GBS-A 型滲透型防水劑在高速公路工程中的應(yīng)用
摘要：簡(jiǎn)要分析了混凝土公路橋梁防水的現(xiàn)狀和水損壞的基本原因，論述了GBS-A 滲透型防水劑的防水機(jī)理和基本性能，詳細(xì)闡述了其在高速公路工程中的應(yīng)用，如基層處理、噴涂施工、檢測(cè)驗(yàn)收等
我國(guó)北方地區(qū)冬季，道路養(yǎng)護(hù)部門(mén)常使用除冰鹽、融雪劑等除去混凝土公路橋梁表面的冰雪。除冰鹽的主要成分是鹽類(lèi)及一些填加劑，對(duì)公路橋梁具有一定的破壞作用。這些化學(xué)物質(zhì)向混凝土中遷移、滲透，與水共同作用產(chǎn)生鹽凍、鹽蝕，破壞混凝土面層，進(jìn)而逐步向混凝土內(nèi)部發(fā)展，造成混凝土公路橋梁大面積剝蝕。另外，混凝土公路橋梁本身為多孔結(jié)構(gòu)，具有一定的吸水能力，水通過(guò)凍融循環(huán)作用會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成持續(xù)性破壞。相關(guān)研究表明，在外界侵蝕環(huán)境基本不變的情況下，混凝土的損傷累積在初期近似為線性，而后按指數(shù)規(guī)律發(fā)展，劣化進(jìn)入加速期，短短幾年就發(fā)生損壞，公路橋梁使用不足10 年就出現(xiàn)嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象很突出。因此，做好橋梁防水對(duì)于提高公路橋梁耐久性十分必要。
道路與橋梁防水
高速公路工程橋梁防水設(shè)計(jì)
河北省屬溫帶大陸性氣候，夏季炎熱，冬季寒冷，年溫差較大?；炷翗蛄洪L(zhǎng)期處于干濕交替、冷熱變換的環(huán)境中，容易遭到損壞。為做好高速公路工程橋梁防水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人專(zhuān)門(mén)對(duì)北京市及其周邊地區(qū)的混凝土公路橋梁的防水性能與耐久性能作了調(diào)查與分析。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，北京、天津等地許多高速公路橋梁通車(chē)才幾年，混凝土表面竟形成厚厚的鹽澤結(jié)晶體，橋體銹跡斑斑；北京市所轄的橋梁中，有超過(guò)80％的橋梁已出現(xiàn)混凝土脫落、鋼筋銹蝕等病害，特別是一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)部位，如伸縮縫處，由于漏水造成蓋梁產(chǎn)生順筋裂縫。目前，橋梁混凝土防撞墻等部位的防水通常采用防水涂料，如聚氨酯類(lèi)、丙烯酸類(lèi)防水涂料等。通過(guò)在混凝土防撞墻表面涂刷一定厚度的防水涂料，將混凝土表面孔隙密封，以保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)不受水的入侵，但只有基層表面處理到位才能使防水涂料的性能得到充分發(fā)揮，即防水涂料和混凝土要有良好的粘結(jié)性。而GBS-A 滲透型防水劑對(duì)基層的要求相對(duì)較低，防水設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，并參照相關(guān)要求以及施工經(jīng)驗(yàn)，決定本工程橋面防水設(shè)計(jì)采用環(huán)氧瀝青和SBS 改性瀝青（圖1），而防撞墻等裸露部位采用GBS-A 滲透型防水劑。
3 GBS-A 滲透型防水劑
3.1 GBS-A 滲透型防水劑的防水機(jī)理
GBS-A 滲透型防水劑是以硅烷等復(fù)合類(lèi)極性物質(zhì)為基料，加入催化劑，經(jīng)混合反應(yīng)而制得的。GBS-A滲透型防水劑無(wú)毒無(wú)味，屬環(huán)保型防水材料。該防水劑的滲透性能優(yōu)于水，噴灑于混凝土表面后能迅速滲入混凝土內(nèi)部，促進(jìn)鈣離子釋放，與游離堿等化學(xué)物質(zhì)發(fā)生二次化學(xué)反應(yīng)，形成完全憎水的硅酸鈣離子凝膠。硅凝膠經(jīng)水化變成堅(jiān)固、透氣、針狀結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，從而填補(bǔ)縫隙和毛細(xì)孔洞，使混凝土具備長(zhǎng)期的防水性能。
3.2 GBS-A 滲透型防水劑的性能特點(diǎn)
GBS-A 滲透型防水劑不僅具有較高的防水性能，而且可以阻止以水為載體的酸、堿、鹽、氯離子等介質(zhì)對(duì)鋼筋混凝土的侵蝕。GBS-A 滲透型防水劑除不改變、影響混凝土顏色外也消除了涂刷防水涂料后反光引起的安全隱患，還能防潮、防塵，阻止細(xì)菌等在混凝土表面產(chǎn)生，提高混凝土表層的耐用性。
4 GBS-A 滲透型防水劑的施工工藝
4.1 基層處理
