喷涂型聚脲防水涂料（共7篇）
喷涂型聚脲防水涂料 篇1
1 工程概况
沪杭高铁全线运营长度202 km,其中新建正线长度160 km,设计时速350 km/h。工程于2009年4月开工建设,2010年10月26日正式开通运营。沪杭高铁采用了CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道结构形式,其混凝土桥梁防水采用了喷涂聚脲。
2 无砟轨道混凝土桥梁防水体系简介
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。因此,做好桥面防水层对于减少铁路维护费用、延长铁路使用年限具有重大作用。鉴于CRTS-Ⅱ型板式无砟轨道的特点,其混凝土桥面防水宜选用涂膜类防水材料。根据已有的过程经验,可以选用以喷涂聚脲为主防水材料的桥面防水体系[1]。
喷涂聚脲防水层由底涂、喷涂聚脲防水涂料、脂肪族聚氨酯面层等部分组成。其中,喷涂聚脲防水涂料包括喷涂聚脲防水涂料和喷涂聚氨酯(脲)防水涂料。
底涂具有良好的渗透力,能够封闭混凝土基层的水分、气孔以及修补基层表面微小缺陷,能够同时与混凝土基层和聚脲涂层很好地粘结。当基层平整度、密实度不能满足要求时,应在底涂施工前进行修补。
喷涂聚脲防水涂料是一种A、B双组分、无溶剂、快速固化的弹性防水材料。A、B组分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。
面层涂装在聚脲防水涂料表面,起到耐磨、装饰、防变色、防紫外线老化、防粉化的作用,是保护聚脲防水层并且便于重涂的一种涂层材料。
沪杭高铁桥面防水体系由三部分组成,见图1。
3 喷涂聚脲防水层施工工艺
3.1 桥面处理(抛丸施工)
待桥面平整度达到设计要求后,需进行抛丸处理。正式抛丸前要进行试抛,以确定最佳丸料规格、丸料流量(最佳电机负载)、抛丸设备行走速度等工艺参数。以上工艺参数设定后,再开始大面积正式施工。经过抛丸处理的混凝土表面具有如下特点:(1)表面粗糙均匀,不会破坏原基面结构和平整度;(2)完全去除浮浆和起砂,形成100%“创面”;(3)露出骨料而不会造成骨料的松动和微裂纹;(4)提前暴露混凝土缺陷;(5)达到宏观纹理和微观纹理要求,适合各种防水涂装、铺装工艺;(6)增强防水材料在表面的附着力。
3.2 基层局部缺陷修补
抛丸施工完成后,基层表面的缺陷全部暴露出来,局部会出现较大的孔洞、气泡,应先用专门的环氧腻子进行修补,将基层较大的孔洞及气泡封闭。
修补腻子主要材料为PW系列环氧胶主剂。施工采用刮板进行刮涂。抛丸后若基层表面不存在裂缝、气孔,则不需要刮抹腻子进行封堵(底涂与基层之间多一层介质后,将导致防水层拉拔力不足)。
3.3 底涂施工
3.3.1 主要施工材料
沪杭高铁底涂材料采用日本DYFLEX株式会社生产的PW系列环氧材料,A组分为环氧主剂,B组分为硬化剂,施工质量配合比为1∶1。
材料应在原装密封容器内储存,存放环境温度为10~40℃,应储存于避光、避高温、通风良好、远离火源的环境中。开封后,如果距离下次使用间隔超过12 h,或空气湿度>75%时,应向容器内加充氮气,防止吸湿变质。
3.3.2 桥面含水率检测
底涂施工前,桥面基层的含水率应≤7%,因此要在底涂施工前检测桥面含水率。用1 m2的塑料薄膜铺在待测基面上,四周用胶带密封,3~4 h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,则含水率较高;反之,含水率较低。
3.3.3 底涂施工
1)底涂施工方法
底涂配料要现配现用,一次配料不宜过多,防止使用不及时,造成浪费。配料时要严格按照比例准确称量,使用前要充分搅拌均匀。
底涂施工采用手工滚涂的方式,滚涂须均匀,以达到完全封闭基层表面缺陷和气孔的目的;对于气孔较多的部位要多涂刷几遍以达到完全封闭的目的。理论用量一遍为0.4 kg/m2,实际现场用量达到0.6 kg m2。
底涂涂刷完毕后,应采取保洁措施,不得在底涂干燥前行走或进行其他施工,防止底涂表面受到污染。一般表面干燥约0.5 h后可开始下道工序。
2)注意事项
基层表面有明水时不得施工;环境温度低于5℃时,不得施工;雨天不得进行露天施工。
3.4 喷涂聚脲防水涂料施工
喷涂聚脲防水涂料仅适合于干燥、温暖环境中的施工,施工时温度在5~35℃,相对湿度宜在75%以下,温度大于露点温度3℃以上。当环境条件不符合上述要求时,需现场试验并实验室测试后确定。
3.4.1 施工前准备
施工前对无需喷涂的部位(如剪力齿槽、侧向挡块、泄水孔等位置)采用铁盖板进行遮挡,保证不污染预留槽;防护墙顶面不需要喷涂的位置采用薄铁皮覆盖遮挡,见图2。施工过程中作业人员需穿工作服,佩戴眼镜、手套、防毒面具等劳保用品,并保证施工环境通风良好。
施工前需将B料均匀搅拌30 min以上。正式喷涂前,需进行试喷,观察试喷情况,调整温度及压力值(如果压力偏差过大会导致涂层理化性能下降、起泡、不固化等后果),达到最佳效果后再进行喷涂作业。如果更换喷涂设备,则需根据不同的喷枪流量及施工现场环境进行调节并试喷,选择最佳作业温度和压力。
3.4.2 喷涂施工
喷涂聚脲防水涂料施工以机械喷涂为主、人工喷涂为辅,对机械喷涂不能达到的特殊部位进行人工喷涂,即梁面底座板以下(梁端1.45 m范围除外)采用机械喷涂,梁端1.45 m范围、六面坡范围内采用人工喷涂。采用人工喷涂应事先在梁面上划出各喷涂区域的边线,分两层进行,两层间隔不宜超过2 h。一孔32 m箱梁喷涂约耗时6 h。
采用机械喷涂时,也需喷涂两遍。第一遍喷涂厚度0.7 mm,喷涂机速度2.2 m/min,第二遍喷涂速度1.3 m/min。第一遍与第二遍喷涂的间隔时间为2 h,喷涂完成一孔箱梁需要耗时4 h。
在桥面混凝土喷涂聚脲防水材料时应连续施工,在梁端处应施作收边处理,采用角磨机将聚脲喷涂层边缘修平,见图3。
3.5 脂肪族聚氨酯面层施工
第一道脂肪族聚氨酯面层宜在聚脲防水层施工完毕后6 h内完成,保证面层和聚脲防水层之间良好的粘结。
脂肪族聚氨酯面层施工前,应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。与聚脲防水层施工间隔时间超出规定时,应采用专用搭接粘结剂做预处理或现场做粘结拉拔试验。脂肪族聚氨酯面层施工可采用滚涂或喷涂工艺,边角沟槽辅以刷涂施工。
3.6 搭接施工
搭接施工适用于桥面喷涂聚脲防水层两次施工间隔在6 h以上,需要搭接连接成一体的部位。第一次施工应预留出15~20 cm的操作面同后续防水层进行可靠的搭接。
施工后续防水层前,应对已施工的防水层边缘20 cm宽度内的涂层表面进行清洁处理,保证原有防水层表面清洁、干燥,无油污及其他污染物。
采用专用搭接处理剂对原有防水层表面15 cm范围内做打磨处理,在4~24 h之内喷涂后续防水层,后续防水层与原有防水层搭接宽度至少10 cm。
4 喷涂聚脲质量检验标准
喷涂聚脲的质量检查分为原材料检验、试验室检验、现场检验等几个方面。当新选厂家、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,应按喷涂聚脲弹性防水涂料、基层处理底涂检验项目和检验频次表进行型式检验。
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,明确所采用的底涂、聚脲防水层涂料、面层的主要成分。
现场检验主要包括基层处理检测、底涂检测、防水层外观检测、厚度检测、粘结强度检测、不透水性检测、聚氨酯面层检测等,具体的检测方法及判定规则应符合《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》(科技基[2009]117号)[2]的要求。
5 目前喷涂聚脲防水层施工存在的问题
按照目前的喷涂聚脲施工工艺,在列车高密度高速度行驶过程中,防水层往往容易破裂脱落,主要部位有:梁端头防水层部位、侧向挡块结合部位、梁中积水部位。这是由于在无砟轨道施工完成后,再进行的线间防水作业,其与轨道板下防水层无法形成一个整体,与梁端、无砟轨道底座板及侧向挡块部位形成多边的正常施工接缝,且梁端及线间部分排水不畅易形成积水。
在降雨过程中,部分雨水会从施工接缝部位渗进防水层,在晴天太阳暴晒后水会蒸发,这种反复作用会使防水层与梁面脱落。喷涂聚脲防水层属于有机物化合反应形成的有机胶凝材料,一旦与梁面形成部分分离,就会丧失粘结约束力,并存在较大收缩变形。在自身收缩变形、列车行驶风力影响及持续的雨水侵蚀过程三方面的作用下,防水层会形成大面积脱落。
因此,如何预防此类事故的发生,改进施工方法,或者板底防水与线间防水采用一次性连续施工,减少施工接缝,使其形成一个整体,是我们今后需要深入研究的课题。
参考文献
[1]逢机遇,迎挑战——防水行业吹响聚脲进军高铁“集结号”[J].中国建筑防水,2009(4):02-03.
