5 g, 在符合GB/T 17671—1999规定的水泥砂浆搅拌机中搅拌3 min。基准砂浆14 d的抗渗压力应为0.4-0+0..10MPa, 否则应调整水泥用量或调整水灰比。
基准抗渗试件的制备:用上口直径70 mm、下口直径80 mm、高30 mm的截头圆锥带底金属试模成型两组基准砂浆抗渗试件, 每组6个。将拌合好的砂浆一次装入试模中, 用抹刀插捣数次, 当填充砂浆略高于试模边缘时, 用抹刀以45°角一次性将试模表面多余的砂浆刮去, 然后再用抹刀以较平的角度在试模表面反方向将砂浆刮平。试件在实验室条件下静置24 h后脱模, 在养护水中养护 (144±2) h后取出, 擦干表面后在实验室条件下晾置24 h。取其中一组基准抗渗试件在实验室条件下继续养护 (168±2) h, 另一组基准抗渗试件备用。
涂层抗渗试件制备:取备用基准抗渗试件, 按4.1在试件的背水面上涂刷试样, 涂刷时应避免涂层表面产生气泡。涂层试件制备后在实验室条件下继续养护 (168±2) h。
试验步骤:按GB 23440—2009《无机防水堵漏材料》中6.5.1.2进行, 从0.2 MPa开始加压, 恒压2 h后增至0.3 MPa, 以后每隔1 h增加0.1 MPa。当6个试件中有3个端面出现渗水现象时, 即可停止试验, 记下当时水压。在试验过程中, 如发现试件周边渗水, 则应停止试验, 重新密封后再试验。基准砂浆与涂层砂浆抗渗压力试验, 每组6个试件中, 以4个试件未透水时的最大压力计算, 试验结果以3个试件出现渗水时的压力减去0.1 MPa作为该组试件的抗渗压力。若涂层试件加压至1.5 MPa, 恒压1 h未透水, 则停止加压, 涂层试件的抗渗压力为1.5 MPa。
4.2.8 抗冻性
将符合JC/T 547—2005附录A要求的混凝土板切割成规定的尺寸, 清除混凝土块表面浮尘, 按5.2在混凝土块上涂刷试样, 每组制备3个试件。试件在实验室条件下养护 (168±2) h后, 按GB/T 50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》第4章进行试验。在-15℃的冷冻箱冷冻4 h、在养护水池中融化4 h为一次循环, 共冻融循环25次, 观察有无开裂、起皮、剥落。
4.2.9 耐酸性
采用符合JC/T 547—2005附录A要求的混凝土板, 将其切割成规定的尺寸, 清除混凝土块表面浮尘, 将混凝土块浸入熔融的蜡液中取出, 使蜡包裹除成型面外的其他5个外表面, 按4.1在混凝土块成型面涂刷试样, 每组制备3个试件。试件在实验室条件下养护 (168±2) h, 然后将涂层面朝下放入底部有支架的容器中, 使涂层浸没于符合GB/T 16777—2008中9.2.4规定的酸溶液中, 液面高出涂层面10 mm, (168±2) h后取出, 观察环氧涂层有无开裂、起皮、剥落。
4.2.1 0 耐碱性
按4.2.9的试验方法, 使涂层浸没于符合GB/T16777—2008中9.2.3规定的碱溶液中, 液面高出涂层面10 mm, (168±2) h后取出, 观察环氧涂层有无开裂、起皮、剥落。
4.2.1 1 耐盐性
按4.2.9的试验方法, 使涂层浸没于3%Na Cl溶液中, 液面高出涂层面10 mm, (168±2) h后取出, 观察环氧涂层有无开裂、起皮、剥落。
4.2.1 2 抗冲击性
采用符合JC/T 547—2005附录A要求的混凝土板, 将其切割成规定的尺寸, 清除混凝土块表面浮尘, 按4.1在混凝土板的上表面涂刷试样。试件在实验室条件下养护 (168±2) h, 然后按JC/T 985—2005《地面用水泥基自流平砂浆》规定进行冲击试验。试验时采用直径 (50±4) mm、质量 (500±10) g的钢质球形落锤, 从高度500 mm处自由落下。在试件上选择距试件涂层边缘不小于50 mm、相距不少于50 mm的3个位置处落锤, 观察涂层表面有无开裂或脱落现象。
4.2.1 3 混凝土渗透深度
