喷涂聚脲弹性体涂料在建筑及基础设施修复及补强工程中的应用

为-5 μm。

测定厚度的抽查数，桁架、梁等主要构件抽检20%，最低不少于5件；次要构件抽检10%，最低不少于3件；每件应测3处。

板、梁及箱形梁等构件，每10 m 2检测 3处。

宽度在15 cm 以下的梁或构件，每处3点（垂直于边上的一条线上的3点），点距为宽度的1/4。

宽度在15 cm 以上的梁或构件，每处取5点，取点中心位置不限，但边点应距构件边缘2 cm 以上，5个测点分别为10 cm 见方正方形的四个角和对角线的交点。

检测处涂层总平均厚度，应达到规定值的90%以上，其最低值不得低于规定值的80%，1处测点厚度差不得超过平均值的30%，计算时，超过规定厚度20%的测点值，按规定厚度120%计算，不得按实测值计算平均值。

美国钢结构涂装委员会的标准SSPC—PA2《用磁性计测量干涂层厚度》［16.2］对测量频度的说明是：对于超过27.66 m 2的构件，在9.22 m 2的面积上均匀地进行5处测量，每个读数是3次邻近地区读数的平均值。

5处读数的平均值不得低于规定的膜厚，同时，任一读数（一点的3次测定的平均值）不得低于规定厚度的80%。

该标准中，对工字钢、H 型钢结构的特点及漆膜厚度的检测有详细规定。

国内外标准和实际工程对涂膜厚度的控制要求见表8。

其中ISO 12944标准（表9）中对于规定膜厚（NDFT）和干膜厚度（DFT）的判定最为科学和成熟。

表9 ISO 12944—5规定干膜厚度与分差（续完）喷涂聚脲弹性体涂料在建筑及基础设施修复及补强工程中的应用陈昌 （北京深思融信科技有限公司 100045）摘 要：分析了聚脲弹性体涂料用于危建筑和基础设施修复和补强的可行性，并给出了应用实例。

关键词：喷涂聚脲弹性体；基础设施；修复中图分类号：TU 56 文献标识码：A 文章编号：1009-1696（2009）02-0046-03[收稿日期] 2008-11-14聚脲专栏1 混凝土危房、危桥、危隧等修复和补强的重要性和紧迫性建筑：我国现有建筑屋面漏雨、地下工程漏水、外墙渗漏的现象普遍，它不仅影响使用功能及外观，而且危及建筑物的结构安全，缩短使用寿命。

我国建筑物平均寿命“50 年罕见、30年普遍”，这与《民用建筑设计通则》规定的重要及高层建筑使用寿命100年相差甚远。

“短命建筑”急待修复和补强。

桥梁：我国城市桥梁的使用寿命约为20~30年，已有近40％的桥梁待修。

如北京八达岭高速1996年建成，2007年进入大修期；北京二、三环桥梁建于20世纪80~90年代，目前也进入了大修期。

第 2 期47无机防水材料虽可背水面施工，但其抗拉强度低，断裂伸长率极差，不能有效抗渗、抗开裂，不能单独使用；唯独聚脲抗拉强度高，断裂伸长率大，粘结力强，抗渗性好，是背面防水及修复补强的最佳材料。

聚脲粘结强度达3 MPa，它可承受300 m 以上水的静压力，故可用于背水施工。

治理时应遵循“内治外治相结合，刚柔相济”的原则，既对渗漏混凝土进行高压灌浆或涂刷高渗透改性环氧，堵塞结构内部渗漏水通道，同时在表面喷涂聚脲，进行全面封堵、抗裂及补强，做到刚柔并济、优势互补、多道设防。

潮湿基面施工是修复和补强工程中常遇到的棘手问题。

传统防水卷材不能用于潮湿基面的施工，潮湿基面施工是聚脲的独特优势。

潮湿基面施工应配备潮湿基面施工的底漆，该底漆可渗入混凝土结构的孔洞及裂缝中，和其中的水气反应而固化，封闭孔洞及裂缝，并在基材表面形成薄层聚脲，和基材牢牢咬合；在喷聚脲主防水层时，它将混凝土基材和主防护层牢牢粘结到一起。