[2]铁道部科学技术司.《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)[S].北京,2009.
喷涂聚脲防水涂料及其标准 篇2
喷涂聚脲弹性材料技术是国外近20年发展起来的一种反应性、无溶剂、无污染的采用专门的施工机械喷涂成型的技术。该技术一问世便以其优异的理化性能、便捷的施工工艺和环保性,显示出传统防水、防护技术无可比拟的优越性,得到了迅猛发展,广泛应用于建筑、交通、水利、化工、机电、环保等领域,显示了强大的生命力。
喷涂聚脲弹性体材料最早起源于德国和美国。上个世纪80年代中期,美国Texaco(即现在的Huntsman)公司在世界上率先开发喷涂聚脲弹性体材料。据美国聚脲发展协会(PDA)的统计,2002年全球的喷涂聚脲弹性体材料产量已达1.13万t,北美地区的用量占到了85%,亚太地区只占到10%。
1995年,青岛海洋化工研究院率先在我国开展喷涂聚脲技术的研究与开发;从2000年起,江苏化工研究院、湖南湘江涂料集团有限公司、烟台聚氨酯公司也陆续开展了研究与应用工作;目前国内已有数十个企业相继投入该材料的生产与应用;美国SPI公司、美国联合涂料公司、德国巴斯夫公司、加拿大麦迪逊公司、韩国一山聚氨酯公司和国都化学公司、中国台湾环聚公司等陆续将他们的产品销往中国市场。由此,喷涂聚脲弹性材料技术在我国迅速发展起来,产量从2000年的100 t增长到2007年的6 000 t左右。
喷涂聚脲防水涂料因具有优良的理化性能和施工性能,已在我国的大型基础设施建设工程、防腐工程中得到了广泛的应用。典型工程有——高速铁路防水:京津城际轨道交通工程,全线防水工程采用喷涂聚脲,面积超过100万m2。地铁、隧道防水:广州地铁三号线隧道局部防水、广州地铁4号到7号线隧道试验段的防护、南京玄武湖隧道防水。体育场馆的防水防护:3万多m2集防水、耐磨、装饰于一体的北京奥运工程看台、4 000 m2的大连极地海洋动物馆看台。水工工程防水防护:浙江新安江水电站大坝溢流面、内蒙古尼尔基水电站、葛洲坝水利枢纽防水、黄河小浪底水利工程。
喷涂聚脲技术虽发展迅速,特别是在防水工程中用量逐步扩大,但国内外均无产品标准,仅有一些产品技术条件和参考资料。由青岛海洋化工研究院制定的化工行业标准HG/T 3831—2006《喷涂聚脲防护材料》在防水行业没有得到实质性推广应用。为了改变聚脲产品无统一标准可依的现状,净化与规范产品市场,提高该类产品的质量,从而保证防水工程质量,促进喷涂聚脲防水涂料在全国更大范围内的推广应用和健康发展,2006年,中国建筑材料联合会提出编制喷涂聚脲防水涂料国家标准的申请。2007年11月7日国家标准化管理委员会以[2007]85号文下达了《喷涂聚脲防水涂料》国家标准编制计划,由苏州非金属矿工业设计研究院、建筑材料工业技术监督研究中心负责组织有关生产、科研、质检等单位进行起草。目前标准已向国家标准化管理委员会报批。
2 标准制定原则
本标准的技术指标设置主要参考了德国巴斯夫(BASF)喷涂聚脲产品技术参数、JIS A 6021—2000《建筑用防水涂料》和GB/T 19250—2003《聚氨酯防水涂料》标准。在选择试验方法时,绝大部分指标的试验方法均采用了GB/T 16777—2008《建筑防水涂料试验方法》,少量指标采用了有关产品的相关标准。
产品分类和技术要求的设置突出了喷涂聚脲防水涂料的用途和特点,与聚氨酯防水涂料相比,有着优越的产品性能,反应了该产品的技术进步,同时在不同的使用场合提出不同的技术要求,避免了因产品技术指标过多而显得复杂。
3 标准的技术要点介绍
依据材料的性质、用途、特点,标准名称确定为:喷涂聚脲防水涂料,简称JN防水涂料。标准规定了喷涂聚脲防水涂料的术语和定义、分类和标记、一般要求、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输与贮存。本标准适用于建设工程、基础设施用喷涂聚脲防水涂料。
3.1 定义
喷涂聚脲防水涂料(Spray Polyurea Waterproofing Coating)是以异氰酸酯类化合物为甲组分、胺类化合物为乙组分,采用喷涂施工工艺使两组分混合、反应生成的弹性体防水涂料。
甲组分是异氰酸酯单体、聚合体、衍生物、预聚物或半预聚物。预聚物或半预聚物是由端氨基或端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。异氰酸酯既可以是芳香族的,也可以是脂肪族的。
乙组分是由端氨基树脂和氨基扩链剂等组成的胺类化合物时,通常称为喷涂(纯)聚脲防水涂料;乙组分是由端羟基树脂和氨基扩链剂等组成的含有胺类的化合物时,通常称为喷涂聚氨酯(脲)防水涂料。
基于我国喷涂聚脲发展和使用情况,本标准所述的喷涂聚脲防水涂料包含了“纯聚脲技术体系”和“聚氨酯(脲)技术体系”两种产品组成。
3.2 产品分类
产品按组成分为喷涂(纯)聚脲防水涂料(代号JNC)、喷涂聚氨酯(脲)防水涂料(代号JNJ)。
产品按物理力学性能分为Ⅰ型、Ⅱ型。
3.3 技术要求
标准共设定了22个检验项目,主要项目是外观、固体含量、凝胶时间、表干时间、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度、低温弯折性、不透水性、加热伸缩率、吸水率、粘结强度、定伸时老化、热处理、碱处理、酸处理、盐处理、人工气候老化、硬度(邵A)、耐磨性、耐冲击性、V0C含量的测定。由于一个标准订了22个指标,数量多,给检测、用户也带来不便,标准审查会明确要求对这些指标进行归类列表,分为基本性能、耐久性能和特殊性能,见表1、表2、表3。表2中人工气候老化和表3特殊性能应根据工程和用户需要测定,表3特殊性能指标也可由供需双方另行商定。
4 主要试验方法介绍
4.1 标准试验条件
为与其它防水材料及ISO的通用要求统一,温度定为(23±2)℃,相对湿度兼顾产品固化要求,根据我国实验室的实际条件,目前定为(60±15)%。
4.2 试件制备
成膜要求应按产品生产厂要求的配合比和环境条件,采用专用喷涂设备,将样品喷涂于模板上。样品按生产厂的要求一次或多次成型,使涂膜厚度为(1.5±0.2)mm。在标准试验条件下养护24 h,然后脱模,脱模以后继续在标准试验条件下养护(144±4)h后进行物理力学性能试验。
4.3 固体含量
将涂料混合均匀后在标准试验条件下放置24 h后,在120℃烘箱中恒温3 h,测定其残余物质的含量。由于二个组分混合反应快,采取直接在已称重的培养皿中称重和混合,如用手工混合必须快速搅拌。试验方法采用漆膜不挥发物含量试验方法,方便检测。
4.4 凝胶时间
在标准条件下,按生产厂提供的配比称取适量试样,快速混合均匀,测定从搅拌到试样不流动的时间。如用手工混合必须快速搅拌均匀。
4.5 表干时间
按测定凝胶时间的方法,采用指触法。记录从搅拌到以手指轻触涂膜表面直到不粘手的时间,即为表干时间。
