聚脲防水層施工工藝及質量控制

■ 劉秀國

1 工程概況

京滬高速鐵路土建二標段的噴涂聚脲防水層施工為德禹特大橋DK330+092.96—DK384+834.5，線路長54.74 km。橋面聚脲施工范圍為：橋面防護墻內側（凈寬8.8 m），底座板鋪設區域為兩層噴涂（底膠層、聚脲彈性防水涂料），底座板以外為三層噴涂（底膠層、聚脲彈性防水涂料、脂肪族聚脲面層）。

噴涂（純）聚脲（俗稱純聚脲）防水涂料是一種A、B雙組份，無溶劑，快速固化的彈性防水材料。A組份是由端羥基化合物與異氰酸酯反應制得的半頂聚物；B組份是由端羥基化合物和端氨基擴鏈劑組成的混合物，并不得含有任何羥基成分和催化劑，但允許含有少量顏料及分散助劑。A、B組份在專用噴涂設備的噴槍內混合噴出，快速反應固化成彈性體防水膜。京滬高速鐵路德禹特大橋聚脲防水層施工主要包括基層處理（局部修補→拋丸施工→打磨）、底涂施工、噴涂聚脲防水層、裸露部位噴涂脂肪族面層。

2 聚脲防水層施工

噴涂聚脲防水層的施工流程：原材料檢驗→基層處理→底涂施工→噴涂聚脲防水涂料施工→脂肪族聚脲面層施工→養護→試驗檢測（見圖1）。

噴涂聚脲防水層的施工，首先要進行原材料檢驗，包括必須經過檢測的聚脲雙組份原料（或提供每批原料原產地證明或第三方檢測證明），以證實施工采用的原材料確實為合格的聚脲產品。防水層施工前要進行基層驗收，做到表面平整、清潔，坡度棱角分明、無尖銳異物、不起砂、不起皮、無蜂窩麻面、無凹凸不平等。不同基層表面粗糙度對噴涂聚脲防水的影響很大，基層表面粗糙程度太小，聚脲防水層與基層黏結力將會減弱；基層表面粗糙程度太大，則表面平整度不好，厚度不均，影響整體防水層質量。梁面基層處理滿足要求是保證防水層黏結性能的基礎，也直接影響防水層表面平整度、厚度不均和整體抗剪切性能，因此基層處理尤為重要。界面劑施工采用輥涂工藝，邊角溝槽輔以刷涂施工。表面均勻無漏涂、堆積和明顯缺陷，驗收合格后進行下道工序施工。

界面劑施工前，梁面溫度不小于5 ℃。檢測梁面含水率應不大于7%，采用1 m2的塑料薄膜鋪在待測梁面上，四周用膠帶密封，3～4 h后掀開薄膜，觀察薄膜及待測梁面表面，如有水珠或梁面顏色加深，則含水率較高，視為不合格；反之，含水率較低并視為合格。界面劑輥涂要求人工少量使用材料，反復用力擠壓輥涂，使界面劑溶液能夠均勻較薄滲透到拋丸后的梁面上。界面劑一般在2～3 h內表干后經驗收合格，進行第一遍修補膩子的刮涂。

由于梁面拋丸完成后存在諸多大氣孔、針眼、小坑洞等缺陷，底涂施工只能處理極小毛細針眼和氣孔，對大氣孔、小坑洞必須采取修補膩子進行刮涂，溫度宜控制在9 ℃以上。首先將配制好的修補膩子分批分量傾倒在梁面上（根據每次刮涂量適量傾倒），人工采用后退的方式進行刮涂，盡量控制抹板速度，左右反復增加抹板次數（抹板面積還是摻半），盡可能使膩子滲透填滿每個氣孔、針眼等缺陷位置，刮涂完成后嚴禁人員在上邊行走，在溫度作用下，氣孔和小坑洞內氣體膨脹將會頂起修補好的膩子形成鼓泡，此時人工鏟除氣泡，用同樣的方法再次修補膩子進行刮涂，待膩子實干后認真檢查梁面缺陷，對局部較大坑洞采用點補的方法進行修補，這樣處理一方面將梁面還存在的氣孔和針眼徹底封閉，另一方面進一步增加聚脲和基層粘結力，促使聚脲和基層更好的結合。需要注意的是，底涂和膩子施工時盡量刮涂越薄越好，從而達到預期效果。經過上述基層處理基本上可以消除氣泡、針孔等質量通病。

底涂施工采用輥涂工藝，邊角溝槽輔以刷涂施工。底涂施工前，梁面溫度不小于9 ℃，且梁面溫度應高于露點溫度3 ℃，在第二遍修補膩子施工24 h內，完全實干的條件下進行輥涂。對涂刷區域進行墨線彈劃，盡量慢推輥筒。首先輥筒一側沿墨線在縱向分界線的位置進行涂刷，保證底涂區域寬度和線形；其次在墨線范圍內即底座板范圍內進行縱向涂刷，每次涂刷保證輥筒摻上次涂刷面積的50%，縱向涂刷完成后再次調整輥筒方向，從梁端開始，在已涂刷梁面的基礎上改用橫向涂刷，這樣縱橫涂刷基本上使底涂均勻覆蓋，此次底涂完全浸入梁體封閉混凝土基層水分、氣孔能達80%以上。要求人工盡可能少量使用材料，反復用力擠壓輥涂，使底涂溶液能夠與修補膩子相容。底涂采用環氧或聚氨酯2種材料，一般可分為低溫（0～15 ℃）、常溫（15～35 ℃）和高溫（＞35 ℃）型，施工時應根據所處地域環境的氣候條件確定，并能夠適用于潮濕基層，即底涂施工宜在基層含水率＜7%的條件下進行，如含水率≥7%，則應按潮濕基層條件施工，選用潮濕基層底涂料進行處理，但基礎表面不能出現明水。底涂用量不宜低于0.4 kg/m2。