聚脲材料有防水（防止水的渗透）及透气（俗称呼吸性）2种功能。

潮湿基材透出的水蒸气能透过聚脲涂层排入大气，避免潮气在聚脲底层聚集，形成鼓泡，并使混凝土基材干爽。

防水工程的节点细部（变形缝、施工缝、过墙管、预埋件等）是防水工程的薄弱环节，工程的多数漏水现象发生于节点细部，特别是变形缝，因开裂应力大，伸缩变形大，传统防水卷材难以有效防护，有“十缝九漏”之说。

喷涂聚脲弹性体因抗拉强度较高（≥20 MPa）、断裂伸长率大（≥500％）、粘结强度大（≥4 MPa），是变形缝渗漏的克星，配合合理的防水结构设计、精心施工，对治理变形缝漏水有独特功效。

聚脲用于节点细部的防水，具有施工方便，不用纤维布增强，速度快、效率高、防水性能好、可靠性和耐久性高等特点。

3 聚脲弹性体涂料在修复和补强建筑及基础设施领域的应用实例3.1 国家体育场（鸟巢）变形缝渗漏治理国家体育场（鸟巢）是奥运会主场馆，是“世界十大建筑奇迹之一”，在奥运会前夕，因地下室顶板变形缝渗漏，不得不进行“抢修”。

鸟巢地下室顶板变形缝面积大（400多m 2），变形缝形式多样，既有混凝土结构之间留置的变形缝、钢结构立柱和混凝土结构隧道：隧道渗漏是影响隧道围岩结构力学性能、使用功能和耐久性的主要因素。

截至1995年，我国铁道部交付运营隧道4 855座，其中严重渗水的达1 428座，占总数的29%。

1998年，我国铁路隧道受腐蚀裂损达734座。

成昆、襄渝线上隧道严重漏水达60%，衬砌损害达20%以上。

我国隧道采用以塑料防水板为主的防水体系，突出“以排为主”，不论在施工还是运营中，隧道的结构时刻处于地下水的包围之中，隧道成了泄水洞，这是造成隧道劣化和短命的主要原因。

港口、堤坝：我国20世纪的港口工程，使用10~20年都出现了钢筋锈蚀现象；1980年对华南18 座高桩码头调查，有80％出现了严重的钢筋锈蚀损坏。

我国是水电大国，世界上约有一半的大坝在中国，目前多数大坝在渗漏水，30年以上大坝都存在老化问题。

2 采用聚脲弹性体涂料修复和补强危建筑和基础设施的可行性聚脲弹性体涂料是国外近20年来发展起来的新型防护材料，它以优异的综合理化性能、卓越的工艺和环保性，在危桥、危隧的修复补强中显示出无以伦比的优势，并在美国首先采用。

如美国加州旧金山的圣马特跨海大桥的拓宽大修，华盛顿州PASCO 市危桥的修复和北卡罗莱纳州高速公路危隧的修复、补强工程。

聚脲以其优异的综合理化性能，可在危桥、危隧表面形成一道强度高、韧性大、粘结力强、抗开裂、耐冲磨、抗碾压、抗渗透的柔韧防护屏障，即“皮肤式防水”层，对混凝土结构既起到抗渗透、防劣化作用，又可起到修复补强作用。

聚脲工艺性优越，反应活性高、固化速度快，20 s 凝胶、1 min 表干，施工效率高；可在复杂型面喷涂成形，可连续厚涂、涂层连续无接缝。

这些优点特别适合修复工程要求停运时间短，或不停运分区施工的特点，这是传统防护材料无法比拟的。

美国德州达拉斯沃思堡国际机场，2001年对人行道和停机坪跑道进行修复，总面积6.4万m 2，要求不停运条件下分区施工，每晚23:30至次日早上5:30施工，6:00交付使用，用聚脲圆满完成了该工程的修复任务。

地下工程(地下室、隧道、地铁、洞库等)的渗漏治理应采用背水面防水，这是防水卷材无法实现的；陈迺昌：喷涂聚脲弹性体涂料在建筑及基础设施修复及补强工程中的应用上海涂料48第 47 卷之间留置的变形缝，又有排水槽与混凝土板之间的结合缝，变形缝最大伸缩量达72 mm。

原防水设计采用SBS改性沥青卷材外贴式防水，不能满足伸缩变形量72 mm的要求，导致雨后出现渗漏。

渗漏治理方案为：采用非固化橡胶改性沥青防水材料（一般部位涂层厚3 mm，易活动部位增厚至4~7 mm）→表面覆盖一层单面复合丙纶无纺布的聚乙烯膜材做过渡层→涂刷2 mm厚单组分聚脲做主防水层→空铺聚乙烯丙纶卷材隔离层→铺设刚性保护层。