4.6 拉伸性能
按GB/T 16777—2008中9.2.1进行试验,拉伸速度为(500±50)mm/min。
4.7 撕裂强度
按GB/T 529—1997中5.1.2直角形试件进行试验,无割口,拉伸速度为(500±50)mm/min。
4.8 低温弯折性
按GB/T 16777—2008中第14章进行试验。
4.9 不透水性
按GB/T 16777—2008中第15章进行试验,试验压力和持续时间为0.4 MPa×2 h,金属网孔径(0.5±0.1)mm。
4.1 0 加热伸缩率
按GB/T 16777—2008中第12章进行试验。
4.1 1 粘结强度
按GB/T 16777—2008中第7章A法进行试验。水泥砂浆块采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥,水泥和中砂的质量配比为1∶1。
制备试件前,应按生产厂要求在砂浆块的成型面[(70×70)mm]上进行基层处理(涂刷基层处理剂),涂膜一次喷涂到(0.5～1.0)mm厚度。
去除高强度胶粘剂与涂膜界面未被粘住面积超过20%的试件,粘结强度以剩下的不少于3个试件的算术平均值表示,不足3个试件应重新试验。若最终试验结果全部是砂浆块破坏,在报告结果数值时同时报告基材破坏。
4.1 2 吸水率
将试件先放在烘箱内干燥,然后在干燥器内冷却至室温,再将试样放入盛有蒸馏水的容器中,浸泡7d后,测定涂膜吸附水的情况,吸水率主要是考核涂膜的在浸水后吸附水的程度。
4.1 3 定伸时老化
按GB/T 16777—2008中相关方法进行试验,加热老化试验温度为(80±2)℃。
4.1 4 热、碱、酸处理
按GB/T 16777—2008中相关方法进行试验。
4.1 5 盐处理
在标准条件下,在GB/T 1266规定的化学纯3%NaCl溶液中,放入6个试样,液面应高出试件表面10mm以上,连续浸泡168 h后取出,充分用水冲洗,用干布擦干,并在标准条件下放置4 h以上,然后按GB/T 16777—2008中9.2.2测试拉伸性能。结果处理按GB/T 16777—2008中9.3进行。低温弯折性按GB/T 16777—2008中14.2.2进行试验。
4.16 人工气候老化
按GB/T 16777—2008中进行试验。
非外露用产品试验累计辐照能量为1 500 MJ/m2(约720 h)。外露用产品,试验时累计辐照能量应为3 150 MJ/m2(约1 512 h)。
4.17 硬度(邵A)
按GB/T 531.1—2008规定进行试验。采用7.3中3层涂膜试件叠加平整后,用邵A橡胶硬度计测定。
GB/T 531—1999标准,规定试样厚度至少6mm。允许不超过3层叠加测定。本试验方法采用3层叠加方式进行测定涂膜的硬度,每层厚度(1.5±2)mm。
4.18 耐磨性
按GB/T 1768—2006规定进行试验。采用7.3中的涂膜试件,用型号为CS-10橡胶砂轮测定。
4.19 耐冲击性
按GB/T 20624.2—2006规定进行试验。采用7.3中的涂膜试件,用12.7 mm的球形冲头,1～1.2 m长的导管,1 kg的重锤。调整重锤降落高度,如超过量程,可加载0.1～0.9 kg的副锤,记录试样冲击破坏的终点,试验结果以kg·m表示。
4.20 有害物质含量
按JC 1066—2008《建筑防水涂料中有害物质限量》中反应型防水涂料A型要求进行试验。
5 结语
《喷涂聚脲防水涂料》国家标准的制定,统一了产品名称,规范了技术性能指标,确定了统一的试验方法,使生产、设计、施工、质检等部门有章可循,生产企业的产品质量有了可比性,为整顿聚脲防水市场提供了依据。
本标准的最大特点是与产品的实际应用联系紧密,确定的技术指标为今后制定修订防水工程技术规范提供了科学数据,也必将推动我国喷涂聚脲防水涂料的进一步发展。喷涂聚脲防水涂料在我国是90年代发展起来的一种新型防水材料,本次国家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,应在适当的时候进行修正和完善。
喷涂型聚脲防水涂料 篇3
本研究采用异氰酸酯、聚醚多元醇、端氨基聚醚、胺扩链剂以及高效液固复合阻燃剂等制备了一种阻燃型喷涂聚脲弹性防水涂料(下称阻燃聚脲),具有较佳的物理力学性能、阻燃性能和安全性能。
1 实验部分
1.1 主要原材料
异氰酸酯,MDI-50,烟台万华聚氨酯股份有限公司;端羟基聚醚,GE-220A,上海高桥石化三厂;端氨基聚醚,D-2000和T-5000,美国亨斯曼公司;胺扩链剂,Ethacure誖100,美国雅宝公司;胺扩链剂,WANALINK 6200,烟台万华聚氨酯股份有限公司;液体阻燃剂和固体阻燃剂均为市售工业品。
1.2 制备工艺
1.2.1 A组分(预聚体)的制备
反应釜中加入精确计量的聚醚GE-220A和液体阻燃剂,升温至110~120℃,在真空-0.095~-0.1 MPa条件下脱水2 h,然后降温至60℃后,加入计量好的异氰酸酯MDI-50,升温至80~85℃反应3 h,冷却出料,即得A组分。
1.2.2 B组分(氨基树脂)的制备
反应釜中加入端氨基聚醚、液体阻燃剂、固体阻燃剂和胺扩链剂,搅拌并升温至110~120℃,在真空-0.095~-0.1 MPa条件下脱水2 h,降温至60℃后,加入颜填料和助剂,搅拌均匀后出料即得B组分。
1.3 性能测试
采用美国固瑞克公司的H-XP3聚脲喷涂机喷涂成膜。喷涂压力为13.8~17 MPa,温度为65~70℃,涂膜厚度为2 mm,并在标准条件下养护7 d。物理力学性能测试参照GB/T 23446—2009《喷涂聚脲防水涂料》,阻燃性能测试参照GB 8624—1997《建筑材料燃烧性能分级方法》,安全性能测试参照GB/T 20285—2006《材料产烟毒性危险分级》。
2 结果与讨论
2.1 不同液体阻燃剂对阻燃聚脲性能的影响
在喷涂聚脲弹性防水涂料的A、B组分中加入液体阻燃剂,既可以起到提高材料阻燃性能的作用,还能够起到增塑并降低体系黏度的效果,有利于聚脲材料的喷涂施工。本研究对四种液体阻燃剂进行了对比试验研究,结果见表1。
从表1可以看出,与不掺阻燃剂的喷涂聚脲弹性防水涂料相比,加入液体阻燃剂后,阻燃聚脲的拉伸强度发生较大幅度的降低,且凝胶时间显著增加。这可能是因为液体阻燃剂在体系中的增塑作用导致材料强度降低,而且阻燃剂中含有的磷类物质可能对聚脲的固化反应有阻聚作用,从而导致凝胶时间延长。从表1还可以看出,在同样掺量条件下,液体阻燃剂3的氧指数与其他液体阻燃剂相比相对较高,达到23.8%。这可能是因为液体阻燃剂3的含磷量要高于其他液体阻燃剂,在燃烧的过程中,磷转变成磷化物,覆盖着燃烧物体表面,隔绝氧气,阻止了燃烧,而且燃烧时产生的烟少且为白色,较为安全。
2.2 不同固体阻燃剂对阻燃聚脲性能的影响
