橋梁耐久性與橋梁防水
發布時間:2014-08-09
yingxiangqiaoliangnaijiuxingdediyiweiyinsushigangjinxiushi,ergangjinxiushizhuyaoyuanyuhunningtubaohucengtanhuahelvhuawuqinshi,zheliangzhongfushixianxiangyoudoushiyishuiweizaitijinxingde。bujinruci,duiyuhunningtudedongrongxunhuan、減―集ji料liao反fan應ying等deng破po壞huai現xian象xiang,水shui也ye是shi最zui主zhu要yao原yuan因yin之zhi一yi。可ke見jian,橋qiao梁liang防fang水shui對dui橋qiao梁liang耐nai久jiu性xing的de影ying響xiang至zhi關guan重zhong要yao。應ying該gai說shuo,橋qiao梁liang防fang水shui是shi橋qiao梁liang結jie構gou防fang腐fu的de第di一yi道dao屏ping障zhang,有you了le防fang水shui屏ping障zhang,就jiu會hui“禦敵於國門之外”,從而大大提高橋梁的耐久性,同時也符合“預防性養護”的指導思想。因此,橋梁防水意義重大且深遠,在研究、設計、施工與管養等諸環節中,應務必給予高度重視。
橋一、橋梁防水現狀與對策
1、現狀
近幾年,橋梁防水作為橋梁耐久性的一個主要環節,開始被逐漸重視起來。然而,大多數也僅涉及橋麵防水,即橋麵
防水層的研究、設計與施工。
設置橋麵
防水層的主要目的是從根本上切斷水與
混凝土結構的接觸通路(確切講,應該稱“隔水層”),保護橋麵混凝土和主梁混凝土等橋梁上部結構,免受水的侵害,從而提高上部結構的耐久性。
歐美發達國家從二十世紀前半葉開始就一直比較重視橋麵
防水技術、材料及性能的研究。相對而言,我國在混凝土橋麵防水方麵的研究幾乎是空白,除了北京、天津等地,大部分地區還處於起步階段。其
防水材料、性能檢測與
施工工藝等主要延用房建工程防水,尚未形成一套適用的橋麵
防水技術。這就使得
防水材料、工藝、性能及試驗手段等諸方麵處於市場混亂階段。即使設置
防水層的橋麵鋪裝,也出現了不少的問題。如:
防水層與麵層和橋麵的粘結強度不足而出現早期破壞;
防水材料本身質量不過關而失去防水作用;由於
防水層的自身厚度與可壓縮性,致使橋麵板與上麵的鋪裝層形成“兩張皮”,對鋪裝層承受車輛荷載極為不利,往往新橋使用不久,即發生鋪裝層大麵積破壞(這也可能是橋麵較之路麵易出現鬆散病害的原因之一)。
目前,橋麵
防水層所用材料無論是瀝青基、高分子基,還是水泥基,均以防水薄膜形式形成“薄膜式”隔水層。其最重要性能是“不透水性能”,其性能的喪失是出現病害的關鍵所在,而決定“薄膜式”
防水層不透水性能的主要因素有兩個:粘結力和破損狀況。
2、對策
單就橋麵防水而言,
防水材料的種類和質量是從根本上解決防水問題的關鍵所在,因此,在吸收和總結國內國外先進技術與經驗的基礎上,研製適用的新型橋麵
防水材料,並盡快建立起橋麵
防水層的設計、施工與檢測等環節的技術標準與規範,是提高橋梁防水性能的出路,而尤其以新材料的研究為突破口。
作為橋麵
防水層的鋪裝料,應必須滿足以下條件:
①、良好的抗滲性(不透水性能);
②、與水泥混凝土橋麵和瀝青麵層有足夠的粘結強度;
③、麵層碾壓後,有良好的無破損性;
④、良好的耐高低溫性能;
⑤、對橋麵狀況的良好適應性;
⑥、能較好抵禦橋麵裂縫的影響;
⑦、材料壽命應不低於麵層壽命;
⑧、良好的邊緣密封性;
⑨、施工簡捷、環保。
二、 整體性防水
橋梁所處的特定環境和其特殊用途,決定了其防水應該是一個整體性、係xi統tong化hua的de概gai念nian,而er橋qiao麵mian防fang水shui隻zhi是shi一yi個ge主zhu要yao部bu分fen。如ru果guo忽hu視shi其qi防fang水shui整zheng體ti性xing的de特te點dian,我wo們men仍reng舊jiu無wu法fa作zuo好hao橋qiao梁liang防fang水shui的de文wen章zhang,橋qiao梁liang耐nai久jiu性xing概gai念nian就jiu不bu完wan整zheng。這zhe裏li有you幾ji個ge例li子zi。
