橋面鋪裝中聚脲防水粘結層及其施工方法

2023-05-29 16:02:51

專利名稱：：橋面鋪裝中聚脲防水粘結層及其施工方法
技術領域：
：本發明涉及橋面鋪裝結構中的防水粘結層，尤其是一種橋面鋪裝中聚脲防水粘接層。二
背景技術：
：隨著我國基礎設施建設的蓬勃發展，公路橋梁、城市道路立交橋、高架橋大量興建，道路等級的不斷提高，橋梁使用的耐久性也日益受到人們的廣泛關注，如何保證橋梁結構的質量並使其達到使用年限，已是當前十分重要的問題。影響橋梁結構質量的因素是多方面的，而水的滲入是導致橋梁結構破壞的最直接和最主要的原因之一。在橋梁工程界，對防水的認識也經歷了一個從僅僅依靠排水管和路面縱橫坡排水到不僅依靠排水管和路面縱橫坡排水，還採取在鋪裝結構層中設置防水層來防水的措施。橋面防水層的作用主要是保護混凝土、鋼板、鋼筋，防止水特別是冬季融雪的鹽水和沿海的潮溼鹽霧對混凝土、鋼板、鋼筋的腐蝕。橋面防水層的重要意義正是在於切斷水的來源從而有效地保證橋面免遭破壞，延長其使用壽命，提高橋梁的耐久性。在橋面鋪裝中設置防水層已成為當前交通公路界人士的共識。在國外，美國等國家已明確規定城市和公路橋梁必須設置防水層。我國自20世紀80年代起開始重視橋梁遭受雨水浸蝕的問題，並就橋梁結構防水技術開展了許多專題研究。通過研究分析認為，橋梁防水存在的主要問題一是橋梁設計問題，主要表現在鋪裝設計不合理和受力薄弱環節處未做防水處理以及橋梁結構防水設計不合理造成的問題；二是防水材料問題，主要是缺少橋梁專用的防水材料；三是施工環節上，防水施工質量尚未形成統一的操作規程和驗收標準，缺少專業的橋梁工程防水施工隊伍。橋面防水同建築防水相似，是一個系統工程，涉及材料、設計、施工和維護管理，其中材料是基礎，設計施工是保證。目前我國公路橋梁及城市立交橋的橋面普遍採用瀝青混凝土鋪裝層，在這種條件下，做好防水層設計，合理選擇防水材料，正確制定施工工藝是尤為重要的。在橋面鋪裝中，鋪裝一般由防水體系與鋪裝表層組成，橋面防水和傳遞車輛荷載主要由鋪裝的防水體系實現，是橋面鋪裝的核心。防水體系由防水粘結層和鋪裝下層組成。也就是說橋面鋪裝結構由下至上為防水粘結層、鋪裝下層和鋪裝表層構成。國內外針對橋面的不同鋪裝體系設計了不同的防水粘結層，主要有巻材類、瀝青塗膜類、反應性材料塗膜類。反應性材料塗膜類目前主要有環氧樹脂、環氧瀝青、英國eliminato，防水體系的聚甲基丙烯酸甲酯防水膜。以環氧樹脂為主體的防水粘結體系，在德國等歐洲國家應用的比較多，在國內的多座大跨徑鋼橋面(如山東勝利黃河大橋、長沙三叉磯大橋等)鋪裝工程中也得到了應用，效果良好，只是各生產商環氧樹脂材料的性能差異，導致個別工程施工質量存在缺陷。以環氧瀝青為主體的防水粘結體系在潤揚長江大橋、南京長江二橋、南京長江三橋等橋面鋪裝中採用過，其優點是防水性、抗變形性能好，缺點是施工操作較複雜、成本較高。以聚甲基丙烯酸甲酯為主體的英國eliminato^防水體系在英國等國家使用的比較多，在國內的香港青馬大橋、廣東虎門大橋修復、重慶菜園壩長江大橋等橋面鋪裝工程中得到應用，效果良好。