聚脲材料中如果只使用液体阻燃剂,尽管阻燃性能与不掺阻燃剂的喷涂聚脲弹性防水涂料相比有较大提升,但是阻燃作用仍十分有限,并且液体阻燃剂的加入容易导致聚脲材料的物理性能发生急剧下降。因此,有必要在聚脲中加入固体阻燃剂以替代部分液体阻燃剂,消除增塑作用对物理性能影响的不利方面,并且可进一步提高聚脲的阻燃性能。本研究对五种固体阻燃剂进行了对比试验研究,结果见表2。
从表2可以看出,当加入一定量的固体阻燃剂代替液体阻燃剂之后,阻燃聚脲的拉伸强度与未掺阻燃剂的聚脲材料相比降低较少,凝胶时间也基本上缩短到20 s以内,只是断裂伸长率有较大幅度的降低。这可能是因为固体阻燃剂的加入起到了增强的作用。此外,加入固体阻燃剂后,阻燃聚脲的阻燃性能有了进一步提升,尤其是加入固体阻燃剂1后,其氧指数达到了26.5%。这可能是因为固体阻燃剂1是由两种阻燃材料复配而成的阻燃剂产品,具有极佳的协同阻燃效果,阻燃性能更加优异。
2.3 液/固阻燃剂配比对阻燃聚脲性能的影响
聚脲弹性防水涂料采用专用喷涂设备进行施工,为保证施工质量,通常要求A、B组分黏度控制在300~1 500 mPa·s(25℃),以便于喷涂时两组分可以很好地混合,并保证施工能够顺利进行。为进一步考察聚脲弹性防水涂料B组分中液、固阻燃剂的最佳配比,本研究将筛选出的液体阻燃剂与固体阻燃剂按不同比例进行了系列对比试验,结果见表3。
从表3可以看出,随着聚脲材料B组分中固体阻燃剂用量逐渐增加,阻燃聚脲的拉伸强度也在持续提高,当液、固阻燃剂质量比为1∶3时,拉伸强度达到最大值;但是,当固体阻燃剂比例继续增加时,拉伸强度则开始降低。这可能是因为随着固体阻燃剂的增加,体系黏度增加较快,而体系黏度的增加,很容易导致聚脲喷涂施工时A、B组分难以得到充分的混合,最终导致聚脲的物理性能下降。此外,从表3还可以看出,当液、固阻燃剂质量比为1∶3时,氧指数开始趋于平稳,即使固体阻燃剂持续增加,指标数值变动也不很明显,并且阻燃聚脲的各项性能达到最佳。经进一步测试,在该条件下制备的阻燃聚脲的全项物理性能达到并超过GB/T 23446—2009的指标要求,阻燃性能满足GB 8624—1997中B1级(铺地材料)的指标要求,并且产烟毒性小,可达到GB/T 20285—2006中材料产烟毒性危险级别(AQ2)要求,具有很好的安全性能。
3 应用案例
某隧道工程项目位于南方山区,地面防水防护设计采用阻燃型喷涂聚脲弹性防水涂料,施工面积约为3 000 m2,设计施工厚度为2.0 mm。阻燃聚脲的施工工艺流程见图1。
由于本工程项目隧道内阴凉潮湿,且该工程对防水层质量要求又极为严格,防水层施工难度很大。经施工方根据现场情况,多次调整施工方案,最终整个防水工程施工均按时高质量完成,确保了项目质量。
4 结语
喷涂型聚脲防水涂料 篇4
喷涂聚脲技术最早于20世纪80年代中期起源于美国,我国自20世纪90年代中期开始引进、消化和吸收此项技术。近年来,喷涂聚脲技术在建筑工程、基础设施、市政工程等领域的应用不断扩展,逐渐成为防水工程市场的热点。为指导和规范该项技术的应用,保证喷涂聚脲防水工程质量,根据住房和城乡建设部建标[2008]102号文的要求,由中国建筑科学研究院会同有关单位共同制定工程建设行业标准《喷涂聚脲防水技术规程》。
立项后,主编单位积极协调国内从事喷涂聚脲技术研究、生产、设计和施工的相关单位组成标准编制工作组,并于2008年8月1日在杭州召开了编制组成立暨第1次工作会议,会后开展了对底涂料、层间处理剂和涂层修补材料3种配套辅助材料的验证试验工作,并在验证试验结果的基础上初步形成了规程初稿。
2008年12月27—28日在北京召开了第2次编制工作会议,确定了规程的适用范围和框架结构,讨论了细部构造设计,初步确定了基层粗糙度、涂层粘结强度、涂层厚度等相关技术指标的检测方法。经会后系统和全面地修改,形成了规程的征求意见稿,经主管部门审查合格后,于2009年3月12日正式公开征求意见。
第3次编制工作会议集中处理了反馈意见,进一步明确了适用范围,提出了“材料”各项技术指标的检测方法,增加了变形缝、后浇带、施工缝、桩头等细部节点的处理,明晰了涂层厚度和粘结强度等技术指标的检测方法。会后经修改初步形成了规程的送审稿,送审稿包含正文共计7章82条及4项附录。
2009年7月8日,规程送审稿顺利通过了专家审查,并正式更名为《喷涂聚脲防水工程技术规程》。会后,主编单位根据审查专家意见对规程送审稿进行了全面的修改,并于9月由建筑工程标准化技术归口单位正式上报建设部。目前,正待进一步审查后发布实施。本文所述条款均基于规程报批稿,如有变动应以正式发布稿为准。
2 规程框架
《喷涂聚脲防水工程技术规程》内容包括:总则,术语,一般规定,材料,设计,施工,质量验收及4个附录。
“总则”中规定了规程的适用范围是“混凝土和砂浆表面喷涂聚脲防水工程”,即以防水基层类型划分适用范围,而不是根据建(构)筑物类型进行划分。
“术语”中定义了喷涂聚脲防水工程中遇到的一些术语。其中,层间处理剂、涂层修补材料、隔离材料和加强层等都是首次提出。
“一般规定”对喷涂聚脲防水工程的基层、材料、施工环境、工艺、注意事项等作出了明确规定。
“材料”一章的内容,参考和借鉴了GB/T23446—2009《喷涂聚脲防水涂料》和GB/T 16777—2008《建筑防水涂料试验方法》,明确了材料进场抽检和复验的技术指标、组批原则、判定规则及贮存、运输等注意事项。
“设计”一章的内容,借鉴和参考了国家现行标准GB 50108《地下工程防水技术规范》和GB 50345《屋面工程技术规范》中有关涂膜防水工程条文的规定。
“施工”一章的内容,是在参考国内主要喷涂设备供应商和相关企业施工技术规程的基础上制定的。
“质量验收”一章的内容,是在参考相关防水工程质量验收规范的基础上制定的。其中,涂层正拉粘结强度(附录B)、涂层厚度(附录C)及针孔(附录D)的检测方法是在参照国外相关标准的基础上制定的。
3 部分条文解读
3.1 适用范围及基层要求
本规程规定的使用范围是“混凝土和砂浆表面喷涂聚脲防水工程”。关于基层的要求,规程报批稿第3.0.2条规定“喷涂聚脲防水工程的基层应充分养护、硬化,并应做到表面坚固、密实、平整和干燥。基层表面正拉粘结强度不宜小于2.0 MPa”。这里的“基层”,实际上指的是未进行任何喷涂聚脲施工(包括基层表面处理)的基层应具备的条件,也就是喷涂聚脲分项工程承包商从土建总包方拿到的基层的条件。实践证明,基层质量是决定喷涂聚脲防水工程质量的关键因素之一,基层的强度、含水率、密实度和平整度等将直接影响工程质量,实际工程中应给予高度重视。考虑到喷涂聚脲涂层自身的力学性能优良,为发挥其特有的优势,规定基层表面正拉粘结强度不宜小于2.0 MPa。
3.2 材料
