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永凝液防水材料在桥梁的防护作用是什么?

作者:马清浩来源:水泥混凝土外加剂550问 浏览次数: 日期:2012-11-02

国内现行规范对桥梁建筑设计提出的要求是适用、经济、安全、美观,但对经济性的评估往往只是注重考虑建筑成本,而对于桥梁的桥墩、桥面在与海水的直接浸泡和海风的长期侵袭所带来的影响尚缺考虑。下面对这个问题进行详细介绍。

一、桥梁防水防护

同建筑防水一样,桥面防水工程是个系统工程,涉及材料、设计、施工和维护管理,其中材料是基础,设计施工是保证。目前我国跨海桥梁的桥面普遍采用沥青混凝土铺装层。在这种条件下,做好防水层设计,合理选择防水材料,正确制定施工工艺是十分重要的,各方面技术要求都必须适应桥梁施工的特殊功能要求与环境条件,主要有以下几点:

(1)由于桥梁面层普遍摊铺改性沥青混凝土,因此防水材料应具有较高的耐高性能,要求承受150℃以上的高温,并在沥青混凝土摊铺时防水层不被破坏。

(2)防水层必须具有高温下碾压不透水性。

(3)防水材料必须同时具有与水泥混凝土及沥青混凝土有较强亲和性,以保证沥青混凝土 摊铺时桥面结构的稳定,防止防水层产生挪动。

(4)防水材料必须具有较好的低温抗裂性,在冬季条件下能有效地遏制桥面裂缝。

(5)桥梁正式投入使用后,渗漏治理难度很大,因此桥面防水层的施工质量必须保证一次合格,而且必须保证桥面施工全过程中防水层不受损害。

二、永凝液DPS的作用机理

(1)永凝液防水材料是一种水基性含专有催化剂和活性化学物质的防水材料,能迅速有效地与混凝土结构层中的氢氧化钙、铝化钙、硅酸钙等反应,形成惰性晶体嵌入混凝土的毛细孔,密闭微细裂缝,从而极大地增强混凝土表层的密实度和抗压强度。

(2)永凝液DPS是当今新型的绿色环保材料,不含甲醛,不含重金属,具有无毒、无味、不可燃、不挥发的特点,是一种透明的水溶液化合物。美国永凝液DPS表现出的明显优势在于它是水溶性无机化合物,与空气中二氧化碳反应后形成的硅酸溶液能自动渗入混凝土表层约30~40mm,使填料与混凝土基质在固化剂作用下发生硅化作用而牢固结成一体。其形成的硅氧键的网链结构类似天然晶体,即使在超过1000℃的热力下,依然抗热且不会龟裂,而且其涂膜具有像人体皮肤一样既不渗水又能排汗的透气功能,使基质保持干爽。

三、永凝液DPS特性指标

永凝液DPS分别在国内和国外多家权威机构进行过检测试验。国内检测的检测标准为:北京市地方标准《界面渗透型防水涂质量检验评定标准》DBJ01-54-2001。其结果均达到或超过规范要求,具体指标、数据见表1~表3。

四、永凝液防水材料的应用功能

永凝液DPS对海洋环境下的桥梁使用,确保桥梁混凝土不易变质,延长混凝土寿命的科学功能,最近在香港理工大学科学实验中心的检测得到证实。它改变了人们的一种误区,认为只要使用高质量,高强度等级的混凝土就能确保海洋环境桥梁的质量和安全要求。该项检测证明,凡未使用任何有效的保护材料,处在海洋环境的桥梁混凝土在三年后就开始发生变异或变质。其变质的主要原因来自海洋的卤族元素———氯化物及硫化物的侵入造成的;同时,它也受到现代工业排放物及海洋漂浮物的破坏。众所周知,海洋污染的硫化物会造成混凝土表面的软化和分层,使钢筋裸露生锈,造成混凝土的抗压强度严重降低,而氯化物对钢筋混凝土的渗入是通过钢筋混凝土的热胀冷缩运动形成的,它会促使钢筋变成氯化铁,会加速造成所有钢筋的腐蚀。为此,对钢筋混凝桥梁实施保护是一项必不可少的工作,其作用是防止氯化物和硫化物的侵入,保证桥梁的长期可靠性和耐用性。