聚脲彈性體屬於反應性塗膜類材料，由於其優異的物理力學性能、耐老化性以及快速、方便的施工性能，在國外已經在防滲、防水、防腐和抗磨塗層等方面得到非常廣泛的應用。我國於20世紀末在引進國外技術的基礎上進行了相關的研究和應用，已經應用於地坪、船體塗層、建築防滲塗層、工業管道、容器防腐等。中國專利CN101037587A公開了聚脲彈性體建築工程防水材料；CN101033335A公開了聚脲彈性體管道防腐保護材料；CN1817989A公開了一種噴塗聚脲高強防水塗料及其施工方法。所有這些專利均是公開了聚脲材料的配製方法以及作為防水、防腐等保護材料應用於被塗物表面。將聚脲材料應用於橋面鋪裝結構層中作為防水粘結層還未見報導。
發明內容本發明的目的是將聚脲材料應用於橋面鋪裝結構層中，設計出了聚脲防水粘結層，增添了橋面鋪裝結構中防水粘結層材料的品種，並提高了防水粘結效果。本發明由橋面底漆、聚脲彈性體、界面粘結劑組成，其橋面底漆上面有聚脲彈性體，聚脲彈性體上面有界面粘結劑。本發明，橋面底漆的作用是封閉水泥混凝土的孔隙，阻止水汽的上溢，防止鋼板的鏽蝕以及增強上面塗膜與橋面板的粘結力。對水泥混凝土橋面，底漆主要採用水性環氧樹脂、環氧樹脂、水乳型瀝青防水塗料、溶劑型防水粘結劑；對鋼橋面，底漆主要採用醇溶性無機富鋅底漆、水性無機富鋅底漆、無機磷酸鹽富鋅底漆、環氧富鋅漆、環氧鐵紅重防腐底漆、改性環氧紅丹重防腐底漆。噴塗的聚脲彈性體為13mm厚的塗膜，是防水粘結層的重要部分。由兩個組分構成A組分是由端氨基聚醚或端羥基聚醚與化學計量過量的異氰酸酯反應合成的端基含-NC0的半預聚物，半預聚物中NC0含量在12%25%之間；B組分由端氨基聚醚、液體胺類擴鏈劑及填料組成。填料有鈦白粉、輕質碳酸鈣、膨潤土。B組分的質量份為端氨基聚醚3070份、液體胺類擴鏈劑1050份、填料010份。界面粘結劑的作用是增加橋面鋪裝下層與聚脲防水粘結層的粘結力。界面粘結劑有聚氨酯、環氧樹脂、聚丙烯酸甲酯樹脂、熱熔性瀝青、稀釋瀝青。本發明聚脲防水粘結層在橋面鋪裝結構中是通過以下施工步驟實現的第一步橋面噴砂及清潔處理對水泥混凝土橋面，首先基面必須潔淨、乾燥(新建混凝土橋面應完全水化，乾燥28d)和堅實，無浮漿、油或其它表面汙染，然後進行噴砂處理並清掃乾淨。對鋼橋面，清除鋼表面鐵鏽、汙物和異物，噴砂處理後符合Sa2.5級，露金屬光澤。第二步噴塗、刷塗或滾塗底漆材料對經過噴砂及清潔處理後的水泥混凝土橋面，噴塗、刷塗或滾塗一層橋面底漆材料；對經過噴砂及清潔處理後的鋼橋面，噴塗、刷塗或滾塗一層橋面底漆材料；控制底漆厚度為0.010.lmm、養護148h，形成橋面底漆；第三步噴塗聚脲彈性體噴塗聚脲彈性體材料採用專用的高壓噴塗設備，該設備由具有平穩的物料輸送系統、精確的物料計量系統、均勻的物料混合系統、良好的物料霧化系統及方便的物料清洗系統構成；通過該設備將聚脲彈性體材料的A、B組分在噴槍的高壓混合室內通過混合、霧化後在橋面底漆表面霧化成型,成型後的聚合物分子結構高度交聯，分子結構緻密，產生高緻密、高拉伸強度、高柔韌、高硬度的塗料膜，使其能耐磨損，抗撕裂和抗衝擊；噴塗聚脲彈性體材料要一道一道進行，每一道間隔時間510秒，下一道要覆蓋上一道的50%，俗稱"壓槍"，同時下一道與上一道的噴塗方向要垂直，只有這樣才能保證塗層均勻，聚脲彈性體厚度為l3mm;養護324h，形成聚脲彈性體；施工前，橋面底漆上的渣子和雜物要儘量清理乾淨，可使用吸塵器進行清理；第四步噴塗、刷塗或滾塗界面粘結劑在聚脲彈性體塗膜上噴塗、刷塗或滾塗一層界面粘結劑材料，用量為0.10.5Kg/m2，養護1048h，形成界面粘接劑。