按GB 18445—2012《水泥基渗透结晶型防水材料》附录A配制混凝土, 制备边长为100 mm的混凝土立方体试块, 在实验室条件下养护24 h后脱模, 置于养护水中6 d, 然后在实验室条件下养护21 d备用。涂刷试样前将混凝土试块在 (70±2) ℃鼓风干燥箱中放置24 h, 在实验室条件下冷却至室温。按4.1将试样涂于混凝土试块的成型面上, 在实验室条件下养护 (168±2) h。将试件立面断开, 用水淋湿剖开面, 在剖开面离涂层边缘不小于10 mm处均匀选取3个点, 用游标卡尺量取涂料渗入混凝土内部的深度 (从涂层表面至黄色印迹部分) , 读数精确到0.01 mm;当渗入深度小于2 mm时可用读数显微镜测量, 读数精确到0.01 mm。取3个测点所测深度的平均值减去0.2 mm作为渗透性的试验结果, 试验结果精确到0.1mm。
4.3 检验规则
出厂检验项目包括外观、固体含量、初始黏度、干燥时间、柔韧性、干基面粘结强度和涂层抗渗压力。
型式检验项目包括技术要求中所有的项目。
组批:以同一类型的10 t产品为一批, 不足10 t产品也作为一批。
抽样:在每批产品中, 按GB/T 3186—2006《色漆、清漆和色漆与清漆用原材料取样》规定进行抽样, 按配比总共抽取不少于4 kg样品。试样分为2份, 一份试验, 一份备用。试样应置于不与涂料发生反应的干燥密闭容器中, 密封贮存。
5 结语
《环氧树脂防水涂料》行业标准的制定, 规定了产品的技术性能指标, 统一了试验方法, 为生产企业提高产品性能、控制产品质量提供了方向;为设计和施工单位根据工程实际选择、使用、验收环氧树脂防水涂料提供了依据。
本次行业标准的制定系国内首次制定, 需要在标准的实施过程中不断总结经验, 发现不足之处, 在适当的时候对该标准进行修改和完善。
本文介绍的内容, 如与正式版本的标准内容有出入, 应以正式发布的标准内容为准。
摘要：介绍了环氧树脂防水涂料的国内外发展现状、市场应用情况、性能要求以及《环氧树脂防水涂料》行业标准的立项背景、标准制定依据以及标准的主要内容。
环氧防水层 篇4
石板坡长江大桥复线桥2006年9月25日通车。复线桥全长1 103.5 m,主跨跨度达330 m,主跨中部有108 m钢梁,单向四车道,桥面全宽19 m。本桥钢箱梁位于川江主航道,水流速度快,如果桥面铺装不设防水层或者防水效果不好,则从铺装层渗入的水或防冻盐溶液等会引起钢桥面板的损坏,甚至威胁到主梁安全。
1 桥面防水体系设计
重庆石板坡长江大桥复线桥桥面设计如图1所示,各构造层次要求见表1。由于钢桥面板在施工过程中一般会发生锈蚀,为了确保防水粘结层能够与钢桥面良好地结合,在铺装前应对钢桥面进行喷砂除锈处理,除去钢桥面板上的铁锈、油污等杂质,以提高防水粘结层的粘结性能。根据GB 8923—88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》对喷砂除锈的要求,钢桥面喷砂除锈清洁度应达到Sa2.5级,即“非常彻底的喷射除锈,钢材表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物,任何的痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑”。同时,为保证防腐层与钢桥面的附着力,要求钢桥面板喷砂除锈后粗糙度达到50~100μm。
桥面铺装层的使用寿命约10~15年,而桥梁结构的设计寿命超过100年,因此增设防腐层来保护钢桥面板不被锈蚀是很必要的。石板坡长江大桥复线桥采用喷砂除锈后4 h以内涂刷环氧富锌漆来防止桥面板的锈蚀。
环氧富锌底漆是以锌粉为防锈颜料,环氧树脂为基料,聚酰胺树脂或胺加成物为固化剂,加以适当的混合溶剂配制而成的环氧底漆,其中锌粉含量通常在85%以上,以形成连续紧密的涂层而与金属接触。涂层受到侵蚀时,锌粉作为阳极先受到腐蚀,基材钢铁为阴极,受到保护。同时,锌作为牺牲阳极形成的氧化产物也可对涂层起到封闭作用,加强涂层对基材的保护。锌粉在保护过程中会逐渐被消耗,但消耗速度很慢,其腐蚀产物的形成,使涂层与基材之间的电位差有所减小;当漆膜被损伤时,又露出新的金属锌,电位差立即增大,产生较强的阴极保护作用,所以富锌漆的锈蚀不会从损伤处向周围扩散。此外,环氧富锌漆能与大多数油漆相兼容(除了醇酸漆会皂化),是多道涂层系统中很好的底漆维修的施工,它干燥迅速,重涂间隔相对较短,附着力好,耐碰撞,耐热可达120℃,耐磨性能也很好。
2 环氧富锌漆的施工
2.1 施工前的准备
1)施工前必须对环氧富锌漆的性能进行检测,符合性能指标后方可进行施工,环氧富锌漆的性能指标如表2所示。