喷涂聚脲防水工程用到的材料除喷涂聚脲防水涂料外,还有底涂料、层间处理剂、涂层修补材料等。喷涂聚脲防水涂料应符合国家标准GB/T 23446《喷涂聚脲防水涂料》的要求,规程中直接引用了GB/T23446的有关数据。底涂料、层间处理剂和涂层修补材料对提高涂层粘结强度、防止搭接部位分层、修补质量缺陷(针孔、漏涂、破损等)都有重要意义,因此在验证试验结果的基础上,规程对其进行了规定,如表1—3所示。
此外,虽然将脂肪族聚氨酯涂料作为喷涂聚脲防水层保护层的做法一直是业内专家所推荐的,但考虑到此项技术目前国内尚不成熟,故本次未列入规程。
3.3 检验规则
工程材料的检验一般包括出厂检验(厂家提供检测报告和产品合格证)和现场抽检(提出进场验收记录及现场抽检合格报告),规程报批稿第4.0.3条对此进行了明确规定。由于喷涂聚脲防水涂膜是在工程现场由专业人员使用专业设备、在施工条件满足要求的情况下一次喷涂成型的,工程质量受材料、设备、人员、环境等因素的影响非常明显,为确保工程质量,部分专家提出在正式喷涂前,应由专业操作人员用现场设备和经进场检验合格的材料,在待喷基层表面现场喷涂试样,并经检验合格后方可进行正式作业。这一条是其他标准中所没有的,使用时应予注意。
3.4 设计
3.4.1 设计内容
规程规定喷涂聚脲防水工程的设计宜包括:工程的总体防水设防等级和设防要求;喷涂聚脲防水涂料、底涂料、涂层修补材料及层间处理剂的性能及应用要求;细部构造的防水措施;涂层的保护措施。
喷涂聚脲防水涂膜作为一道防水构造,在工程防水等级确定的情况下应满足相关规范对工程防水设防要求的规定,这是标准规范管理的要求。编制过程中,很多专家对屋面和地下规范中对I、II级防水等级对应要求多道设防是否适宜本规程产生诸多争议。我们认为,由于喷涂聚脲在国内的应用时间比较短,尚未被正式纳入相关规范中,相信随着工程实践的增加、相关国家标准条文的更新和标准间的协调,有关问题会得到妥善解决。
细部构造是防水工程的重点,是渗漏多发部位。本规程从工程实际出发,给出了喷涂聚脲防水工程中的部分细部构造如收边、阴角、阳角、女儿墙、变形缝(屋面和地下)、水落口、管根、施工缝、后浇带等的做法,但实际使用中应注意这些示意图并不是标准图集上的设计图,不可混用。
众所周知,芳香族聚氨酯的耐候性欠佳,不宜暴露使用。据编制组了解,当前国内喷涂聚脲防水涂料基本上都属于第1代芳香族产品,为保证工程的耐久性,暴露使用时应考虑材料的耐久性保护措施。
3.4.2 涂层厚度
用涂层厚度控制涂膜防水工程质量,是业界的共识。设计涂层厚度一方面要从建筑物、构筑物的重要性和功能出发,综合考虑所处环境、使用条件、设防等级及材料自身特性;另一方面还应考虑工程造价。考虑到当前国内工程实际,将一般工程中喷涂聚脲涂层的厚度定位在1.5 mm以上,以保证工程质量。至于选择I型或II型产品设计的厚度,本规程中没有明确规定,可根据工程的各种情况自行选择。
3.4.3 基本构造
为保证工程质量,喷涂聚脲防水层宜设置在结构的迎水面,基本构造如图1所示。细部构造的设计则参考了现行国家标准GB 50108《地下工程防水技术规程》及GB 50345《屋面工程技术规范》的相关规定。
3.5 施工条件
施工环境温度过低和空气相对湿度过大,则空气中的水很容易凝结在基层表面,因喷涂到基层表面的物料本身温度较高,加上交联反应放热,容易将水分汽化,进而在快速成型的聚脲涂层中形成针孔和孔洞等缺陷。喷涂时风速过大则不易操作,物料四处飞扬,难以形成均匀的涂层,故对施工时的风速作出了明确规定。规程报批稿第3.0.8条规定:“喷涂聚脲作业应在环境温度大于5℃、相对湿度小于85%且基层表面温度比露点温度高至少3℃的条件下进行。在4级风及以上的露天环境条件下,不宜实施喷涂作业。严禁在雨天、雪天实施露天喷涂作业”。
3.6 基层表面处理
喷涂聚脲作业之前,应进行表面处理,包括打磨及修补等,处理后“基层表面不得有浮浆、孔洞、裂缝、灰尘、油污等。当基层不满足要求时,应进行打磨、除尘和修补。基层表面的孔洞和裂缝等缺陷应选用聚合物砂浆进行修复”。清洗和打磨基层表面的目的是彻底去除表面浮浆、起皮、疏松和杂质等结合薄弱的物质,让孔洞裂缝等缺陷彻底暴露出来,使基层获得合适的粗糙度,以增强喷涂聚脲涂层与基层的粘结强度。常见的表面处理工艺有机械打磨、抛丸、喷砂等。对表面处理后暴露出的凹陷、孔洞和裂缝等缺陷,常用嵌缝材料(通常为环氧树脂砂浆)填平,待嵌缝材料固化后,再打磨平整,直至合格。
对喷涂聚脲防水涂料而言,基层含水率越低、干燥程度越高,越有利于减少涂层缺陷、提高涂层与基层的粘结强度。因混凝土含水率现场快速定量检测的技术手段尚有待改进,本规程参照了国家现行标准GB 50207—2002《屋面工程质量验收规范》第4.3.4条所示的简易定性方法检测基层的干燥度。即将面积1 m2的塑料薄膜铺在待测基面上,四周用胶带密封,3~4 h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,则含水率较高;反之,含水率较低并视为合格。据称,该方法检测合格对应基层含水率一般小于9%。但即使按上述方法检测合格,是否符合材料的施工要求,现场应结合材料特性及环境状况确定。一般情况下,可结合便携式基层含水率检测仪的检测结果进行综合判定。
3.7 涂层质量验收
喷涂聚脲防水工程涂层质量的检验,采用目测观察,除应达到“涂层颜色应均匀,涂层应连续、无漏涂和流坠,无气泡、无针孔、无剥落、无划伤、无折皱、无龟裂、无异物”外,还应对其进行现场检验测试,项目包括涂层厚度、正拉粘结强度和针孔等,如表4所示。
3.8 现场仪器检测
3.8.1 涂层正拉粘结强度
粘结强度的现场检测主要是利用数显便携式拉拔仪进行的(图2)。规程中“附录B喷涂聚脲涂层粘结强度现场检测方法及评定标准”的编写,参考了国家现行标准GB50367—2006《混凝土结构加固设计规范》和ASTM D4541—02《用便携式拉拔仪检测涂层粘结强度》。
3.8.2 涂层厚度
涂层厚度的检测可采用破坏法或无损检测法,前者可直接用卡尺测量从涂层上割下的样品的厚度(图3-a),后者包括超声检测法(图3-b)、磁性测厚仪检测法等。无损检测法是现场检测的发展方向,具有快捷简便的优点。
3.8.3 针孔
针孔是涂膜防水材料成型后的主要质量缺陷之一。喷涂聚脲涂料由于固化速率极快,基层中汽化后的气体来不及逸出,加之基层表面粗糙度过大等,都很容易在涂层中形成气泡、孔洞,埋下了日后渗漏的隐患。为及时发现并对其进行修补,需要在喷涂作业完工后1 h开始针孔检测,并用喷涂聚脲涂料及时修补这些缺陷。当前,最常采用高压电火花检测仪检测涂层的针孔。高压电火花仪由检测仪、探头地线、信号线缆、手柄等组成(图4)。使用时应预先调节好电压,然后以0.3 m/s的速度在待测涂层表面匀速移动探头(保持与涂层表面轻微接触),根据检测仪所示电压的变化及声音报警确定针孔的具体位置。
摘要：简述了工程建设行业标准《喷涂聚脲防水工程技术规程》的编制过程、规程的框架,对规程的部分技术要点作了重点说明。
喷涂型聚脲防水涂料 篇5