本發明的橋面鋪裝聚脲防水粘結層的技術性能指標見表1。表l橋面鋪裝聚脲防水粘結層的技術性能指標tableseeoriginaldocumentpage8本發明具有施工快速、方便，優異防滲、防水、防腐性能，增添了橋面鋪結構中防水粘接層材料的品種，並提高了防水粘接效果。四下面結合附圖進一步說明本發明。附圖是本發明斷面結構示意圖。圖中1-橋面底漆2-聚脲彈性體3-界面粘接劑五具體實施例方式下面通過對鋼橋面鋪裝的一個實施例對本發明進行具體描述。如附圖所示，由橋面底漆l、聚脲彈性體2、界面粘結劑3組成，其橋面底漆1上面有聚脲彈性體2，聚脲彈性體2上面有界面粘結劑3。其施工方法步驟如下(一)材料1、底漆為環氧富鋅漆；2、聚脲彈性體的A組分是由端氨基聚醚與化學計量過量的脂肪族異氰酸酯反應合成的端基含-NCO的半預聚物，NCO含量為199G;B組分的質量份為端氨基聚醚55份、液體胺類擴鏈劑38份、鈦白粉7份；A、B組分的體積比為1:1;3、界面粘結劑為熱熔性瀝青。(二)施工方法1、對鋼橋面噴砂、清潔處理，清除鋼表面鐵鏽、汙物和異物，噴砂處理後符合Sa2.5級，露金屬光澤；2、滾塗一道環氧富鋅底漆，底漆厚度為0.05mm,養護24h;3、採用美國Gusmer公司生產的H-20/35主機及GX-7噴槍組成的噴塗設備系統，控制聚脲彈性體A、B組分物料的溫度為65。C，氣源壓力0.700.85MPa，物料輸出量218kg/min進行橋面底漆1表面噴塗施工，幹膜厚度為2腿、養護12h;4、在聚脲彈性體2塗膜上噴塗一層熱熔性瀝青，用量為0.2Kg/m2;養護12h;5、為了測試聚脲防水粘結層在整個鋼橋面鋪裝結構中的粘結效果，在上述成型的防水粘結層上鋪了一層4mm後的瀝青混凝土。(三)測試結果對上述聚脲防水粘結層的測試結果見表2。表2實施例的聚脲防水粘結層測試結果tableseeoriginaldocumentpage10可見，實施例的防水粘結層具有耐鹽霧、拉伸強度高、撕裂強度高、對基體粘合力強、在鋪裝結構中拉拔粘結強度、壓剪強度高等特點，是較理想的橋面鋪裝防水粘結材料。權利要求1、一種橋面鋪裝中聚脲防水粘結層，由橋面底漆(1)、聚脲彈性體(2)、界面粘結劑(3)組成，其特徵是橋面底漆(1)上面有聚脲彈性體(2)，聚脲彈性體(2)上面有界面粘結劑(3)。2、根據權利要求1所述的一種橋面鋪裝中聚脲防水粘結層，其特徵是水泥混凝土橋面，橋面底漆(1)為水性環氧樹脂、環氧樹脂、水乳型瀝青防水塗料、溶劑型防水粘結劑。3、根據權利要求1所述的一種橋面鋪裝中聚脲防水粘結層，其特徵是對鋼橋面，橋面底漆(1)為醇溶性無機富鋅底漆、水性無機富鋅底漆、無機磷酸鹽富鋅底漆、環氧富鋅漆、環氧鐵紅重防腐底漆、改性環氧紅丹重防腐底漆。