2)施工前在钢桥面板上选择面积约20 m2的几个区域,分别用不同的钢砂组成和不同工艺进行试喷砂除锈处理,由施工单位检测钢板清洁度和粗糙度,确认钢桥面板喷砂除锈工艺。
3)喷砂前,应首先检查钢桥面板的外观,确保表面无焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺等,如有必须通过打磨加以清除,锋利的边角必须处理成半径2 mm以上的圆角。
4)用清洁剂或溶剂清洗桥面板表面的油污、盐分及其他脏物。
5)用高压水冲洗桥面板表面。
2.2 钢桥面喷砂及环氧富锌漆施工
钢桥面喷砂采用带吸尘装置的移动式自动无尘打砂机,对于自动无尘打砂机所不能施工的区域和边缘,可采用手提式打砂机作业。在喷砂除锈后对钢桥面干净程度和粗糙度进行检测,检测合格后方可进行环氧富锌漆的涂刷,同时必须保证在喷砂除锈后4 h内进行施工。环氧富锌漆的施工采用人工滚筒涂刷,用量为150~200 g/m2。图2为环氧富锌漆施工现场。施工完成图如图3所示。
2.3 施工质量要求及检测方法
1)喷砂质量要求及检测
(1)喷砂除锈后的钢桥面板表面应达到GB8923—88标准Sa2.5级的要求。
检测方法:目测,对比GB 8923—88标准图片。
(2)粗糙度的要求必须达到50~100μm。
检测方法:用塑胶贴纸法测量(每一施工段检测3个点)。
2)环氧富锌漆质量要求及检测
(1)干膜厚度:50~100μm。
(2)与钢板结合力:≥5.0 MPa。
2.4 施工过程中的注意事项
1)环境要求
(1)遇下雨、下雪、结露等气候时严禁除锈作业。
(2)喷砂温度应高于露点3℃,相对湿度应≤85%。
2)磨料要求
(1)磨料采用钢丸、钢质棱角砂,其比例通过试验确定。
(2)磨料必须保持干燥、清洁,不含有害物质,如油脂、盐分。
3 结语
环氧富锌漆由于具有良好的防腐效果,已广泛应用于各钢桥面的铺装工程中,如上海崇明岛长江大桥、杭州湾跨海大桥、重庆朝天门大桥、北盘江大桥、石板坡长江大桥等,其使用效果良好。重庆石板坡长江大桥已使用约4年时间,桥面铺装层完好,未出现开裂、推移、涌包等病害(桥面现状如图4所示),这也进一步证实了钢桥板在喷砂后涂覆一层环氧富锌漆,可以起到良好的隔绝空气和水分的作用,同时保证其上的防水粘结层满足桥梁铺装层的粘结性要求。
摘要：以重庆石板坡长江大桥复线桥的钢桥面施工为例,简要介绍了环氧富锌漆在钢桥面防水层中应用的施工工艺要点及注意事项。
关键词：钢结构桥,环氧富锌漆,防水粘结层,防腐
参考文献
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[4]中华人民共和国交通部.JTJ 052—2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2000.
环氧防水层 篇5
水泥混凝土桥面铺装的病害是很多高速公路的主要病害之一, 尤其是在当前随着沥青路面技术和施工质量提高, 沥青路面的早期病害基本消除的背景下, 桥面铺装仍存在较多的早期损害病害问题则显得尤为突出, 这跟在桥面铺装结构中起重要作用的防水粘结层密切相关。良好的桥面防水粘结层, 不仅起到防水保护混凝土桥面的作用, 还能提供一定的抗剪强度以抵抗行车荷载在桥面产生的剪应力作用[1]。
1 水性环氧沥青防水粘结层材料及特点
水性环氧沥青防水粘结材料是一种环氧沥青高分子材料, 由渗透性好的连续相和环氧树脂、沥青等高分子材料不连续相共同组成。与热融性材料相比, 水性环氧沥青防水粘结材属于反应型材料, 能大幅度提高材料的力学性能和耐久性能。水性环氧沥青交联后形成热固性聚合物, 连续相通过渗透功能将环氧树脂和沥青渗入铺面铺装的下承层结构, 在桥面沥青混合料摊铺时利用混合料较高的温度实现环氧树脂和沥青的交联固化, 将桥面板、防水粘结层以及沥青铺装层有机地形成一个整体, 从而形成防水和粘结性能良好的铺装体系[2]。因此, 在施工中, 水性环氧沥青防水粘结层表现出施工方便、施工效率高、粘度适中等特性。当然, 水性环氧沥青材料作为一种环氧改性材料, 不仅具有环氧树脂类材料特有的力学性能和高温性能优异, 还具备优良的施工性能、优异的路用性能、卓越的耐久性能等特性。
2 水性环氧沥青防水粘结层施工的技术要点