四川省邛崃市平落坝富钾卤水钾矿肥一期项目总投资3.2亿元,其中卤水储存池是重要的工程组成部分。该卤水储存池为地下混凝土构造,施工面积1万余m2,选用了喷涂聚脲防水涂料作为主要的防水防腐材料。
2 材料介绍
2.1 喷涂聚脲防水涂料
喷涂聚脲防水涂料以异氰酸酯类化合物为甲组分,端氨基化合物为乙组分,采用喷涂施工设备使两组分混合,反应生成弹性体防水防腐涂层。其基本性能见表1,本工程选用的是Ⅱ型产品。
喷涂聚脲防水涂料的主要特点是:
1)反应活性高,固化速度快,可在垂直面、顶面及任意曲面连续喷涂,不流挂。凝胶时间10～45 s,10min后即可达步行强度,一次施工厚度无限制,施工周期短、效率高。
2)固含量大于98%,无有机物挥发,系无毒无污染的绿色环保材料。
3)与金属底材(如各式钢材等)和非金属底材(如:混凝土、木材、玻璃钢、聚氨酯泡沫板等)均有极强的附着力。
4)施工时,受环境温度、湿度影响小。
5)聚脲弹性体涂层高、低温稳定性好。可在-35～120℃的条件下长期使用,并能承受160℃的短时热冲击。
6)聚脲弹性体涂层具有优异的物理性能。其拉伸强度、撕裂强度、低温韧性、冲击强度、粘接力、延伸率、耐磨性等均比较好。涂层既具有塑料的高强度,又具有橡胶的高弹性。
7)聚脲弹性体涂层具有优异的防水、防腐性能,可耐大部分腐蚀物质(如:酸、碱、海水等)的长期浸泡,是优异的防水防腐材料。
8)聚脲弹性体涂层可根据使用要求,制成不同颜色和功能的彩色涂层制品。
2.2 辅材
喷涂聚脲防水涂料使用的辅材主要有:聚氨酯修补专用腻子、基层处理剂(喷涂聚脲专用底涂)、层间粘合剂、聚氨酯密封胶等。
2.2.1 聚氨酯修补专用腻子
聚氨酯修补专用腻子是一种快速反应固化的新型材料,适用于各种温度和介质的环境,固化时间可控可调。该专用腻子可用于混凝土表面空洞、裂缝等缺陷部位的找平、堵孔以及局部平整部位的修补。其主要性能指标见表2。
2.2.2 基层处理剂
基层处理剂即喷涂聚脲专用底涂,这是一种反应型单组分底涂,不但与混凝土表面具有极强的结合力,而且与喷涂聚脲弹性体涂层具有极佳的附着力。该专用底涂渗透能力和封闭性能很好,可大大减少聚脲表面针孔的出现。产品与聚脲弹性体涂层可产生化学键合,干态及湿态附着力优良,主要指标见表3。
3 施工工艺
3.1 工艺流程
基层验收→基层处理(基材表面打磨、缺陷修补)→细部节点处理(柔性密封、附加层等)→涂刷底涂→喷涂聚脲防水涂料(搭接处理、收边处理等)→涂层修补→施工质量自检→竣工验收→交付后续施工
3.2 基层要求
混凝土基层是否符合要求,是关系聚脲弹性体涂层施工质量好坏的主要因素之一。因此,应对基层做如下检查,符合要求后方可进行施工。
1)基层表面应平整牢固、清洁干燥,符合设计要求,满足施工条件,不得有酥松、起砂、起皮、空鼓现象。
2)基层的转角处(阴阳角),按规定均应做成圆弧状(圆弧半径R约30 mm)。
3)找平层的平整度应用2 m直尺检查,其基层与直尺间最大空隙不应大于3 mm,且应平缓变化。
4)伸出基面的立墙、设备和预埋件等,均应在施工防水层前安装完毕,避免防水层施工完毕后,又要进行凿孔、打洞作业造成防水层破坏。
3.3 施工步骤
3.3.1 基层验收
施工前,按基层要求认真严格地对基层进行现场检查验收,符合要求后方可进行施工。
3.3.2 基层处理
对基层上的浮灰、尘土、杂物和积水进行清理清除,满足施工条件。
基层浮浆、起皮、酥松,用角磨机处理;基面的浮灰、尘土、杂物,用吹风除尘或吸尘的方法来处理;基面的油污、沥青,使用溶液、洗涤剂或酸液进行清洗;基层的凹陷、洞穴和裂缝,用刮板批刮腻子进行修补。
3.3.3 细部节点处理
细部节点由于基层变形集中,往往防水施工质量不高。此部位的防水设计应采用多道设防的方式,如:多一道柔性密封处理或多加一道防水附加层等。
对管口、变形缝等部位,使用聚氨酯密封胶密封处理。对基层阴阳角、管口等部位,使用同质或相容性好的防水材料多加一道防水附加层,附加层的宽度以300 mm为宜。
该项目中的细部节点主要有:阴阳角、柔性防水套管管口、后浇带、排泄口等,图1—4为这些细部节点的防水防腐设计示意图。
3.3.4 涂刷底涂
专用底涂可封闭混凝土基层的毛细孔,减少聚脲涂层的缺陷,并可增加聚脲涂层与混凝土基层的附着力。该底涂为常温固化单组分渗透型底涂,可用毛刷或滚筒进行涂刷。
底涂的刷涂要均匀一致,不能有漏涂、流淌等现象。底涂施工完成后,应在24 h内喷涂聚脲防水涂料。如果间隔超过了24 h,则应在喷涂聚脲防水涂料前重新涂刷封闭底涂。
3.3.5 喷涂聚脲防水涂料
1)材料准备。检查A料、B料是否正常,使用前B料应充分搅拌20 min以上;严禁将A料和B料混淆使用。
2)设备准备。喷涂施工前认真检查喷涂设备的状况,确认各项指标是否正常,达到施工要求后方可开始运行。
3)试喷样块。正式喷涂施工前应试喷小样1块,小样规格为500 mm×500 mm、喷涂厚度不小于1.5mm。当试喷样块的涂层质量达到要求后,方可进行大面喷涂施工。
4)大面喷涂。按施工工艺顺序,进行大面喷涂。喷涂作业时,喷枪宜垂直于待喷基层表面,距离适中,匀速移动。宜连续作业,一次性多遍成活,即纵横交叉喷涂至设计要求的2.5 mm厚度。
5)搭接处理。前后2道聚脲弹性体涂层搭接超过产品规定时间的,需在已固化的涂层搭接表面涂布一层层间粘合剂,以增强与后续涂层的粘结强度,然后再喷涂后续的聚脲防水涂料。
6)收边处理。聚脲弹性体涂层的边缘应做好收边处理,视现场情况可采用开槽密封处理或打磨成斜边密封处理,见图5。
3.3.6 涂层修补
对聚脲弹性体涂层出现的漏涂、鼓泡、针孔和损伤,必须进行修补。
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20 mm范围内的涂层打毛并清理干净,分别刷涂基层处理剂和层间粘合剂,再使用涂层修补材料或喷涂聚脲防水涂料进行修补。
经检测厚度不足的涂层应进行二次喷涂,二次喷涂应使用与原涂层相同的喷涂聚脲防水涂料。
4 结语
喷涂型聚脲防水涂料 篇6
淄博市城乡同源同网饮水安全输水工程设计供水规模为10万m3/d,穿越淄川、临淄和张店三个行政区。输水工程的主体———太河水库位于淄川区境内,始建于70年代,现主要向淄川和张店供水,总干渠担负着向一干渠和二干渠供水的任务。该输水工程有9座渡槽,其中箱式渡槽2个、U形渡槽7个,分别为:桐古渡槽、西峪渡槽、赵家沟渡槽、黑旺U型渡槽、黑旺渡槽、西太平渡槽、坡子渡槽、赵庄渡槽、东风渡槽。其中桐古、西峪、赵家沟渡槽,每隔4～5 d需放水使用,其余渡槽需约15 d放水使用。渡槽采用预制混凝土结构拼接而成,经过40多年的使用,渡槽内混凝土表面局部出现了疏松老化现象和细小裂缝。因此,需对该输水工程进行防渗防护处理。鉴于输水工程的卫生安全要求和聚脲防水涂料的性能特性,本工程选用了2 mm厚喷涂纯聚脲弹性体涂料作为渡槽混凝土防水防护涂层。