在空心板封頭處,由於混凝土開裂、厚hou度du過guo薄bo等deng原yuan因yin,水shui總zong是shi會hui由you伸shen縮suo縫feng等deng部bu位wei沿yan著zhe封feng頭tou的de微wei小xiao裂lie縫feng逐zhu漸jian進jin入ru空kong心xin板ban內nei部bu,並bing且qie進jin入ru內nei部bu的de水shui很hen難nan排pai除chu來lai。這zhe樣yang,就jiu直zhi接jie對dui梁liang體ti造zao成cheng侵qin害hai,不bu僅jin化hua學xue侵qin害hai開kai展zhan起qi來lai,且qie低di溫wen結jie冰bing也ye會hui造zao成cheng較jiao大da影ying響xiang。因yin此ci空kong心xin板ban封feng頭tou防fang水shui也ye是shi薄bo弱ruo環huan節jie。
在絞縫處,由於施工空間小、工作量小,往往重視不夠,
施工工藝和材料很少嚴格把握。因此許多橋梁在使用早期就出現絞縫
滲水deyanzhongqingkuang。womenzhidao,jiaofengshiqiaomianbanzhijianhengxianglianjiedezhongyaobujian,qichengshouhendadejianli,zuoyongzaiyuzengqiangqiaomianbanshoulidehengxiangfenbuheqiaomianzhengtixing,yidanshoudaoshuiqinhai,qiangdujiangdishenzhisunhai,jiuhuichuxiandanbanshouli。
調查發現,邊板的
滲水情qing況kuang往wang往wang比bi中zhong板ban嚴yan重zhong。原yuan因yin可ke能neng在zai於yu,由you於yu橋qiao麵mian混hun凝ning土tu的de平ping整zheng度du控kong製zhi不bu好hao,以yi及ji防fang撞zhuang護hu欄lan支zhi座zuo的de阻zu擋dang,橋qiao麵mian水shui容rong易yi在zai橋qiao麵mian兩liang側ce低di窪wa處chu滯zhi留liu。而er邊bian緣yuan防fang水shui又you往wang往wang是shi薄bo弱ruo之zhi處chu,極ji易yi對dui邊bian板ban造zao成cheng
滲水侵害。
對邊梁和邊板(包括翼板)的外緣麵,由於直接暴露在外和長期受到雨水、鹽水等嚴重淋浸,絕大部分會在淋水、微縫、炭化、鹽汙染的交替侵害環境中,較之中梁中板,極易出現開裂、暴筋、剝落、鏽蝕等嚴重現象。在舊橋調查中,這是比較普遍的現象。因此邊梁邊板所處的防水不利因素、地位以及解決方法應該值得研究。
三、 浸透型一體化橋梁防水
1、防水方式
前文提到,目前傳統的橋麵
防水材料基本屬於“薄膜式”防水方式,在水泥橋麵與瀝青路麵鋪裝之間形成一層隔水層。這種防水方式和材料存在其固有的缺陷:①、需要有足夠的與上下層的粘結強度,但隨時間推移、材料老化,其粘結強度會下降、甚至喪失;②、材料壽命與使用壽命較低,一般僅幾年;③、對水泥橋麵狀況(如平整度、坡度、幹淨程度等)的適應性較差;④、高溫瀝青路麵鋪築、碾壓,會造成一定的影響,甚至損壞;⑤、對
施工技術與工藝要求嚴格且不易掌握;⑥、生產、貯存與施工均存在環保問題;⑦、橋麵邊緣密封防水始終是一個難題;⑧、在水泥橋麵與瀝青路麵之間存在這樣一層“軟”隔離層,易導致“兩張皮”現象。
這種傳統的“薄膜式”
防水技術,通常是從房建工程防水中引用過來的。眾知,橋麵防水有其特殊性,與房建工程相比有著很大區別,因此這種“引用”就必須進行深入的研究、改進和完善,才能較好地適應於橋梁工程防水。這裏就橋麵防水的特殊性作以分析:①、橋梁的使用年限一般比房建要長;②、橋梁所處的工作環境與溫度比房建要惡劣;③、作用荷載不同,房建為靜載,而橋梁多為動載,且工作變形較大;④、維修條件不同,橋梁維修會對社會交通造成較大的幹擾。
針對上述“薄膜式”防水方式的缺點,本文提出一種新的橋梁防水方式―― “非膜式”防水方式――
防水材料浸透到混凝土內部,不形成塗膜,增強了
混凝土結構自身的防水性能、形成“結構防水一體化係統”。
這種“非膜式”防水方式的實現首先需要一種新的
防水材料的支持,即“非膜式浸透型防水液”,它既能解決橋麵防水問題,又能解決諸如梁體封頭、伸縮封、梁體、翼板、防撞護欄、甚至下部結構等的防水問題,由於它的浸透性且不形成防水薄膜,克服了許多“薄膜式”的固有缺陷。從而較好地實現了橋梁的整體性防水。