4、根據權利要求1所述的一種橋面鋪裝中聚脲防水粘結層，其特徵是聚脲彈性體由兩個組分構成A組分是由端氨基聚醚或端羥基聚醚與化學計量過量的異氰酸酯反應合成的端基含-NC0的半預聚物，半預聚物中NC0含量在12%25%之間；B組分由端氨基聚醚、液體胺類擴鏈劑及填料組成，B組分的質量份為端氨基聚醚3070份、液體胺類擴鏈劑1050份、填料010份。A、B組分的體積比為1:22:1。5、根據權利要求1所述的一種橋面鋪裝中聚脲防水粘結層，其特徵是界面粘結劑為聚氨酯、環氧樹脂、聚丙烯酸甲酯樹脂、熱熔性瀝青、稀釋瀝青6、根據權利要求1所述的一種橋面鋪裝中聚脲防水粘結層，其特徵是填料為鈦白粉、輕質碳酸鈣、膨潤土。7、一種橋面鋪裝中聚脲防水粘結層施工方法，其特徵是步驟如下第一步橋面噴砂及清潔處理對水泥混凝土橋面，首先基面必須潔淨、乾燥(新建混凝土橋面應完全水化，乾燥28d)和堅實，無浮漿、油或其它表面汙染，然後進行噴砂處理並清掃乾淨；對鋼橋面，清除鋼表面鐵鏽、汙物和異物，噴砂處理後符合Sa2.5級，露金屬光澤。第二步噴塗、刷塗或滾塗底漆材料對經過噴砂及清潔處理後的水泥混凝土橋面，噴塗、刷塗或滾塗一層橋面底漆材料；對經過噴砂及清潔處理後的鋼橋面，噴塗、刷塗或滾塗一層橋面底漆材料；控制底漆厚度為0.010.lmm、養護148h，形成橋面底漆(l);第三步噴塗聚脲彈性體噴塗聚脲彈性體材料採用專用的高壓噴塗設備，該設備由具有平穩的物料輸送系統、精確的物料計量系統、均勻的物料混合系統、良好的物料霧化系統及方便的物料清洗系統構成；通過該設備將聚脲彈性體材料的A、B組分在噴槍的高壓混合室內通過混合、霧化後在橋面底漆(l)表面霧化成型，成型後的聚合物分子結構高度交聯，分子結構緻密，產生高緻密、高拉伸強度、高柔韌、高硬度的塗料膜，使其能耐磨損，抗撕裂和抗衝擊；噴塗聚脲彈性體材料要一道一道進行，每一道間隔時間510秒，下一道要覆蓋上一道的50%，俗稱"壓槍"，同時下一道與上一道的噴塗方向要垂直，只有這樣才能保證塗層均勻,聚脲彈性體厚度為l3mm、養護324h，形成聚脲彈性體(2);施工前,橋面底漆(l)上的渣子和雜物要儘量清理乾淨，可使用吸塵器進行清理；第四步噴塗、刷塗或滾塗界面粘結劑在聚脲彈性體(2)塗膜上噴塗、刷塗或滾塗一層界面粘結劑材料，用量為O.10.5Kg/m養護1048h，形成界面粘結劑(3)。全文摘要橋面鋪裝中聚脲防水粘結層及其施工方法涉及橋面鋪裝結構中的防水粘結層。其結構為橋面底漆(1)上面有聚脲彈性體(2)，聚脲彈性體(2)上面有界面粘結劑(3)。其施工方法步驟第一步橋面噴砂處理；第二步噴塗、刷塗或滾塗底漆材料；第三步噴塗聚脲彈性體；第四步在聚脲塗膜上施工一層界面粘結劑。具有施工快速、方便，優異防滲、防水、防腐性能，增添了橋面鋪裝結構中防水粘結層材料的品種，並提高了防水粘結效果。文檔編號E01D19/00GK101314936SQ20081006993公開日2008年12月3日申請日期2008年7月7日優先權日2008年7月7日發明者華張,徐光紅,海文申請人:重慶市智翔鋪道技術工程有限公司