2.1 桥面板处理
水性环氧沥青要求混凝土桥面干燥, 无浮浆和杂物, 且桥面板构造深度1-3mm, 露骨率≥20%。根据以上要求, 桥面板处理包括铣刨后桥面板的进一步清扫和桥面板的处治。原桥面铣刨后桥面板表面残留大量原铺装层杂物、原防水粘结层残留和灰尘, 因此需对原桥面进行进一步的清扫。同时为了保证桥面板与铺装层良好的粘结, 需对桥面板进行一定程度的处治, 以保证桥面板具有一定的粗糙度和构造深度。对于旧桥养护施工, 为了保证沥青混合料铺装层与水泥混凝土桥面板具有良好的界面, 原桥面铺装层必须铣刨充分, 无原铺装层沥青混合料附着于水泥混凝土桥面板, 桥面板暴露充分。
2.2 防水粘结层洒布与养生
在桥面板处理完后, 应立即组织水性环氧沥青的洒布。对采用智能洒布车进行洒布, 在施工前需彻底清洗智能洒布车, 不允许沥青或有机溶剂残留。若采用人工洒布, 宜采用总量控制, 匀速喷洒, 确保喷洒均匀。材料洒布后进行自然养护, 在防水粘结层材料干燥前禁止人员和车辆进入, 也需避免灰尘等对防水粘结层的污染。防水粘结层材料干燥后, 可进行铺装层沥青混合料摊铺。在水性环氧沥青干燥硬化后, 即可进行铺装层沥青混合料的摊铺。
2.3 防水粘结层应用的关键要点
水性环氧沥青防水层洒布量一般采用0.9kg/m2, 为使得水性环氧沥青防水粘结层材料在桥面形成良好的成膜效果[3]。对水性环氧沥青防水粘结层施工过程中有以下几点注意点:1) 气候因素。一般水性环氧防水粘结层材料对施工气候具有较高的要求, 一是要求施工养生期内避免雨水的冲刷, 二是要求养生期内具有较高的温度, 确保水性环氧沥青防水粘结层能够较快形成整体膜。2) 桥面板处理。为保证水性环氧沥青防水粘结层材料与水泥混凝土桥面板良好的粘结效果, 要求对原桥面板进行良好的预处理, 彻底清除水泥板表面低强度的水泥砂浆和灰尘, 保证表面清洁, 不得有可见灰尘、油污和其它污物的二次污染。常用的处理方法有喷砂抛丸法和铣刨法。要求处理后的桥面板具有一定的构造深度, 避免灰尘、油污等各种干扰防水粘结层与桥面板粘结的污染物。3) 交通管制。水性环氧防水粘结层施工和养生期内, 应对已施工现场进行严格的交通管制, 防止各种车辆对水性环氧防水粘结层带来的污染, 破坏水性环氧防水粘结层的成膜整体性。 (4) 现场检测。为确保水性环氧防水粘结层材料的后期性能, 需加强施工过程中以及施工后期的现场检测工作, 保证水性环氧沥青防水粘结层材料的洒布量, 对后期小拉拔强度进行现场检测, 掌握防水粘结层材料与桥面板之间的粘结效果。
3 水性环氧沥青防水粘结层的社会及经济效益评价
3.1 经济效益分析
大量试验研究和工程应用都证明结构性防水粘结层具有优异的路用性能, 而环氧树脂和水性环氧沥青等新型防水粘结层也具有优异的性能, 而且还具有一些其他的特点[4]。通过对结构性防水粘结层和新型防水粘结层的经济分析来比较多种防水粘结层的经济性。以南京某桥梁应用水性环氧沥青防水粘结层为例, 该桥面的面积为3.6万平方米, 对比桥面板采用SBS改性沥青+碎石, 橡胶沥青+碎石, 环氧树脂+碎石以及水性环氧沥青等各防水粘结层的建设成本, 具体工程造价见表1。
由表1可知, 桥面大中修养护工程中四种防水粘结层造价由大到小排序为:环氧树脂+碎石>水性环氧沥青>橡胶沥青+碎石>SBS改性沥青+碎石。虽然防水粘结层的初始建设成本各有差异, 但各防水粘结层的实际性能和使用寿命也不尽相同, 进而在后期因防水粘结层失效引起的病害及相应的养护周期也不同, 因此科学、合理评判防水粘结层的经济性仍需综合初始建设成本、养护成本和用户费用等, 在全寿命周期内分析不同防水粘结层的经济性。
水性环氧沥青防水粘结层优良的防水和粘结性能, 能够减少一半的养护次数, 在后期养护方面, 表现出良好的后期使用性能, 具有较大的优越性。同时, 水性环氧沥青防水粘结层材料属于常温施工, 在施工过程中, 相比较于其他防水粘结层材料而言, 能够避免因高温施工对周围环境和现场施工人员带来的污染和人身伤害, 具有良好的社会影响力。
3.2 环保及社会效益分析
