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        德國高速鐵路橋梁防水系統與拋丸機處理整平技術

        作者:拋丸機 發布時間:2015-08-10點擊:
        德國高速鐵路橋梁防水系統與拋丸機處理整平技術
        摘要:介紹德國鐵路橋梁防水的歷史、相關規范以及檢測技術,對高速鐵路橋梁防水卷材的性能要求作了詳細分析,并簡單介紹了高速鐵路橋梁防水卷材的施工與拋丸機機械整平技術。

        1、德國鐵路橋梁防水發展歷程:
            1960年瀝青防水卷材開始應用于鐵路橋梁防水。
            1976年開始建造高速鐵路,規定應用2層防水卷材。
            1980年規定可以用單層改性瀝青防水卷材,SBS改性瀝青防水卷材進入高速鐵路防水應用。
            從1985年開始,對鐵路防水層作了大量研究工作,包括對99座橋梁的調查及取樣,以判定防水層使用后的質量。
            1987年,制定了嚴格的橋面防水材料標準,即ZTV標準,此標準中規定使用SBS改性瀝青防水卷材。
            從2001年起,高速鐵路部門邀請威達公司參與zTv標準的制定/修訂工作,確定了高速鐵路專用SBS改性瀝青卷材的指標。
            2003年,zTV INc即德國橋梁工程標準制定。
            2006年,確定以ZTV ING試行成為歐洲標準,并已確定將于2009年列為歐洲標準EN 146950。
         
        2、德國高速鐵路用的防水卷材標準:
            2006年,德國高速鐵路用的防水卷材系統要求遵循ZTV-BEL-B標準。
         
        2.1、工程規范:
            ZTV-BEL-B《德國橋梁防水技術規程》規定了系統構造要求以及施工要求。
         
        2.2、材料規范:
            TL-BEL-B《橋梁防水材料技術條件》,依據ZTV-BEL-B
        Teil 1制定的針對單層熱熔瀝青防水卷材的材料規范;
            TL-BEL-EP《橋梁環氧樹脂技術條件》。
        2.3、試驗規范:
            TP-BEL-B《橋梁防水材料及防水系統試驗規程》,依據ZTV-BEL-B Teil 1制定的針對單層熱熔瀝青防水材料以及整個防水系統試驗規范。
         
        3、德國橋梁(高速鐵躥防水系統:
          材料及檢測技術
        3.1、橋梁防水材料技術要求及檢測:
            德國TL-BEL-B《橋梁防水材料技術條件》明確規定了橋梁防水卷材本身要具有的材料性能,包括材料的厚度、高溫流淌性能、低溫柔度、機械性能(拉力、延伸率)以及熱老化性能等。這些性能要依據德國TP-BEL-B標準進行檢測。
         
        3.2、防水卷材基本性能:
            防水卷材基本性能包括:優異的耐高溫流淌性能,很好的低溫柔度和彈性,優異的力學性能(拉力、延伸率)、耐老化性能和高聚物瀝青的長效穩定性等。
         
        3.3、卷材基本性能檢測:
            (1厚度檢測
            采用可以自動傳輸數據的數顯自動測厚儀,在排除人為因數的同時可以做到快速處理數據,可以通過自動傳輸系統由電腦直接進行數據整理和分析。
            (2低溫柔度檢測
            要求采用全自動低溫柔度儀,排除人為因數,整個彎折過程全部自動完成,保證實驗數據精確。
            (3拉力及延伸率等力學性能檢測,特別是低溫情況下的數據檢測。
         
        3.4、橋梁防水卷材熱熔施工性能:
            瀝青防水卷材的熱熔施工性能非常重要,包括胎基的熱穩定性、在高溫下瀝青涂蓋層的分散穩定性和耐老化性以及熱熔安裝時保持最合適的茹稠度等。
         
        3.5、與基層的粘結性能:
            為保證防水卷材與基層有很好的粘結性能,首先基層必須滿足預定要求的表面粗糙度和平整度,同時防水卷材下表面要有足夠的瀝青填平空洞部位,其次瀝青防水卷材和基層處理劑間的粘接強度應大于1.5 MPa。
         
        3.6、防水卷材與基層粘接性能檢測:
            防水卷材與基層的粘接性能需要采用多種檢測手段進行驗證,采用實驗室抗拉拔實驗或手動撕拉的方式觀察;在施工現場采用敲擊方式檢測是否有空鼓現象發生;最先進的方式是采用小型拉拔儀器在施工現場對防水卷材的粘接性能直接進行數據測定。
         