本工程区内的降水特点是:冬春两季干旱少雨,夏季雨量占全年降雨量的62%。综合考虑气候、农灌及乡镇供水等因素,总干渠和二干渠段的有效施工天数为200 d/a左右。本工程施工具有场地狭长、分散,交通运输不便、施工强度大等特点。
2 材料选用
2.1 材料介绍
本工程所用的防水材料为喷涂纯聚脲弹性体防水涂料,材料性能满足GB/T 23446—2009《喷涂聚脲防水涂料》中Ⅱ型产品的要求(表1)。由于是在饮水工程中使用,产品还必须提供无毒检验证明。
2.2 使用要求
1)喷涂厚度不小于2 mm。
2)混凝土基面要求:(1)清除混凝土表面剥落、疏松、蜂窝、腐蚀等劣质混凝土,露出坚固混凝土面,并用修补材料将表面修补平整;(2)将混凝土表面打磨平整,除去粉尘、油污等杂质,用高压水清洗表面;(3)基面保持干燥,若基面潮湿必须选用粘结性能好的底漆;(4)混凝土表面凹陷部位用找平腻子填补平整,材料固化完成后,应尽快进行下一道工序的施工;(5)涂刷一道喷涂聚脲专用底漆,底漆涂刷后,8～24 h内进行喷涂聚脲防水涂料的施工。
2.3 施工要求
1)喷涂时,应按设计要求预先设定压力、温度等参数,喷涂雾化要均匀。
2)喷涂厚度要均匀,前后两道聚脲喷涂时间间隔应小于3 h。如果超过了3 h,应加刷聚脲搭接剂,30min(不宜超过2 h)后再喷涂聚脲防水涂料。聚脲涂层的喷涂总厚度为2 mm。
2.4 周边处理
在聚脲弹性体喷涂完成后24 h内,手工涂刷聚脲防水涂料进行封边处理。
2.5 检验
1)产品严格按照GB/T 23446—2009《喷涂聚脲防水涂料》的要求进行检验。
2)喷涂实际面积不得少于设计面积,不得有漏喷现象,位置偏差不得大于10 cm。
3)现场喷涂完成后应进行涂层厚度检测。厚度检测在喷涂完成12 h以后进行,每300 m2为一个抽查单位,小于300 m2按300 m2计。每个抽查单位抽查3处,抽检位置由检验人员随机抽取,间距大于2 m,3个试样的平均厚度应满足设计要求。
4)聚脲与基面的粘结强度应≥2.0 MPa。
2.6 伸缩缝处理
伸缩缝采用聚苯乙烯板填实,然后嵌填弹性密封胶,密封胶厚度大于3 mm,宽度大于30 cm。
3 工期控制
全部渡槽要求在2010年6月至2010年8月施工完毕。因为受送水时间的限制,每个渡槽的施工工期各不相同,因此需严格控制工期。渡槽最长供水间隔时间为15 d,完全可以满足聚脲施工的要求;供水间隔为5 d的,需在5 d内进行喷涂聚脲基层处理,然后渡槽放水,放水断流后抓紧时间进行人工除水和强制通风使渡槽尽快干燥,再进行底漆涂刷和聚脲喷涂施工。各个工序人员和设备及时到位,以确保工程顺利完工。
4 施工步骤
1)渡槽放水断流后,将上游来水处采用铺设塑料布附加砂袋的方法进行围堵,人工清扫积水,同时架设风机进行强制排风,保证基层没有明水。
2)打磨混凝土基层,要求将已风化、起皮、空鼓、疏松的混凝土去除,尖锐棱角处打磨圆润,混凝土表面的灰浆、油脂及其他污染物清除干净。在渡槽两端喷涂聚脲的边缘部位开一个宽2 mm、深2 cm的槽,作为将来封边用;将灰尘清扫干净。
3)混凝土基层表面蜂窝、麻面、孔洞等缺陷用高强度腻子封堵后,大面积使用高强度聚合物水泥砂浆进行基层找平。处理后的基层表面要求平整、无蜂窝、麻面、裂缝、空鼓等缺陷。
4)基层处理完毕后,涂刷底漆。因为渡槽间隔数日就会放水,混凝土饱含了水分,所以应选用潮湿基层底漆。底漆涂刷2道,中间间隔时间为4～6 h;底漆涂刷完成后,基层应平整光滑、无砂眼和裂缝、无底漆堆积现象。
5)底漆涂刷6～8 h完全固化后,进行喷涂聚脲弹性体的施工。喷涂聚脲的厚度为2 mm,要求3遍喷涂完成。第1遍喷涂完成后,在3 h内检查有无砂眼、鼓泡等缺陷,砂眼用快干腻子进行修补,鼓泡的地方用刀割下去,基层用专用溶剂进行清理,然后用快干腻子补平。第2遍喷涂时,如上述方法进行检查修补。最后喷涂第3遍。3遍喷涂完成后,要求聚脲涂膜达2 mm厚,且表面均匀一致,连续完整,无砂眼、孔洞、鼓泡等缺陷。
6)渡槽喷涂完成后,将收头部位预先留好的槽用聚脲防水涂料进行手工封堵,要求封平、封严,防止水冲击聚脲涂层而产生翘边与脱离现象。
5 注意事项
5.1 特殊部位的处理
裂缝及转角及预制混凝土结合处是薄弱部位,要先行喷涂0.5～1.0 mm厚聚脲防水涂料,进行加厚处理(图1)。混凝土结合处随温度变化形变较大,应特别注意先期的处理:聚苯乙烯泡沫板一定要填堵密实,密封胶粘结牢固且厚度不得低于3 cm,表面平整连续,与两边混凝土结构形成一体,起到密封的作用。
密封胶施工要特别注意,清理裂缝或温度变形缝的周边时,防止因油污或疏松混凝土的存在而影响密封胶的粘结效果。
5.2 大面积喷涂聚脲防水涂料
按照“由远及近、先难后易”的原则进行整体渡槽喷涂。喷枪要垂直于工作面,做到压枪50%,匀速移动,保持涂层均匀一致(图2)。喷涂面积较大、前一部分与后一部分喷涂间隔超过3 h时,要在前一段喷涂好的聚脲涂层表面涂刷搭接剂,30 min(不超过2 h)后再进行下一段聚脲的喷涂。
5.3 检查
喷涂过程中要严格检查,保证压枪50%,确保每一处的涂层都要厚度均匀,无少喷、漏喷现象。
5.4 设备的运输
喷涂设备的运输也是本工程的关键所在,设备搬运、吊运过程要仔细检查、绑扎牢固,防止设备碰撞引起不必要的损失。
5.5 聚脲封边处理
喷涂完成的聚脲由于自身的强度太高,相对与基层的粘结强度显得较低,聚脲的边缘处在水长期冲击下很容易出现翘边现象。因此,要求在喷涂完成后对聚脲边缘进行特殊的封边处理,局部锚固或用粘结剂封边。
6 结语
1)喷涂纯聚脲防水涂料具有对湿气不敏感、固化速度快、施工便捷等特点,非常适合在本工程中应用。有的渡槽每隔5天就要放水使用,可施工时间只有3天,而喷涂聚脲防水涂料完全可以满足工程的施工要求(图3)。
2)输水工程是百年大计,耐久性好、强度高、耐磨性能好是选择防水材料的前提,喷涂聚脲防水涂料便具有这样的优点。
3)产品无毒也是本工程选用喷涂聚脲防水涂料的原因之一。饮水工程关乎人身安全,无毒、无污染是材料选择的必备条件。
纯聚脲防水涂料的独特性能使其在我国建设工程中逐渐占据了较大的市场份额,从奥运场馆到高速铁路,都有成功应用的工程实例。现喷涂聚脲防水材料又成功应用于输水工程,进一步扩大了其应用领域。
摘要：饮水安全输水工程要求所用的防水材料性能优越且安全无毒。通过喷涂聚脲防水涂料在输水工程中的成功应用实例,表明其应用领域可以扩展到有卫生安全要求的饮用水工程。
喷涂型聚脲防水涂料 篇7
喷涂聚脲防水涂料(俗称纯聚脲)是一种新型的防水层材料。聚脲弹性体防水层弹性好,耐磨性好,耐低温,性能可调节范围广,抗腐蚀性能好,并且施工时固化快。通过本施工技术很好地解决了防水层和粗糙的混凝土基层之间粘结不好,封边不好等技术难题,大大地增强了桥梁结构的耐久性和使用寿命,取得了明显的经济效益和社会效益。
2 工艺原理