水性环氧沥青防水粘结层材料属于水性材料, 非其他油性材料, 不使用含苯类等有毒溶剂, 且使用过程中无有害气体和废气排出, 对环境无污染。同时该材料是常温 (冷) 施工, 无需加热, 可节约大量能源。环氧树脂和水性环氧沥青防水粘结层材料均属于长期性能优良材料, 但环氧树脂材料抗冻性能较水性环氧沥青防水粘结层材料稍差, 且价格较水性环氧沥青材料稍高。因此, 相比较而言, 水性环氧沥青防水粘结层材料具有较好的推广应用前景。
4 结语
水性环氧沥青表现出良好的路用力学性能和施工便利性, 具有较好的性价比, 在多项工程中得到了推广应用。在工程施工中, 密切关注气候因素, 确保桥面预处理和养生期内的施工注意点, 以利于水性环氧沥青防水粘结层的成膜效果, 从而保证防水粘结层材料的良好性能。同时, 还应通过合理的组织和采取必要的措施避免防水粘结层此类问题的发生, 从而提高工程质量, 提高桥面养护后的使用寿命。
参考文献
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环氧防水层 篇6
重庆鱼嘴长江大桥桥位起于重庆广阳镇葵花山庄,止于鱼嘴镇的下果园。大桥全长1 440 m,按双向六车道高速公路设计。设计时速为100 km/h,设计荷载为公路Ⅰ级。其中主桥为1 001 m单跨双立铰简支悬索桥。含风嘴的钢箱梁全宽为36.8 m,行车道宽为30 m;节段标准长度12 m。顶板厚14 mm,顶板U形加劲肋厚8 mm,标准间距为600 mm;横隔板间距为3.0 m,吊索处横隔板厚10 mm,其余横隔板厚8 mm;底板厚为10 mm,底板U形加劲肋厚6 mm,标准间距为900 mm[1]。
2 钢桥桥面防水铺装设计要求
2.1 沥青铺装层的抗车辙性要求
从重庆鱼嘴大桥所处的环境分析,年极端气温相对较高,钢箱梁的储热作用使沥青防水铺装层的温度显著高于路表温度。因此,桥梁防水设计中应保证桥梁桥面沥青防水铺装层在重交通荷载作用下仍有较高的抗车辙性能[2]。
2.2 沥青防水铺装层的抗疲劳、抗开裂性要求
交通荷载作用下桥梁桥面防水铺装层随钢桥面板变形,钢板U形加劲肋顶部对应的防水铺装层表面将产生反复弯曲应力。桥梁桥面防水铺装层所承受的弯拉、剪切应力相对较大,在U型肋和纵梁部位的防水铺装层顶部会因负弯矩过大而产生开裂。因此,防水铺装设计要考虑沥青防水铺装层的抗疲劳、抗开裂性。
2.3 沥青防水铺装层的粘结性要求
交通荷载作用下桥面防水铺装层与钢板会产生荷载变形;不同环境温度作用下,沥青防水铺装层和钢板会产生温度变形。荷载和气候的共同作用使得防水铺装层与钢板之间产生较大的剪切应力,当应力超过层间抗剪强度时,就会导致层间脱离,引起防水铺装层破坏。因此,防水铺装设计时要保证沥青防水铺装层与钢板之间具有良好的层间粘结力。
2.4 沥青防水铺装层的防水性要求
重庆地区雨量充沛、空气潮湿,桥梁钢板极易因水分而锈蚀,缩短桥梁钢结构的使用寿命。因此,在防水铺装设计中要重点考虑铺装结构体系对钢板的防水、防腐保护功能。
3 重庆鱼嘴长江大桥桥面防水铺装设计方案
3.1 桥面防水铺装层结构
重庆鱼嘴长江大桥桥面防水铺装,采用双层环氧沥青混凝土铺装结构,见图1。
3.2 环氧沥青组成
环氧沥青是由A与B两种组分在一定的条件下按规定的比例混合而成。根据性能和用途分为两类:一类是用于环氧沥青混合料中的结合料,另一类是用于钢桥桥面防水粘结层的粘结料。这两类的A组分相同,均为环氧树脂,而B组分则不同。重庆鱼嘴长江大桥钢桥面铺装结合料B组分采用BV(V型),粘结料的B组分采用B1F(1F型)。
1)环氧沥青结合料
由组分A与组分BV所制备的V型环氧沥青结合料技术要求见表1。
2)环氧沥青粘结料
由组分A与组分B1F所制备的1F型环氧沥青结合料技术要求见表2。
3.3 环氧沥青集料与级配
优质的原材料是确保桥面防水铺装层质量与使用性能的先决条件。工程实践证明,集料的品质对环氧沥青防水铺装层的质量影响较大。
采石场在生产过程中必须彻底清除覆盖层及泥土夹层。生产碎石用的原石不得含有土块、杂物、风化物及锈斑,集料成品应用洁净的编织袋分装后转入仓库保存。
环氧沥青混合料属于特殊级配,级配范围见表3,环氧沥青混合料技术要求见表4。
4 桥梁桥面防水铺装层施工工艺
4.1 基层处理