目前国内有不少重要的桥梁已经使用上美国永凝液,如:杭州湾大桥、武汉汉江二桥、香港青马大桥、厦门海湾大桥等。这些已使用多年的桥梁,经相关业主单位的反映:运转如初、结构完好、磨损微小、混凝土的表层尚未有可见剥落和粉化等现象。从这一侧面应证了:当初采用美国永凝液做桥梁各基面的防水防护起到实效,得到了桥梁管理部门的充分肯定。

五、永凝液DPS的使用说明

(一)基层处理

基层应清除干净,去除污迹、油渍、灰皮、浮渣等。混凝土基层应坚实、平整。若有蜂窝、麻面、开裂、酥松等缺陷,则应事先修补好。修补前剔凿清洗干净后,先局部喷涂永凝液DPS(应当注意的是在喷涂使用永凝液DPS前,要先将永凝液贮存桶摇动几分钟再把桶内溶液倒入喷雾器内备用),然后用高强度的水泥砂浆修补抹平后再涂一遍混凝土永凝液DPS。梁柱上的螺栓,就按防水混凝土细部构造要求处理。手提喷雾器在每次使用时,均要用力摇匀至起泡沫,然后再喷涂于混凝土表面上。

永凝液DPS施用于混凝土表面,对于正常使用情况下的混凝土表面或新筑的混凝土,应先用水冲刷或湿润;对于脏的混凝土表面或在炎热、干燥气候条件下,使用永凝液DPS前必须要用水冲刷湿润,但表面不应有明水。

(二)永凝液DPS用量

永凝液DPS可以广泛应用于混凝土表面或水泥涂抹层。一般情况只需处理一次,对存在特殊问题的地方,可以根据情况加喷一遍。其用量视混凝土或水泥砂浆表面的粗糙程度和微孔数量调整,平均用量约为4m/kg(两道)。

(三)永凝液DPS溶液喷涂施工

新筑混凝土强度达到1.2MPa(8~12h后)可上人时即可进行永凝液DPS喷涂。在垂直的混凝土表面,应在外模拆除并经表面清洁后即可行喷涂。

喷涂墙面时应由下而上,左右均匀喷涂。平面喷涂时,应先消除表面上的小水坑。对于平面与立面或立面之间的交接处,加喷涂150mm的搭接层。在水平面上,每次喷涂应覆盖前一喷雾圈的一半。如果溶液往下流淌,应加快喷嘴的运动速度,使整个区域饱满,再以同样的工艺重复一次。

为使喷涂面完全饱和,要在喷涂后15~20min后检查该区域。如发现某些区域干得较快,则待检查完毕后,在该区域再从背后加以喷涂。若表面残留有未能渗入的多余黏状物,则可用水冲掉或刮掉。DPS的渗入会使混凝土内的杂质,如油脂、酸、过多的碱、盐等浮至表面,可用水冲刷直至杂质被洗掉为止。

喷涂过永凝液DPS的新浇混凝土一般情况下不需清水养护,涂刷后正常的渗透时间为1~2h。但若天气干燥或当温度超过35℃时,应在喷涂永凝液DPS后每隔2h在混凝土表面轻喷清水一遍,这有利于防止永凝液蒸发,以使溶液更好地渗入。30min后,便可允许轻度触碰。3h后或表面干燥时,多数情况下地面便可行走。12h后,斜坡下面的基础部分可以用土回填。24h后,清洗干净表面的浮出物后便可进行其他装饰作业(必要时,可使用鼓风机或风扇吹施工面,以加速其晶体化过程)。

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