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抛丸工艺在铁路、公路桥梁防水施工中的应用
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国际表面处理（亚洲）有限公司北京办事处 周崎峰 摘 要：绍了抛丸设备的工作原理、影响因素和工艺特点，以及其在铁路和公路桥梁防水施工中的应用。 关键词：丸；桥梁防水 1 前言 雨水的侵蚀，雨水对桥梁的腐蚀作用表现为雨水渗透引发混凝土内碱环境的破坏、钙质的流失，势将造成混凝土溶蚀，钢筋生锈，强度降低，最终导致桥梁的使用寿命的降低。 多年的摸索和参考国外的经验, 无论在公路桥梁还是铁路桥梁施工上都已经制定了有关防水材料本身性能要求的相关技术标准和规范; 同时也对防水基层表面要求的清洁程度做了描述，其共同的特点是要求桥面板在进行防水施工前要无浮浆、无灰尘，但这些规范中对于施工的工艺和方法的要求却较少涉及。特别是目前桥梁防水中对桥梁基面的表面处理环节, 几乎所有的材料厂家和业主都已经意识到基面的处理结果直接影响到整个防水体系的质量, 但却一直没有真正找到适合桥面基层处理的设备和工法。 2 道桥用移动式抛丸设备的工作原理和影响因素 2.1 抛丸工艺的发展历史 出现在100年前，最初是取代喷砂工艺而使用在大批量生产的设备零件、铸锻件的表面清理上。至今仍然是重工业制造行业不可缺少的设备。 十年代，世界上第一台移动式抛丸设备在美国诞生，并有自己的品牌名称BLASTRAC（中文：佰锐泰克）。随着移动式抛丸设备的诞生，它很快被使用在工业厂房地坪的清理、船舶甲板的清理上，并且成为行业中标准的设备，并直接引导了行业标准的制定。 经过进一步的发展，性能和处理宽度不断的提高，设备的种类不断的丰富，从最初的简单的手扶设备已经发展到自行、驾驶和车载等多种形式、多抛头、分体和一体、水平和垂直等类型。抛丸设备/工艺也不断被应用到各种需要表面清理、打毛的场合，已经是ASTM、SSPC、FAA、ICI等指定的混凝土、沥青、机场跑道表面清理、摩擦系数恢复等用途的专用设备之一，并被定义为高速粒子冲击法(HVIM)。 2.2 移动式抛丸设备的工作原理 丸设备通过机械的方法把丸料(钢丸或钢砂) 以很高的速度和一定的角度抛射到工作表面上，让丸料高速冲击工作表面，然后在机器内部通过配套的吸尘器的气流清洗作用，将丸料和清理下来的杂质分别进行回收, 丸料在机器内部循环再次利用的技术。机器配套除尘器，收集清理后的灰尘和杂质，并且整个施工过程无尘、无污染。 2.3 抛丸工艺的影响因素 表面以及不同的应用要求上，需要抛丸处理后的表面达到不同的处理效果和要求，并满足不同的规范和标准。抛丸设备可以通过调整以下的参数满足不同表面状况的要求。 2.3.1钢丸规格的选择：标准的钢丸有不同的大小规格和形状；按照需要处理的表面的材质和粗糙程度可以选择不同直径范围的钢丸，钢板表面的处理还需要添加一定比例的钢砂以达到要求的粗糙度。通常在混凝土桥面上使用的丸料规格为S330 – S460。（见图2） 2.3.2抛丸设备的行走速度和抛丸的丸料流量：抛丸设备可以设定和调整行走速度，以及设定和调整丸料的流量达到单位表面抛丸密度的调整，进而实现不同的抛丸效果。 在相同丸流量和丸料尺寸下，随着处理速度的降低，表面清理的深度增加。一般抛丸在混凝土表面可以处理的深度在0.1-4mm. 2.3.3处理的基层状况 层骨料结构、强度，在相同的抛丸参数下会得到不同的处理效果（见图3）。 3 抛丸工艺的特点 工艺是使用直径在0.8-1.2mm的球形丸料打击混凝土表面，并清理掉表面的浮浆、杂物等影响后续防水材料黏结的附着物，同时大大增加了表面粗糙度，即增加了防水层同基层表面的接触面积，所以其特点同其他机械处理方法相比十分明显的表现在： 在ICI、ASTM等机构以及国内公路桥梁施工中的各种测试表明，采用抛丸法处理的桥面防水层水平剪切强度以及粘结强度均大于相同条件下采用其他机械打磨清扫处理的桥面防水层，其中采用抛丸法处理的桥面防水层水平剪切强度有较为明显的增强。 4 国外混凝土基层要求和检测方法 因为混凝土基层状况直接影响整个保护性涂层的质量，而且其为隐蔽工程，所以在国外有严格的要求和检测方法。 在混凝土基面满足设计强度要求、涂装或铺装材料湿度要求、达到规定平整度、无浮浆、无污染物的前提下，对其在混凝土表面防护性涂装的粗糙度也有明确的规范和标准。 4.1 混凝土表面粗糙度对比板 例如ICRI ( International Concrete Repair Institute) 、ASCC (American Society of Concrete Contractors)以及SSPC (Society for Protective Coatings) 中将混凝土表面的处理结果按粗糙度不同分成了9个等级，例如： 并对不同混凝土涂装保护方法建议了最佳的表面粗糙度。最通用的在SP3-SP5 即抛丸处理轻度-中度的范围。 4.2 铺砂法 SAND PATCH 4.2.1通常用来衡量混凝土和沥青成型路面（上面层）的纹理构造深度； 4.2.2在涂装保护时建议的构造深度为0.4 ~ 0.8为最佳；过小,粗糙度低；过大, 则破坏了原有基面的平整度和构造，容易造成防水层铺装厚度不均。 5 抛丸工艺在桥梁防水上的应用 抛丸工艺在中国公路桥梁防水基层处理中已经得到了广泛的应用，应用省份包括浙江、江苏、湖北、湖南、吉林、云南、四川、京津、河北等等省份，配合施工的桥面防水材料包括SBS卷材、改性沥青碎石封层、聚氨酯防水涂料等等，施工面积超过千万平米，并且成为部分地方施工指导规范中指定的设备。 6 总结 抛丸工艺是一种全新的表面清理打毛的方法。其具有清理表面干净均匀、粗糙而不破坏原有路面构造的独特的工艺特点。随着大家对抛丸工艺的认识不断提高，相信抛丸工艺在中国会逐渐被采纳和推广。但目前各场合下，基面处理的方法和工艺，以及基层处理的效果都不尽相同，甚至清理质量参差不齐，综合中国桥梁桥面施工实际情况以及对表面基层的要求，建议对表面基层处理提出明确的检验要求。 |
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