采用移动式自动无尘打砂机(图2)进行桥面喷砂除锈。对于自动无尘打砂机不能施工的区域,采用手提式打砂机作业。喷砂前应先检查桥面板的外观,打磨清理桥面板。锋利的边角必须打磨成半径为2mm以上的圆角。用清洁剂清洗钢桥面板,除去表面的油、盐分及其他脏物,确保桥面板干燥、无焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺等。遇雨、雪、结露等天气,严禁除锈作业。喷砂温度应高于露点3℃,相对湿度≤85%。喷砂除锈后的钢桥面板表面应达到GB 8923—88《涂装前钢材表面修饰等级和除锈等级》标准Sa2.5的要求,粗糙度达到60～80μm。
4.2 环氧富锌漆喷涂
施工时(图3)应连续自测湿膜厚度,涂层应均匀,无漏喷、干喷,无龟裂、流坠、针眼和气泡等缺陷。涂层之间的重涂间隔参照使用说明及现场气温确定。
漆膜实干前应采取适当的措施防止漆膜受损,并且应避免淋雨或者直接浸水以及接触其他腐蚀介质。涂装完毕后应及时组织防水粘结层施工,以防止漆膜老化与氧化。
4.3 环氧沥青防水层施工
待底涂层Zed S94固化后,喷涂环氧沥青防水层。首先将桥面尘埃、杂物等清除干净,然后仔细清洁洒布作业面,确保作业面干净、无污染。
在洒布作业的前夜将A料与B1F料加热脱桶并分别泵入各自的厂内贮油罐,并保持A料与B1F料贮油罐内的温度分别为(87±3)℃与(150±3)℃。在洒布作业前的5～8 h将已预热的A料和B1F料由厂内贮油罐泵入洒布机的相应贮罐内,并继续将A料的温度保持在(87±3)℃,B1F料的温度保持在(150±3)℃。
喷洒前应检查所喷洒区域,确保喷洒作业面干燥、清洁,且无任何锈斑、锌盐或油斑。防水粘结层施工采用专用洒布机,对于不便喷洒的部位采用人工均匀涂刷。
施工过程中应及时记录A料与BIF料的混合比例与用量。当混合比例超出容许范围时,应立刻停止施工,待问题解决后,方可恢复施工。
凡与铺装层接触的部位都属于喷洒区。当天的喷洒区要与计划铺装的施工区相对应,且喷洒区边缘要比铺装区边缘多出2～3 cm。喷洒区边缘不与铺装层接触的结构物表面要加以保护,以免受到污染。当受到污染时应及时清除干净,清除过程中不得损坏结构物表面的防腐层或污染已洒布粘结层,见图4。
喷洒防水粘结剂时,应提前1 h用高压热空气(70～80℃)烘干钢桥面板,确保桥面上的喷洒区及其临近区域没有水迹。每层湿膜厚度不小于1.2 mm,干膜总厚度不小于2 mm,总用量为2 500～3 500 g/m2,每层涂完1 h(23℃)就可以喷涂下一层。
喷洒的粘结层应均匀、连续,用量准确。喷洒区边缘保持横平竖直,且严格控制喷洒区边缘粘结层洒布量。超量、漏洒或少洒的地方应再次进行喷洒。
4.4 环氧沥青混凝土施工
1)准备工作
在粘结料喷洒后的48 h内,应完成环氧沥青混合料的摊铺碾压作业。如不能按时摊铺碾压,在混合料摊铺前应按0.35 L/m2用量重新喷洒粘结料。
2)拌料
热料仓的矿料温度应稳定在115～123℃范围内。混合料的拌和时间经过试拌确定,环氧沥青混合料每锅的拌和时间宜控制在40～50 s,其中干拌时间不得少于3 s。拌和的环氧沥青混合料应均匀一致,所有矿料颗粒应全部裹覆环氧沥青结合料,无花白料、死料、无结团成块或粗细集料离析现象,混合料温度在110～121℃范围。
3)运输
将符合规定温度要求的混合料从临时热料斗中卸入运料车内,一般情况下1辆车装7～8盘料。装料的过程中应采取有效措施防止混合料的离析,如分堆堆放等。将该盘料的温度记录在送料单上,送料单上还应填写第一盘料及最后一盘料的装料时刻。装满后从车厢侧壁插入3支温度计,温度计距料车底板的高度不得低于30 cm,也不得高于80 cm。为便于调度与管理,每辆运料车均应编号,编号必须醒目,并将编号贴于驾驶室前玻璃和后挡板上。
根据现场所测得的混合料平均温度,按表5确定容许卸料时间,合理进行料车调度。对于超温或超时的混合料应坚决予以废弃。
4)摊铺
摊铺采用侧喂料机喂料,采用履带式沥青摊铺机按预定的速度均匀、连续不间断地摊铺。摊铺机无法摊铺的部位采用人工摊铺。摊铺的混合料表面应无明显的离析、波浪、裂缝、拖痕、鱼尾纹等。摊铺过程中应派专人均匀翻动螺旋布料器与熨平板之间的混合料,并及时清除“死料”。沥青混合料的松铺系数应根据试铺段确定。摊铺过程中随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡,按要求填写松铺厚度记录表,并根据使用的混合料总量与面积校验平均厚度。对施工中出现的异常情况也应详细记录,并向监理工程师汇报。
5)碾压
