浅论整体性防水对桥梁耐久性的作用

 

 

 

关键词 桥梁耐久性；防水；整体性防水；混凝土渗透密封防水型剂（即HUG-13防水剂）

 

桥梁防水对桥梁耐久性的重要性已开始逐渐受到重视，然而，当前桥梁防水大多数仅涉及桥面防水。设置桥面防水层的主要原理是从外部切断水与混凝土结构的接触通道(也称“隔水层”)，保护混凝土免受水的侵害，从而提高其耐久性。
我国混凝土桥面防水的研究还处于起步阶段，其防水材料、性能检测与施工工艺等仍沿用房建工程的防水技术，尚未形成一套适用于桥梁、桥面防水专用技术。由于房建和桥梁结构在使用条件和环境上存在较大区别，房建防水技术应用在桥梁防水工程中仍存在不少问题，如：防水层与桥面的粘结强度不足出现早期破坏；防水材料本身质量无法适应桥梁所处的比房建更恶劣的环境条件(曝晒、雪冻)和大荷载使用要求而过早丧失防水作用；由于防水层有一定的厚度并存在

较大的可压缩性和可移动性，致使桥面与上面的铺装层形成“两张皮”，铺装层无法与下部结构形成坚实的整体，在直接承受剧烈的车辆运行荷载所产生的水平方向破坏力情况下，铺装层几乎在“孤军作战”，往往新桥使用不久，即发生铺装层大面积破坏(这可能是桥面较之路面易出现松散病害的原因之一)。

 

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好的耐热性能，要求能承受150゜C以上的高温，确保摊铺沥青混凝土时防水层不被破坏。

2、防水层具有高温下碾压不透水性。

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的遏制桥面开裂。

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过程中防水层不受侵害。

 

传统的桥面防水层一般采用沥青基、高分子基和水泥基防水材料，这些材料都是以防水薄层形式形成“薄膜式”隔水层。这种“薄膜式”防水层由于存在着粘结力不足、易破损和缺乏整体性等缺陷，对桥梁的防水保护无法起到整体化、系统化的作用。桥面防水(即“薄膜式”防水层)只是一个主要部分，无法做到从表及里、从面到边的整体性密封防水。
针对 “薄膜式”防水层的不足，另一种防水方式——整体性防水可以弥补其缺陷。整体性防水主要采用混凝土渗透密封防水剂作为材料，其渗透到混凝土内部一定深度，增强混凝土结构自身的防水性能，形成“结构防水一体化系统”。

混凝土密封防水剂是以碱金属硅酸盐溶液为基料，加入专有技术的催化剂和添加剂，经混合反应而成的比重比水大、粘度比水小的无机溶液。其具有优于水的渗透性能，喷洒于混凝土表面后能自然渗入内部，并促进钙离子释放，反应后形成的硅酸钙凝胶(弹性水泥)堵塞缝隙和毛细孔洞，使混凝土一定厚度的表面具备长期的防水效果，阻止以水为载体的酸、碱、盐、CO₂、SO₂等介质对混凝土的侵蚀，提高混凝土抗风化、抗冻融、减缓碱骨料反应的能力，同时这种憎水性凝胶又具有呼吸透气性，混凝土内部的潮气完全可以向外散发出来，从整体上大大提高了桥梁的耐久性。

同“膜层式”桥面防水方式相比，整体防水为桥梁防水提供了一个全新的概念，它的优点在于：

1、密封防水剂能渗透到混凝土内部一定深度(几毫米到十几毫米)，同混凝土表面形成一体，且属于无机材料，具有长期防水寿命；

2、适用范围广，能施工到桥梁的各种部位和节点；

3、施工简便，采用喷洒法施工，2～3遍即可，养护方法简单，养护期短(3d)；

4、对基层表面要求不严，只需无积水、清除粉尘、油污即可；

5、对表面状况无特别要求，适应于各种几何形状，不存在边缘、收口问题；

 

1、HUG-13防水剂对桥面防水的功能体现

HUG-13防水剂是一种环保、无毒、防水、除尘、防腐蚀、强化混凝土结构的渗透性防水材料。永凝液内的催化剂和混凝土中的游离碱物发生化学作用，填满了混凝土所有细小的孔隙，形成结晶体，成为混凝土结构的一部分，从而完全阻止外部的水、酸、碱、油、盐和其他各种对混凝土有害物质侵入，使霉菌和微生物无法在其表面及内部生长，达到最有效的防水功能。

2、HUG-13防水剂在桥面防水的优胜之处

（1）耐高温性能性能：HUG-13 防水剂是一种渗透性材料，在混凝土内部细孔产生结晶为混凝土结构的一部分，使其耐高温性能与混凝土一样，能承受沥青混凝土摊铺时约150℃以上的高温，不破坏防水层。更由于HUG-13防水剂不是表面的防水层，摊铺沥青时的施工机具对混凝土表面的碰撞均无法造成对防水的影响。这一点是其他卷材或柔性膜材类无法比拟的。

（2）高温下碾压不透水性：HUG-13 防水剂防水层除了本身是混凝土结构的一部分，它还加强了混凝土表面以下约20mm厚，所以完全有能力承受高温碾压，而防水性不受丝毫影响。

（3）高温混凝土亲和性：HUG-13 防水剂为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，防水层必须同时具有与水泥混凝土及沥青混凝土的较强亲和性，而使用HUG-13 防水剂后，桥面仍然是混凝土表面，所以沥青混凝土与桥面不会产生剥离现象。反之，传统卷材防水较难克服防水层挪动和被施工机具破坏。

（4）低温抗裂性能高：HUG-13 防水剂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，在冬季气温较低时，HUG-13防水剂内的活性催化剂会沿着新的毛细通道飘移并结合游离碱和水汽生成新的结晶体，堵塞通道，从而也有效遏制毛细孔扩张由于量化积累所形成的裂缝和寒冷地区的盐化。通常在较冷地区，化冰的盐水一旦渗入混凝土内会导致结构破坏及腐蚀，如裂纹、裂缝和钢筋锈蚀等。而HUG-13防水剂的密封防水层可抵抗腐蚀性物质如盐卤硫酸根离子、镁离子进入混凝土结构内部造成对混凝土的腐蚀破坏，从而有效阻止混凝土物理性腐蚀。

（5）防水寿命长，大大减低保修成本：当桥梁投入使用后，维修施工工程较为困难和其代价亦相继很高。DPS的渗透式防水层只要不造成桥面创伤深度超过20mm，其防水性均不会受到影响，而且防水寿命与桥梁混凝土结构寿命一样长，不会像卷材类多年后会老化，要更换。

 

当今建筑防水的总体趋势有以下几个特点：

1) 从柔性防水改为刚性防水；

2) 从有毒有污染的防水改为环保防水；

3) 由有机材料构成的防水改为无机材料构成的防水；

4) 由有颜色的材料防水改为无色的材料防水；

5) 由施工复杂的防水改为施工简单的防水

    显而易见，使用HUG-13 防水剂不仅是为桥梁的防水建立了一种全新的理念—即整体性防水，而且HUG-13 防水剂的防水作业法也符合了上述防水发展趋势的特点。

 

 

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