噴涂聚脲防水層一般在底涂施工完成2 h后進行，24 h前進行噴涂聚脲彈性防水涂料。

噴涂聚脲防水層施工結束后，若發現涂層有鼓泡、遺漏等缺陷，需要對涂層缺陷進行修補。如缺陷部位噴涂時間較短（≤6 h），則可對缺陷涂層表面進行打磨、清理后直接進行二次噴涂聚脲防水材料；如果缺陷部位噴涂時間較長（＞6 h），則應在缺陷涂層表面、并向外擴展5～10 cm，打磨清理后，施作專業粘結劑，然后采用專用修補設備噴涂聚脲修補、刮平，使整個涂層連續、致密、均勻。

聚脲噴涂施工完成后，按照施工時的溫度養護24 h后，逐漸緩慢降溫到環境溫度10 ℃以上，梁面溫度5 ℃以上，養護7 d。

最后進行試驗檢測。首先是材料檢查。噴涂聚脲防水涂料、底涂、脂肪族聚氨酯面層、搭接專用黏接劑的檢驗項目和檢驗頻次按規定進行；其次進行現場檢驗，對基層處理、底涂、聚脲防水層外觀、厚度、黏結強度、不透水性等進行檢測和脂肪族聚氨酯面層的檢驗。

3 噴涂聚脲施工質量控制

噴涂聚脲施工常見質量問題有鼓泡（局部鼓泡、大面積鼓泡、層間鼓泡）、防水層基層脫落和針孔。鼓泡的產生原因和解決方法見表1；防水層基層脫落的原因是基材處理不當或底涂問題，解決方法為返工重做，同時加強施工過程和基材控制；針孔產生的原因是底材孔洞多，解決方法是修補孔洞，并多道薄層施工。

噴涂聚脲施工的質量控制要點包括：

（1）加強噴涂聚脲A、B組份原材料的運輸、存儲保溫措施，確保溫度達到10 ℃以上。

表1 鼓泡的產生原因及解決方法

（2）噴涂聚脲前，對聚脲A、B組份進行2 h的加熱和保溫。

（3）界面劑、修補膩子、底涂輥涂和刮涂越薄越好，達到完全封堵梁面氣泡的目的。

（4）如果溫度允許，底涂施工盡可能超前施工，因為底涂實干時間較長，這樣便和聚脲形成一個周期差，不但提高施工效率，又能保證質量。

（5）嚴格控制底涂實干時間，如果底涂未能達到實干，噴涂出聚脲防水層會形成鼓包，大片起皮，黏結力達不到要求。

（6）對剪力齒槽和側向擋塊、防護墻等暫時不噴涂聚脲區域采取彩條布等進行遮擋，保證不被污染。

（7）施工過程中，應加強監測和試驗檢測，及時發現問題，以便針對性采取有效措施，有效控制防水層施工質量。

（8）聚脲施工工序要嚴格控制，每道工序必須在上一道工序完全表干后進行，否則拉拔力不夠。

（9）涂層有漏涂、鼓泡、針孔及損傷等缺陷時，應進行修補。面積小于250 cm2的應采用涂層修補料進行修補；面積大于250 cm2時宜采取二次噴涂的工藝進行修補。針孔應逐個用涂層修補材料修補，修補后的涂層厚度不應小于原涂層厚度。

4 施工安全防護

噴涂聚脲施工時因噴涂的物料溫度較高（一般在60 ℃左右），又存在飛濺，基層處理劑、面漆一般均含有可揮發的溶劑，同時噴涂作業時物料將被霧化，若安全防護措施未做好，霧化物料很容易落在體表或吸入呼吸道，引發嚴重安全問題。因此，施工過程中進場人員必須穿防護服、佩戴護目鏡和防毒面具、塑膠手套、穿好安全鞋。具體防護措施應做好以下幾點：

（1）眼睛保護：噴涂過程中可能接觸氣霧，應佩戴化學安全護目鏡。眼睛一旦接觸原料，應立即用流動水沖洗15 min以上，沖洗時撐開眼簾。如果發炎不消除，應反復沖洗，并立即接受藥物治療?，F場噴涂施工時可使用全封閉式防護眼罩。

（2）呼吸系統保護：施工人員佩戴經認證的呼吸防護設備，可選用自吸過濾式防毒面具，有效保護鼻腔、口腔等呼吸器官。

（3）皮膚保護：現場噴涂人員佩戴化學品手套和腳套；身體防護應穿一般的連體式防工作服，同時也可以保護頭部。

（4）密閉部位施工注意防火防爆，進入現場要戴好安全帽。杜絕火源：噴涂時必須做到嚴禁吸煙，禁止攜帶火種，嚴禁任意使用明火和易于燃燒的用具及裝置，同時施工現場保證良好的通風（冬季施工），每次噴涂完畢都應采用特定的清洗劑對噴槍進行清洗。空氣壓縮機的安全閥不能隨意調節，壓力必須在允許范圍內，停噴時應及時將安全閥鎖住。任何情況下噴槍槍口都不能朝向人體。

[1]建設部［2005］160號 客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準[S]

[2]科技基［2009］54號 京滬高速鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術條件[S]

[3]科技基［2009］117號 客運專線鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術條件[S]