碾压紧跟摊铺机进行,碾压过程分为初压、复压、终压三个阶段。压路机组合及碾压遍数可参照表6。具体碾压遍数与压路机组合应通过试铺确定,在正桥施工时可根据现场情况适当调整。使用轮胎压路机时,必须检查各轮胎的磨耗及压力是否相等,防止因轮胎软硬不一影响面层的横向平整度。
碾压时压路机驱动轮面向摊铺机,由低到高,依次连续均匀碾压,相邻碾压带重叠1/3轮宽。压路机起动、停止必须减速缓行,不准紧急刹车、制动。压路机碾压按阶梯形路线进行作业,见图5。
初压时的第一碾,压路机只有追近摊铺机时才可后退。第一碾的控制速度,以不产生横向裂纹和推移为原则。复压的碾压速度不宜太快,不得超过8 km/h;但也不得太慢,必须保证碾压长度控制在20～50m。压路机的起动、停止过程必须减速缓慢地进行。派专人负责检测碾压温度,保证初压终了温度不低于82℃,终压终了温度不低于65℃。
6)接缝
铺装层的施工缝采用45°～60°的斜接缝。铺装上层纵缝应设置在车道线处,与腹板或纵向加劲肋的间距不应小于10 cm。严禁将纵缝设置在行车道主轮迹带内或纵隔板、纵向加劲肋上翼缘的上方。铺装上下层的纵向施工缝间距应不小于15 cm。
钢箱梁长度范围内的单幅铺装应按“连续不停顿”的要求进行摊铺作业,以避免设置横向施工缝。对铺装下层,当因故无法避免时,横向施工缝与最近的横隔板之间的距离应保持在1.2～1.8 m,且相邻两幅的横缝应错开至少1 m。对铺装上层,原则上不设置横向施工缝。
7)其他注意事项
环氧沥青混凝土铺装的养护期通常为30～45 d,具体时间应根据环境温度与现场试验结果确定。在养护期间严禁车辆通行,禁止在防水铺装层表面长时间放置重物及堆放杂物。
5 结语
重庆鱼嘴长江大桥钢桥面铺装选用了环氧沥青材料,该材料具有空隙率小,防水性、抗车辙性、耐酸碱腐蚀性优良等特点。该材料解决了因桥梁动荷载、水作用下铺装层容易产生病害的难题,防止了水及有害离子通过桥面铺装裂缝和孔隙渗入下部结构腐蚀钢桥面板,保证了桥面铺装质量。
参考文献
[1]浙江省交通规划设计研究院.鱼嘴长江特大桥施工图设计[Z].浙江省交通规划设计研究院,2009.
环氧防水层 篇7
防水粘结层可以将沥青铺装层与水泥混凝土桥面牢固粘接联成一整体, 同时还能防止水透过界面而造成的水损害, 保证防水粘结层的使用质量是防止桥面铺装病害, 提高桥面结构耐久性的关键。
1 工程概况
宁高高速公路由于长期高负荷的运营, 桥梁桥面铺装出现了坑槽、推移、松散等问题, 需要及时进行养护维修。考虑到该桥梁桥面铺装使用时间较长, 沥青混合料的老化现象较为严重, 此次桥面铺装的大修施工将对原有病害较为严重的沥青路面进行铣刨, 在喷洒防水粘结层后重新铺设沥青混合料面层, 根据已有相关研究成果, 铣刨重铺路面结构采用性能优异的水性环氧沥青防水粘结层+双层SMA13的桥面铺装方案。
2 水性环氧沥青防水粘结层的施工技术
2.1 原桥面处理
防水粘结层作为混凝土桥面板与沥青混凝土面层的衔接层次, 起着防水和粘结的作用。沥青混凝土面层的破损会导致雨水下渗, 在行车和积水的综合作用下, 会加速防水粘结层的破损, 并导致雨水进一步下渗, 侵蚀水泥混凝土结构。因此, 对于桥面铺装的大修, 必须在重新铺设沥青面层前对铣刨后的桥面板进行处理, 以提高防水粘结层的防水、粘结效果。
为了保证SMA铺装层与水泥混凝土桥面板具有良好的界面, 应将原桥面铺装全部铣刨, 确保水泥混凝土桥面板上无原铺装层沥青混合料残留。由于原桥面铺装层厚度较大, 本次改建工程采用全自动铣刨设备对桥面分两层进行铣刨, 但在局部区域仍有铺装层材料和防水粘结层的残留, 必须采用人工凿除。铣刨后的界面存在大量的原铺装层杂物、原防水粘结层残留和灰尘等, 若不进行处理和彻底清除, 必然会影响水性环氧粘结层与桥面的粘结效果。因此, 本工程采用带有钢丝刷的CASE430全自动清扫机对桥面板进行全面清理, 同时将桥面板打毛, 形成1~3mm的构造深度, 有利于提高桥面板与上层桥面铺装的抗剪性能, 提高桥面铺装体系的稳定性。
2.2 水性环氧沥青防水粘结层的施工
若桥面处理有积水存在, 应在桥面干燥后再进行防水粘结层的施工, 若仅有少量积水, 则必须用烘干设备进行烘干后再进行防水粘结层的施工。为保证水性环氧沥青材料洒布的均匀性, 应采用智能洒布车进行洒布, 若桥面养护面积较小, 考虑到养护的经济性, 也可采用人工洒布, 但应严格控制洒布量, 并尽量保证均匀。防水粘结层的过薄容易导致粘结和防水效果不佳, 而过厚也会降低防水粘结层的抗剪性能, 本工程施工中采用0.9kg/m2的洒布用量进行常温洒布。