        3.7、抗裂性能:
            防水卷材應具有在動力和靜力狀態下彌補混凝土接觸面開裂的性能。為了保證瀝青防水卷材有很好的抗裂性能,防水卷材的胎基及高聚物瀝青涂蓋層要有很好的柔性,防水卷材要有優秀的低溫彎折柔度。和APP改性瀝青相比,SBS改性瀝青有更優異的抗裂性能。防水卷材及系統的抗裂性能應經過系統測試。
         
        3.8、抗剪切滑移性能:
            防水系統要能抵抗列車制動以及橋面坡度產生的剪切應力,因此,整個系統要有很好的抗剪切滑移性能。為保證系統有很好的抗剪切滑移性能,防水系統與橋梁的基面要有很好的粘接,防水卷材的瀝青涂層要有穩定的抗剪切力,同時,瀝青防水卷材本身各層要結合緊密。防水系統的抗剪切性能應經過系統測試。
         
        3.9、橋梁防水卷材的抗老化性能:
            橋梁防水卷材的抗老化性能決定了卷材及系統的使用壽命,從材料本身看,與瀝青防水卷材中改性物質的種類以及在瀝青中的分散性能相關,同時要采取行之有效的檢測手段確保卷材的抗老化性能。
         
        3.9.1、從添加改性劑種類進行分析:
            真正的SBS改性瀝青防水卷材,是在瀝青涂層中加入SBS熱塑性彈性體改性劑,SBS彈性體改性劑與瀝青的相容很好,只要研磨充分就可以在瀝青中分布均勻,而且該材料本身是完全可溶的。
            市場中常見的摻入大量膠粉的“SBS改性瀝青防水卷材”,是在卷材的瀝青中加入了大量膠粉作為改性劑。膠粉一般是通過機械方式將廢舊輪胎粉碎后得到的粉末狀物質。膠粉跟瀝青根本不相容,在瀝青中結團、結塊,而且膠粉本身是不可溶的。
            瀝青的改性效果可以通過熒光顯微鏡進行觀察(見圖1,圖2。
        圖1加入純SBS改性劑的瀝青卷材
        圖1加入純SBS改性劑的瀝青卷材
        圖2加入膠粉作改性劑的瀝青卷材
        圖2加入膠粉作改性劑的瀝青卷材

        3.9.2、短期性能分析:
            雖然出廠時加入2種改性劑的瀝青卷材的物理化學指標區別不大,但這只是局限于指標本身,其實仔細觀察,短期能有很大區別:
            1、加入膠粉的瀝青防水卷材絕大多數都伴有難聞的廢橡膠的氣味,更劣質的材料可能用手都可以摸出防水卷材表面的滲油。
            2、般純SBS改性瀝青卷材的萃取時間很短,但是膠粉改性的瀝青卷材雖然可溶物含量從最終的數據上可以達標,但是萃取時間很長,即使是部分加入膠粉的瀝青防水卷材(也就是既有SBS也加入膠糊也會在萃取后期變慢。
            3、卷材本身的彈性雖然很難量化,但是在用手撕拉卷材涂層瀝青時差別也不小,純SBS改性瀝青卷材的涂層拉伸時延伸性很好,而膠粉改性瀝青防水卷材則不行。
         
        3.9.3、長期性能分析(抗老化性觸:
            長期性能主要體現在抗老化性能方面,這對防水卷材本身的壽命以及整個防水系統的壽命乃至整個建筑物的壽命都起到至關重要的作用。
            摻入膠粉的“SBS改性瀝青防水卷材”,加入了許多與瀝青根本不相容的用廢舊輪胎制成的膠粉,膠粉本身又不可溶,整個瀝青涂層不可能達到勻質,而且膠粉本身也會隨著時間的推移而遷移,致使這種膠粉改性防水卷材的抗老化性能極差,體現在改性劑很快遷移出油、防水卷材的低溫柔度會隨時間迅速衰減、失去彈性而產生開裂并最終失去防水性能。
            高質量的SBS改性瀝青防水卷材,其SBS彈性體改性劑研磨細膩并在瀝青中均勻分布,使卷材本身真正實現勻質,這就保障了卷材本身具有很強的抗老化性能,從而使卷材可以長期發揮防水性能。通過科學的熱老化實驗顯示,真正高質量的SBS改性瀝青防水卷材的使用壽命可以達到6080年。
         