治理后经蓄水试验和雨后检验无渗漏。

备注：以笔者所见，如采用优质的双组分喷涂型聚脲，则防水结构更简单、防水性更好，可靠和耐久性更高，防水成本更便宜，施工更方便、快捷。

3.2 桥梁（1） 美国加利福尼亚州旧金山市的圣马特（San Mateo）混凝土大桥，横跨旧金山海湾，原建于1929年，1999年进行拓宽大修工程，选用聚脲做防护层，对柱子、梁和桥面板进行防护。

该大桥总长8 600 m，防护总面积29.7万m2，2003年5月完工。

工艺路线如下：对混凝土基面进行喷砂处理，以形成粗糙表面→刮涂环氧腻子堵住孔洞及裂缝→用高压无气喷涂机喷涂环氧底漆→用聚脲专用喷涂机喷涂芳香族聚脲（1.27 mm）→用环氧腻子修补针眼气孔→用高压无气喷涂机喷涂脂肪族聚脲防护层（0.254 mm）。

（2） 美国华盛顿州PASCO水泥高架桥，建于20世纪30年代，经过几十年的使用，桥梁混凝土结构开裂、剥落、腐蚀严重，已属危桥。

经过多方面考证，最后决定用聚脲涂层进行防护和补强，采用不停用的情况下分段修复，既大大减低了建桥费用，也减少了停用的损失。

3.3 隧道美国北卡罗莱纳州高速公路隧道修复：隧道长320 m，高12 m，建于1950年，隧道为建在岩石上的混凝土层，经过半个多世纪的使用，隧道开裂、剥落、渗漏，导致隧道结构严重腐蚀，出现坍塌，已采用聚脲修复。

工艺如下：表面喷砂形成粗糙表面→高压水冲洗→用腻子修补孔洞及裂缝→刷涂底漆→喷涂浅黄色芳香族聚脲（1.25 mm）→混涂脂肪族聚脲（0.4 mm），形成光洁表面，利于清洁和保养，并作为表面装饰层。

3.4 北京市市政污水池泵站修复工程该泵站是北京市政的雨水和生活污水处理站之一，分竖井、前池和后池3个部分，面积2 000多m2，建于20世纪90年代初，原先未做防腐处理，使用十几年后腐蚀严重部位混凝土开裂、剥落，钢筋裸露锈蚀，较轻部位表面疏松，局部脱落、失强。

该工程是我公司施工承接的示范工程，工程施工条件恶劣、难度大。

因泵站不能停运，只能分区修理，要在带湿条件下施工。

修理要在无雨季节（2007年11月底至2008年2月初，即冬季）进行，在环境温度0 ~ -10℃的低温下施工。

工程采用了两个关键措施：（1） 用玻璃布封闭现场，采用通循环热风及电力加热的方法，造成一个温度5~10℃，相对湿度< 85％的局部环境，为后序施工创造条件。

（2） 采用德国BASF潮湿基面施工底漆，保证了聚脲在无浮水混凝土上的粘结强度（≥3 MPa）；采用BASF优质聚脲，拉伸强度高、断裂伸长率大、粘结强度高，而且有可呼吸性（适宜的水蒸气透气性），避免水气在聚脲底层积聚，不会产生鼓泡。

施工工艺路线如下：清理基材表面的污泥、杂物，除去开裂、疏松基层，见坚实混凝土层→用水冲洗混凝土表面尘土、浮渣→（挂钢丝网增强）→抹碎石混凝土（2~3 cm）→抹聚合物水泥砂浆（1 cm）→刷带湿施工底漆→喷涂BASF聚脲（1.5 mm）→检查验收。

备注：括号内工序只用于基材开裂、剥落、钢筋裸露部位。

4 结语我国正处于建筑和基础设施高速发展的时期，混凝土基材的防护质量关系着建筑和基础设施的寿命。

当前我国防水体系的技术性能低、可靠性差、耐久性差是造成我国建筑和基础设施短命的重要原因，这与我国重要及高层建筑、高速铁路、公路、桥梁、隧道、地铁设计寿命100年的要求相差很远。