水性化的环氧树脂与乳化沥青混合后, 由于混合材料中存在大量的水, 影响了环氧树脂的固化, 在水性环氧沥青喷洒到桥面板后, 水分在日照和风的作用下会快速蒸发, 导致水性环氧树脂的固化反应加速, 自然养护约3小时后, 水性环氧树脂形成的空间网状结构将沥青材料包裹在内部, 形成防水粘结层。在水性环氧沥青洒布后、水性环氧树脂固化过程中, 应禁止人员和车辆进入, 同时避免灰尘等对防水粘结层的污染。水性环氧沥青干燥硬化后, 会形成不粘轮、不起皮的粘结层, 可供各种工程车辆和摊铺机通行, 进行铺装层沥青混合料摊铺。在沥青混合料施工中, 需避免车辆的快速启动和紧急制动对防水粘结层产生损害, 影响其防水效果, 同时也需避免车轮灰尘和油渍对防水粘结层的污染, 降低其与上层沥青混合料的粘结效果。
2.3 施工控制存在的问题及控制关键点
根据现场调研情况, 原有桥面铺装层需充分铣刨和处理工作未能一次性到位, 仍存在部分桥面铣刨不充分和原防水粘结层残留的问题, 经及时协调处理后, 进行了二次清理后, 基本满足要求。铣刨车道四周与原路面的搭接处是防水粘结层施工中需重点关注的内容, 大量工程防水粘结层的失败经验都验证了其对防水粘结层使用性能的影响。由于铣刨车道和原路面的搭接处灰尘较多, 且界面复杂, 影响新老路面的粘结效果, 如不清扫干净或水性环氧沥青洒布不够, 界面易出现裂缝, 从而引起水的渗入导致桥面的水损害。本次工程施工中, 对这些关键部位进行了较为彻底的清扫, 而且洒布了较多的水性环氧沥青, 能够确保新旧界面的粘结效果。运输车的车轮灰尘和油渍会降低防水粘结层的粘结效果, 一旦在沥青混合料摊铺过程中发现, 必须及时进行清理。因此, 在桥面大中修养护工程中, 应通过合理的组织和采取必要的措施避免防水粘结层此类问题的发生, 从而提高工程质量, 提高桥面养护后的使用寿命。
3 水性环氧沥青防水粘结层的应用效果
3.1 现场检测
为保证施工质量控制要求, 对水性环氧沥青防水粘结层施工质量进行现场检测。水性环氧桥面防水粘结层施工后需进行质量检查, 包括喷洒量、外观、行车检测、剪切强度、拉拔强度、附着力拉拔强度等指标。
在水性环氧方式粘结层的施工过程中应进行自检, 随时进行外观检查, 发现喷涂达不到要求, 应立即查找原因, 采取改进措施后再恢复施工, 对喷涂达不到要求的部分应及时修补。水性环氧沥青硬化后, 可采用取芯法进行拉拔剪切试验, 并采用附着力拉拔 (小拉拔) 试验, 评价和验收水性环氧防水粘结层材料的性能, 测试结果见表1。
由表1现场试验段试验的测试结果可知, 水性环氧沥青防水粘结层材料的基本力学性能和路用性能均达到防水粘结层基本技术指标要求。根据现场检测可知, 通过对桥面取芯进而检测防水粘结层的路用力学性能, 破坏桥面铺装体系的整体性, 且在操作方面不具有便利性, 同时, 通过大量实体工程检测和室内检测试验表明, 附着力拉拔强度 (小拉拔) 试验检测结果与取芯法进行的剪切试验和拉拔试验的结果一致。因此, 本项目推荐采用附着力拉拔强度试验对防水粘结层的性能进行评价, 取芯剪切和拉拔试验仅在可实施条件下作为参考。
3.2 后期性能观测
从水性环氧沥青桥面铺装防水粘结层铺筑完成后的施工效果来看, 防水粘结层成膜效果良好, 采用常温洒布后的防水粘结层表面均匀, 无花白现象。在该桥梁工程养护施工完成后的一年, 对该桥面铺装的性能及病害情况进行现场观测和统计, 目前该铺装桥面体系性能良好, 未出现严重的病害。为确保完全掌握水性环氧沥青的综合性能和性能发展规律, 将继续长期定期跟踪观测桥面铺装体系的综合性能, 为其后期的大规模推广提供可靠的技术资料。
4 结束语
综上所述, 水性环氧沥青防水粘结层材料具有良好的渗透性能和常温施工特性, 通过渗透浸入下承层的环氧树脂和沥青材料交联固化后能够修复部分下承层的微裂缝, 有利于提高桥面板的防水功能, 而且可以与上层沥青铺装层形成一个整体, 从而形成防水和粘结性能良好的铺装体系, 提高桥面质量。
参考文献
[1]张思桐.环氧沥青在桥面铺装中的应用研究[D].长安大学, 2010.