喷涂聚脲(俗称纯聚脲)防水涂料是一种A,B双组分、无溶剂、快速固化的弹性防水涂料。A组分是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物;B组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物。A,B组分在专用喷涂设备的喷枪内混合喷出,快速固化反应生成弹性体防水膜。
本技术采用抛丸进行梁面基层处理,保证梁体表面粗糙均匀,有效增强防水涂料在梁体表面的附着力,并且使梁面缺陷提前暴露出来,使用腻子等专用材料对梁体表面针孔等缺陷进行修补,然后再刷底漆增强防水涂料与梁体的粘结,最后采用专用机械喷涂聚脲防水涂料,并且在暴露面再喷涂脂肪族面漆保护层,最终在梁面形成聚脲弹性体防水层,将聚脲防水膜牢固、紧密地粘结在混凝土梁面,从而起到梁面防水,隔绝有害物质侵入的效果。
3 施工工艺及操作要点
3.1 工艺流程
基层交接→基层处理(抛丸、打磨)→刮、辊、刷涂腻子底涂→满刮PU修补腻子→喷、刮、辊涂聚脲底涂(加色素)→修补针眼→喷涂(纯)聚脲防水涂料→辊涂脂肪族聚氨酯面层(底座板外暴露区域)。
3.2 操作要点
3.2.1 基层验收
梁面防水层施工前依据《京沪高速铁路无砟轨道梁面质量验收管理实施细则》进行验收,不合格处需进行打磨处理,梁面验收标准如下:
1)梁面加高平台平整度满足3mm/4m的要求,对不满足3mm/4m但在8mm/4m范围内的,用1m靠尺检测,若满足2mm/1m则可以判定为合格。梁端1.45m范围平整度要求满足2mm/1m。2)梁面加高平台高程允许误差±7mm,梁端1.45m范围不准出现正误差。3)梁端凹槽深50mm,允许偏差±10mm。4)相邻梁端高差不大于10mm。
3.2.2 基层处理
为保证防水层与梁面之间的可靠粘结在施工防水层前要对梁面基层进行一定的处理,基层处理主要有抛丸和机械打磨两种方式。抛丸即指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表面上,抛除掉梁体表面的浮浆。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,达到100%“创面”,露骨的效果,但不会造成骨料的松动和微裂纹。这一工序增强了防水材料在基层表面的附着力并提高了渗透效果。
3.2.3 底涂施工
底涂可采用刮涂、辊涂和刷涂施工。施工前要检测基层含水率,不能大于7%,否则,喷涂时基层水分受热膨胀容易引起鼓泡,针孔等缺陷。底涂施工应涂布均匀,不能出现漏涂、堆积和流挂。底涂施工完成后不能暴露时间太长,防止灰尘等落到表面影响其粘结性,一般在24h内就进行下道施工。
3.2.4 修补腻子施工
修补腻子是用环氧类或聚氨酯类作基料,在其中掺入水泥、磨细石英砂和高岭土等搅拌而成。拌制好的腻子要保证一定的稠度。料太稀,刮涂过后稀料渗入孔洞,表面还是留有气孔;料太稠则导致施工性能差,刮涂不均匀,无法有效地封堵针孔。而合适的稠度既能有效封堵气孔防止气泡产生又可部分渗入孔洞增强粘结。腻子施工采用刮涂工艺,边角沟槽采用刷涂施工。刮涂由经验丰富的工人进行,应从梁体一端向另一端顺序进行,要对基层气孔起到有效的封闭,表面刮涂要均匀、平整,避免漏涂以及涂刷过厚起泡,不得有堆积,边坡上不能出现流挂。待腻子表面固化,经验收合格后方可进行上覆涂层施工,工序转换要快,并防止表层污染。
3.2.5 聚脲底涂的施工
为了提高修补腻子与聚脲涂层的粘结力,一般在修补腻子表面再施涂一层聚氨酯(或环氧类)底涂,称为聚脲底涂。该层底涂施工时同样要求施涂均匀、无漏涂、无堆积,表面平整。
底涂施工完后,在喷涂聚脲前要对基层表面再进行一次检查,将残留的少量针眼用腻子逐个堵住,防止聚脲涂层引起针眼。底涂表干后经验收合格可以喷涂聚脲,若超过24h未喷涂聚脲时需重新刮涂聚脲底涂。
3.2.6 喷涂(纯)聚脲防水层
聚脲防水涂料的施工,以机械喷涂为主,人工喷涂为辅,聚脲涂料喷涂作业,采用双组分枪头撞击混合喷射系统的喷涂设备。先使用机械设备对桥面平整部分进行喷涂,对机械喷涂达不到的特殊部位(防护墙根部、加高平台端面)进行人工喷涂。
1)首次喷涂施工。首次喷涂加高平台范围,采用机械喷涂,喷涂前先在塑料布上进行试喷设定喷涂车的行走速度和自动喷枪的运行速度,使喷涂聚脲达到设计的厚度(≥2mm),然后进行大面积的机械喷涂。喷涂前用塑料膜覆盖住线间2.05m宽区域,用白铁皮或塑料膜配合胶带盖住防护墙,用铁板或木板盖住侧向挡块齿槽、剪力齿槽区域,用胶带粘住梁缝区域防止污染。在喷涂机经过两端凹槽时用木板或铁板垫在车轮下,防止机器颠簸。
2)二次喷涂施工。对边角处采用人工喷涂,人工喷涂时喷涂枪手的操作水平是关键,丰富的施工经验、专业的施工资质,是高质量施工的前提。
喷涂作业时,用手持喷枪喷涂施工,喷枪宜垂直于待喷基层,距离适中(0.7m～0.8m),移动速度均匀;喷涂顺序为先难后易、先上后下,宜连续作业,一次多遍、纵横交叉喷涂至设计要求的厚度,一般人工喷涂2遍～3遍能达到设计2mm厚。
3.2.7 脂肪族聚氨酯面层施工
对于外露的聚脲防水层,为防止受日照变色、老化、粉化和变性,应在其上辊涂一层脂肪族聚氨酯面漆。脂肪族聚氨酯面层施工前,应对相应区域聚脲防水层表面进行清洁检查,保证聚脲防水层表面干燥、无灰尘、油污和其他污染物;一般采用人工辊涂或刷涂,厚度不小于0.2mm;施工过程中要确保不漏涂,不堆积,均匀喷涂,达到封闭的目的,提高防水层的耐久性。
为了保证面层和聚脲防水层之间良好的粘结,脂肪族聚氨酯面层宜在聚脲防水层施工完毕后6h内施工完成。
面层采取辊涂施工时,要辊涂两遍,以保证达到设计厚度,且要等到第一遍表干常温下后可辊涂第二遍
当面层与聚脲防水层施工间隔(6h)超出规定时,应采用专用搭接粘结剂做预处理或现场做粘结拉拔试验后确定。
3.2.8 聚脲搭接施工
桥面喷涂聚脲防水涂层两次施工间隔在6h以上,需要搭接连成一体的部位,从而保证第一次施工接头和后续的防水层进行可靠的搭接。
首先对已施工的防水层边缘15cm～20cm宽度范围内的涂层表面进行打磨,再进行清洁处理,保证原有防水层表面清洁、无油污及其他污染物。然后辊涂搭接剂,使用方法要依据搭接剂厂家的使用说明。一般在辊涂0.5h后可以进行喷涂,并要在辊涂搭接剂后4h～24h之内喷涂后续的防水层。
4 应用实例
由我部承建施工的京沪高铁濉河特大桥DK 710+908～DK 721+565段,全长10 662m,梁面全部采用(纯)聚脲防水层施工,共施工聚脲防水层9.4万m 2。采用本施工技术单机日产量达到1 400m 2,经检测防水层厚度、拉拔强度、不透水性等技术指标全部合格。
通过实践证明,采用本技术施工聚脲防水层,质量、安全、进度效益等方面均取得了良好的效果
摘要：结合京沪高铁的建设,详细介绍了梁面聚脲防水层的施工技术要点,并通过工程实例进行了论证,结果表明该技术的应用取得了明显的经济效益和社会效益。
关键词：聚脲防水层,施工技术,高速铁路
参考文献