        3.9.4、區分真正SBS改性瀝青卷材的檢測手段和方法:
            (1)最簡單、最有效的方法:進行顯微鏡微觀觀察
            只需用6080倍的熒光顯微鏡對卷材的瀝青涂蓋層進行簡單觀察,判斷輕而易舉就可以完成,不但可以判斷出真假SBS瀝青卷材,還可以判斷出改性材料在瀝青中的分布是否均勻(見圖3)。
        圖3不同改性劑改性瀝青的顯微照片
        圖3不同改性劑改性瀝青的顯微照片
            (2)需要較長時間的檢測手段:熱老化性能檢測
            依據歐洲標準EN 1296進行熱老化檢測,在70℃經過6個月的時間,然后進行卷材耐高溫和耐低溫的檢測,衰減達標即可通過。真正的SBS改性瀝青防水卷材通過不成問題,但是膠粉改性的材料可能在經過不到1個月的時間就已經衰減嚴重。
            (3)其它可以配合的檢測手段:可溶物含量萃取時間控制以及滲油性
            前面已經提到過,可以通過可溶物含量檢測時的萃取時間來簡單判斷,還有就是用滲油性的檢測來輔助判斷,但是這2種手段的人為因素影響較大,因此只能作為輔助檢測手段。
         
        4、德國橋梁防水系統施工技術:
        4.1、基層準備:
            根據德國規范ZTV-BEL-B要求,橋梁表面的粗糙度不大于1.5 mm,平整度為4m不超過1cm,混凝土潮濕度不超過質量分數4%。
            為了達到粗糙度和平整度的要求,可以采用高壓水(80~120 MPa 沖刷、噴砂打磨、拋丸機機械處理等方式進行基層處理,確;鶎颖砻嬗幸欢ù植诙惹也淮笥1.5 mm。有一定粗糙度的表面可使卷材與基層粘結更好。
            同時,基層表面應潔凈并無碎片、松散物質、雜物和浮漿皮;鶎颖砻娌荒苡杏椭、油類物質污損以及塵土、生長的有機質以及其它一些隔離物質。
         
        4.2、基層處理:
            過去在德國,溶劑型的瀝青冷底子油可用于基層處理。但隨著德國ZTV-BEL-B的要求越來越嚴格,須使用無溶劑雙組分的環氧樹脂作為基層處理劑。在中國尚無此規定,則可繼續使用溶劑型冷底子油作基層處理,這樣可降低整個橋面防水系統的造價。
            環氧樹脂讓混凝土和卷材間有更好的粘結力,同時這種材料又是一種極好的隔汽層材料,使得混凝土中殘存的潮汽不會進入卷材及以上構造。為避免氣泡的產生,可視不同情況涂刷1層(約500 g/m}或2層(約9000~1000 g/m。當然還要根據具體情況在基層處理劑表面鋪灑適當粒徑的石英砂。其垂直粘結力可用專用設備進行現場數據檢測。
         
        4.3、卷材的熱熔施工:
            根據德國規范ZTV-BEL-B,建議使用7頭噴燈或自動焊接機械進行熱熔焊接施工。
            施工步驟由最低處開始,混凝土表面溫度須高于5 °C,安裝須按《操作手冊》進行。卷材可以按照橋梁軸線方向縱向鋪設也可以按照橫向鋪設。如果橋梁的弧度較大或卷材須在立面邊緣收口,采用橫向鋪設方法較為適宜。卷材的搭接為長度方向8cm及短向10 cm。短向搭接接頭應錯開30〔二以上。嚴禁搭接通縫的形成。卷材的粘接空鼓量可用棍棒“敲擊法”檢查或采用其它的方法。如發現空洞,則用相應方法處理。
            沿邊梁方向的鋪設,防水卷材最好是盡量延伸至邊梁的外緣。卷材邊緣包裹折彎量不少于10 cm,以確保整個防水系統安全可靠。豎直粘結可以用噴燈方式施工。當需要2個或2個以上步驟進行防水鋪設時,在梁下部工作面則需要從最低點的伸出口或其它排水器件開始。坡度傾斜以連續為宜。從卷材末端到橋面的區域以鋸齒形為宜。
         
        5、德國幾類橋梁防水卷材的應用情況:
        表1德國幾類橋梁防水卷材的應用情況
         
        結語:本文講了德國高速鐵路的防水施工系統,內容中提到了拋丸機機械進行整平處理防滲透等,希望對大家有所幫助。更多精彩請您關注華盛泰拋丸機廠。
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