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GBS-A 型渗透型防水剂在高速公路工程中的应用
摘要：简要分析了混凝土公路桥梁防水的现状和水损坏的基本原因，论述了GBS-A 渗透型防水剂的防水机理和基本性能，详细阐述了其在高速公路工程中的应用，如基层处理、喷涂施工、检测验收等
我国北方地区冬季，道路养护部门常使用除冰盐、融雪剂等除去混凝土公路桥梁表面的冰雪。除冰盐的主要成分是盐类及一些填加剂，对公路桥梁具有一定的破坏作用。这些化学物质向混凝土中迁移、渗透，与水共同作用产生盐冻、盐蚀，破坏混凝土面层，进而逐步向混凝土内部发展，造成混凝土公路桥梁大面积剥蚀。另外，混凝土公路桥梁本身为多孔结构，具有一定的吸水能力，水通过冻融循环作用会对混凝土结构造成持续性破坏。相关研究表明，在外界侵蚀环境基本不变的情况下，混凝土的损伤累积在初期近似为线性，而后按指数规律发展，劣化进入加速期，短短几年就发生损坏，公路桥梁使用不足10 年就出现严重破坏的现象很突出。因此，做好桥梁防水对于提高公路桥梁耐久性十分必要。
道路与桥梁防水
高速公路工程桥梁防水设计
河北省属温带大陆性气候，夏季炎热，冬季寒冷，年温差较大。混凝土桥梁长期处于干湿交替、冷热变换的环境中，容易遭到损坏。为做好高速公路工程桥梁防水设计，设计人专门对北京市及其周边地区的混凝土公路桥梁的防水性能与耐久性能作了调查与分析。在调查中发现，北京、天津等地许多高速公路桥梁通车才几年，混凝土表面竟形成厚厚的盐泽结晶体，桥体锈迹斑斑；北京市所辖的桥梁中，有超过80％的桥梁已出现混凝土脱落、钢筋锈蚀等病害，特别是一些关键节点部位，如伸缩缝处，由于漏水造成盖梁产生顺筋裂缝。目前，桥梁混凝土防撞墙等部位的防水通常采用防水涂料，如聚氨酯类、丙烯酸类防水涂料等。通过在混凝土防撞墙表面涂刷一定厚度的防水涂料，将混凝土表面孔隙密封，以保护混凝土结构不受水的入侵，但只有基层表面处理到位才能使防水涂料的性能得到充分发挥，即防水涂料和混凝土要有良好的粘结性。而GBS-A 渗透型防水剂对基层的要求相对较低，防水设计经过对比试验，并参照相关要求以及施工经验，决定本工程桥面防水设计采用环氧沥青和SBS 改性沥青（图1），而防撞墙等裸露部位采用GBS-A 渗透型防水剂。
3 GBS-A 渗透型防水剂
3.1 GBS-A 渗透型防水剂的防水机理
GBS-A 渗透型防水剂是以硅烷等复合类极性物质为基料，加入催化剂，经混合反应而制得的。GBS-A渗透型防水剂无毒无味，属环保型防水材料。该防水剂的渗透性能优于水，喷洒于混凝土表面后能迅速渗入混凝土内部，促进钙离子释放，与游离碱等化学物质发生二次化学反应，形成完全憎水的硅酸钙离子凝胶。硅凝胶经水化变成坚固、透气、针状结构的物质，从而填补缝隙和毛细孔洞，使混凝土具备长期的防水性能。
3.2 GBS-A 渗透型防水剂的性能特点
GBS-A 渗透型防水剂不仅具有较高的防水性能，而且可以阻止以水为载体的酸、碱、盐、氯离子等介质对钢筋混凝土的侵蚀。GBS-A 渗透型防水剂除不改变、影响混凝土颜色外也消除了涂刷防水涂料后反光引起的安全隐患，还能防潮、防尘，阻止细菌等在混凝土表面产生，提高混凝土表层的耐用性。
4 GBS-A 渗透型防水剂的施工工艺
4.1 基层处理
防撞墙等混凝土裸露部位在养护完毕、达到设计强度后，应进行基层清理，采用电动打磨设备将表面浮浆去除。基层如有裂缝、麻面、坑槽、破损等缺陷，应采用GBS-C 混凝土路桥快速修补材料进行修补。使用前，先把需要修补的作业面润湿，然后根据材料∶水=1∶0.15 的比列混合，用普通抹板直接抹于修补处，约20min 后达到初期强度，其初期强度可达C50 以上。基层处理完毕后，混凝土桥面、防撞墙和其他裸露部位应洁净、干燥，且无酥松起砂等现象，基层含水率不大于12％。
4.2 防水剂喷涂施工
喷涂的用量取决于涂刷遍数、混凝土标号、渗透深度以及当地的气候环境等因素，一般取0.3 kg/m2。喷涂施工前，应选取2~3 个试验点进行试验喷涂，每个试验点的面积在2 m2 左右。将GBS-A 渗透型防水剂喷涂或者刷涂在试验点上，并计算使用量和固化时间。待反应完毕后（一般为5 d），进行钻芯取样，钻芯直径2~5 cm，每个试验点钻取3 个试样。将试样放入洁净的自来水中，浸泡1 min 后取出，观察防水剂的浸润情况，记录浸透深度。如达到浸透深度，即按试验喷涂所用剂量大面积施工。如达不到浸渍深度，则重新调整使用剂量，并再次试验，直至达到设计的浸渍深度。在大面积喷涂前，还应对落水口以及沥青面层至防撞墙10~20 cm 等关键部位，喷涂两遍以作加强处理。本工程使用专用喷涂设备进行喷涂作业，喷涂设备的压力保持在1.0~1.5 MPa。喷涂防撞墙立面或其他裸露部位施工时，应自上而下进行喷涂，垂流长度一般在10~20 cm，应使被涂表面有6 s 以上保持在润湿状态。喷涂桥梁平面时按照由远到近的顺序往复喷涂即可。喷涂时必须注意喷涂均匀、不得漏喷，做到足量喷涂。如喷涂一遍达不到要求，可进行二遍喷涂，一般在第一遍喷涂的防水剂完全渗透后，再进行二遍涂刷，春、夏、秋季一般间隔5~6 h，冬季一般间隔1 d 以上。
4.3 施工注意事项
当环境温度≤5 ℃或在大风、雨雪天气，不宜进行施工。施工过程中，施工人员应按要求穿戴护目镜和防护手套。如皮肤或眼睛接触到防水剂，立即用水清洗15 min。5 检测验收
5.1 表面检测
检测应在防水剂实干后进行，检测面积不低于施工面积的3‰，且检测点的面积不小于1 m2，且应具有代表性。表面检测时，用含盐量3%左右的淡盐水、碱性水、酸性水或普通水，缓缓倒在被检处。在水平面上的检测处，水呈荷叶上露珠状；在坡面和立面上的检测处，水快速滚落，无渗水痕迹，即可视为合格。如有个别点、面渗水，即判为不合格，必须补喷或补涂。
5.2 钻芯检测
检测面积不低于施工面积的3‰，每个检测点的面积在1 m2 左右。将试样放入洁净的自来水中，浸泡1 min 后取出，观察防水剂的浸润情况，记录防水剂浸透深度。检测发现，防水剂渗透深度在2 mm 以上，憎水效果显著，符合验收要求。
6 结语
GBS-A 渗透型防水剂应用于大广高速公路工程已有两年。通过长期观察，发现该防水剂可从根本上为混凝土公路桥梁提供防水保护，是一种经济实用的防水产品，节约了养护成本，大大延长了构筑物的使用寿命。