2、非膜式浸透型防水機理
“非膜式浸透型防水液”是一種無毒、無味、不揮發、不燃燒的無色透明環保型水性溶液。將其噴塗在混凝土表麵,不形成塗膜,不改變原
混凝土結構外觀與顏色,而是滲入混凝土內部一定深度(幾mm --- 十幾mm),xingchengfanyingceng。fangshuiyeshenruhunningtumaoxikongzhongxingchengburongyushuidelianzhuangjiejing,chanshengfanmaoxikongxianxiang,zuchenghenqiangdezengshuiceng,shihunningtubiaocengjubeichangqidefangshuixiaoguo,xingcheng“結構防水一體化”效果。進而阻止以水為載體的酸、堿、鹽、CO2、SO2等腐蝕介質對混凝土的侵蝕,以及提高混凝土抗風化、抗凍融破壞、減緩堿集料反應的能力。同時這種“憎水層”又具有呼吸透氣性,混凝土內部的潮氣完全可以向外散發出來。這就從整體上大大提高了混凝土橋梁結構的耐久性。
3、非膜式防水方式的優勢
同傳統的“薄膜式”橋麵防水方式相比,“非膜式浸透型”防水方式為橋梁防水提供一個嶄新的防水理念,它的確具有許多突破性的優勢:
①、 同
混凝土結構表層共同形成一體化
防水層,並具有長期防水效果;
②、既能憎水防水、又能呼吸透氣;
③、 適用範圍很廣,使橋梁整體性防水得以實現;
④、 施工簡捷、便利、速度快,施工質量易於保證,無需養護維修;
⑤、 對基底表麵處理要求不嚴,隻需無積水、清除粉塵油漬汙物等即可;
⑥、 對表麵狀況(平整度、坡度等)無特別要求,適應於各種幾何形狀,不存在邊緣問題;
⑦、 抗氧化、抗紫外線、耐磨耗,其使用壽命遠遠大於“薄膜式”;
⑧、 屬於環保型
防水技術。
4、試驗研究
我們對“非膜式浸透型防水液”的應用性能進行了相關試驗,這裏就其三項重要試驗結果分析如下:
鹽水凍融試驗 依據橋梁試驗規範,分別對已塗和未塗“防水液”的4組水泥砂試件進行對比試驗,凍融試驗條件:3.5%鹽水、-20℃。考察防水液耐氯鹽腐蝕與抗凍融的能力。經25次凍融循環,試驗結果見表1。結果顯示,防水液對防水、耐氯鹽腐蝕與抗凍融均具有十分顯著的效果。
表1 25次凍融循環數據
試驗組
損失率 %
塗防水液
未塗
甲組
2.28
20.45
乙組
0
20.11
丙組
0
1.47
丁組
1.46
24.70
吸水率試驗 結果為24小時吸水率小於1.5 % ,具有良好的抗滲透性。
表2: 吸水率試驗數據
初重
24h重量
24h吸水率
塗
防水液組
1# 試件
776.68g
782.02g
0.69%
2# 試件
763.36g
770.27g
0.91%
3# 試件
741.61g
751.39g
1.32%
4# 試件
750.74g
757.86g
0.95%
對比組(平均值)
727.23g
787.02g
8.22%
高溫碾壓適應性 chubucaiyongshiyanshineichezheshiyandefangfajinxingdingxingyanjiu,jieguobiaoming,gaowenliqinghegaowenhunheliaoduifangshuishijiandefangshuixingnengwumingxianyingxiang。jingguonianyachengxinghe1小時車轍試驗,試件與瀝青和瀝青混合料有良好的粘結適應性。
微小裂縫封閉 實際試驗顯示,對已有微小裂縫的
混凝土結構,如果裂縫小於0.5mm,塗刷“防水液”後,在裂縫處同樣具有良好的憎水防水效果。
四、 結束語
“非膜式”防fang水shui方fang式shi為wei橋qiao梁liang防fang水shui提ti供gong了le一yi個ge嶄zhan新xin的de防fang水shui理li念nian,它ta的de確que具ju有you許xu多duo突tu破po性xing的de優you勢shi,尤you其qi是shi較jiao好hao地di實shi現xian了le混hun凝ning土tu橋qiao梁liang的de整zheng體ti性xing防fang水shui。當dang然ran,尚shang需xu進jin行xing更geng加jia深shen入ru和he廣guang泛fan的de技ji術shu與yu應ying用yong研yan究jiu,以yi期qi為wei橋qiao梁liang防fang水shui提ti供gong新xin的de技ji術shu支zhi持chi。