防撞墻等混凝土裸露部位在養(yǎng)護(hù)完畢、達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，應(yīng)進(jìn)行基層清理，采用電動(dòng)打磨設(shè)備將表面浮漿去除。基層如有裂縫、麻面、坑槽、破損等缺陷，應(yīng)采用GBS-C 混凝土路橋快速修補(bǔ)材料進(jìn)行修補(bǔ)。使用前，先把需要修補(bǔ)的作業(yè)面潤(rùn)濕，然后根據(jù)材料∶水=1∶0.15 的比列混合，用普通抹板直接抹于修補(bǔ)處，約20min 后達(dá)到初期強(qiáng)度，其初期強(qiáng)度可達(dá)C50 以上?；鶎犹幚硗戤吅螅炷翗蛎?、防撞墻和其他裸露部位應(yīng)潔凈、干燥，且無(wú)酥松起砂等現(xiàn)象，基層含水率不大于12％。
4.2 防水劑噴涂施工
噴涂的用量取決于涂刷遍數(shù)、混凝土標(biāo)號(hào)、滲透深度以及當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境等因素，一般取0.3 kg/m2。噴涂施工前，應(yīng)選取2~3 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)噴涂，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的面積在2 m2 左右。將GBS-A 滲透型防水劑噴涂或者刷涂在試驗(yàn)點(diǎn)上，并計(jì)算使用量和固化時(shí)間。待反應(yīng)完畢后（一般為5 d），進(jìn)行鉆芯取樣，鉆芯直徑2~5 cm，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)鉆取3 個(gè)試樣。將試樣放入潔凈的自來(lái)水中，浸泡1 min 后取出，觀察防水劑的浸潤(rùn)情況，記錄浸透深度。如達(dá)到浸透深度，即按試驗(yàn)噴涂所用劑量大面積施工。如達(dá)不到浸漬深度，則重新調(diào)整使用劑量，并再次試驗(yàn)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的浸漬深度。在大面積噴涂前，還應(yīng)對(duì)落水口以及瀝青面層至防撞墻10~20 cm 等關(guān)鍵部位，噴涂?jī)杀橐宰骷訌?qiáng)處理。本工程使用專(zhuān)用噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂作業(yè)，噴涂設(shè)備的壓力保持在1.0~1.5 MPa。噴涂防撞墻立面或其他裸露部位施工時(shí)，應(yīng)自上而下進(jìn)行噴涂，垂流長(zhǎng)度一般在10~20 cm，應(yīng)使被涂表面有6 s 以上保持在潤(rùn)濕狀態(tài)。噴涂橋梁平面時(shí)按照由遠(yuǎn)到近的順序往復(fù)噴涂即可。噴涂時(shí)必須注意噴涂均勻、不得漏噴，做到足量噴涂。如噴涂一遍達(dá)不到要求，可進(jìn)行二遍噴涂，一般在第一遍噴涂的防水劑完全滲透后，再進(jìn)行二遍涂刷，春、夏、秋季一般間隔5~6 h，冬季一般間隔1 d 以上。
4.3 施工注意事項(xiàng)
當(dāng)環(huán)境溫度≤5 ℃或在大風(fēng)、雨雪天氣，不宜進(jìn)行施工。施工過(guò)程中，施工人員應(yīng)按要求穿戴護(hù)目鏡和防護(hù)手套。如皮膚或眼睛接觸到防水劑，立即用水清洗15 min。5 檢測(cè)驗(yàn)收
5.1 表面檢測(cè)
檢測(cè)應(yīng)在防水劑實(shí)干后進(jìn)行，檢測(cè)面積不低于施工面積的3‰，且檢測(cè)點(diǎn)的面積不小于1 m2，且應(yīng)具有代表性。表面檢測(cè)時(shí)，用含鹽量3%左右的淡鹽水、堿性水、酸性水或普通水，緩緩倒在被檢處。在水平面上的檢測(cè)處，水呈荷葉上露珠狀；在坡面和立面上的檢測(cè)處，水快速滾落，無(wú)滲水痕跡，即可視為合格。如有個(gè)別點(diǎn)、面滲水，即判為不合格，必須補(bǔ)噴或補(bǔ)涂。
5.2 鉆芯檢測(cè)
檢測(cè)面積不低于施工面積的3‰，每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的面積在1 m2 左右。將試樣放入潔凈的自來(lái)水中，浸泡1 min 后取出，觀察防水劑的浸潤(rùn)情況，記錄防水劑浸透深度。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，防水劑滲透深度在2 mm 以上，憎水效果顯著，符合驗(yàn)收要求。
6 結(jié)語(yǔ)
GBS-A 滲透型防水劑應(yīng)用于大廣高速公路工程已有兩年。通過(guò)長(zhǎng)期觀察，發(fā)現(xiàn)該防水劑可從根本上為混凝土公路橋梁提供防水保護(hù)，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的防水產(chǎn)品，節(jié)約了養(yǎng)護(hù)成本，大大延長(zhǎng)了構(gòu)筑物的使用壽命。