Màng chống thấm dạng lỏng cho mặt cầu là vật liệu được phun hoặc quét lên bản bê tông ở dạng lỏng rồi đóng rắn thành một lớp màng đàn hồi liền khối, không có mối nối; các gốc phổ biến là polyurethane, polyurea, nhựa methyl methacrylate (MMA) và nhũ tương bitum polymer. So với màng cuộn khò nóng, màng lỏng ôm sát mọi hình dạng phức tạp và thi công nhanh trên diện rộng, nhưng chất lượng phụ thuộc rất nhiều vào chuẩn bị bề mặt, thời tiết và tay nghề.
Điểm yếu cố hữu của màng lỏng là không ai nhìn thấy độ dày thật: một tấm màng cuộn đã có độ dày cố định từ nhà máy, còn màng phun dày hay mỏng là do người phun. Vì thế phần lớn bài này dành cho việc chọn vật liệu theo điều kiện, các điều kiện thời tiết phải canh, và cách kiểm độ dày, độ kín, độ bám ngay tại công trường.
Bốn gốc vật liệu thường gặp
Mỗi gốc có cách đóng rắn và điều kiện thi công riêng. Bảng so sánh định tính dưới đây không thay cho hồ sơ kỹ thuật của từng sản phẩm:
| Gốc vật liệu | Đóng rắn thế nào | Ưu điểm | Cần lưu ý |
|---|---|---|---|
| Polyurethane | Phản ứng hoá học, một hoặc hai thành phần; có loại đóng rắn nhờ hơi ẩm không khí | Đàn hồi tốt, quét hoặc phun được, phổ biến | Nhạy với hơi ẩm bề mặt khi thi công, có thể sủi bọt |
| Polyurea | Hai thành phần phun bằng máy nóng áp lực cao, đóng rắn trong vài giây | Rất nhanh, dày được trong một lượt, bền cơ học | Cần máy chuyên dụng, thợ lành nghề; bám dính phụ thuộc lớp lót |
| MMA (methyl methacrylate) | Phản ứng với chất xúc tác, đóng rắn nhanh kể cả khi trời mát | Nhanh thông xe, hợp sửa chữa ban đêm | Mùi mạnh, dễ cháy khi thi công, cần thông gió và cấm lửa |
| Nhũ tương bitum polymer | Nước bay hơi để lại màng bitum polymer | Gốc nước, ít mùi, rẻ hơn | Khô chậm khi trời ẩm, cần đủ độ dày qua nhiều lượt |
Ngoài ra còn có các lớp phủ gốc epoxy, nhưng epoxy cứng, ít đàn hồi, thường được dùng làm lớp lót hoặc lớp phủ bảo vệ hơn là màng chống thấm chính cho bản mặt cầu có vết nứt nhỏ co giãn theo nhiệt độ.
Điều quyết định không phải gốc nào "tốt nhất" mà là hệ vật liệu (lớp lót, màng, lớp dính bám với nhựa) có được thiết kế và thử nghiệm để dùng cùng nhau dưới lớp bê tông nhựa nóng hay không.
Khi nào màng lỏng có lợi hơn màng cuộn
Mặt bằng nhiều chi tiết. Mặt cầu có nhiều miệng thu nước, chân trụ đèn, gờ, hộp kỹ thuật, bậc chuyển tiếp. Màng cuộn phải cắt, gấp, dán chồng nhiều lớp ở mỗi chi tiết, còn màng lỏng chảy sát vào chân chi tiết thành một khối liền.
Cần thi công nhanh, đóng làn ngắn. Polyurea và MMA đóng rắn nhanh, cho phép làm từng đoạn trong một ca đêm rồi thông xe sáng hôm sau, hợp với sửa chữa cầu đang khai thác.
Không được dùng lửa. Ở cầu có cáp điện, đường ống khí đi kèm, hoặc trong công trình cấm lửa, màng lỏng không cần khò nóng. Cần lưu ý một số loại vẫn dễ cháy ở trạng thái lỏng.
Bản mặt cầu thép. Mặt cầu thép trực hướng cần lớp phủ bám chặt vào thép và chịu biến dạng lớn của bản thép mỏng. Ở đây hệ phun chuyên dụng thường là lựa chọn của thiết kế, cùng với lớp phủ mặt đường đặc biệt.
Khi nào màng cuộn vẫn hợp hơn. Diện tích lớn, đơn giản, đội thi công quen khò dán, khó kiểm soát độ ẩm và điểm sương: màng cuộn có độ dày cố định từ nhà máy, ít phụ thuộc vào người thợ hơn.
Chuẩn bị bề mặt: phần quyết định hơn một nửa chất lượng
Màng lỏng bám vào bê tông bằng dính bám hoá lý, không có lõi gia cường nào che bớt khuyết tật bề mặt. Trình tự nguyên lý:
- Bê tông đủ tuổi, độ ẩm bề mặt trong giới hạn: đo bằng thiết bị hoặc phương pháp chỉ dẫn kỹ thuật quy định; mỗi hệ vật liệu có ngưỡng riêng, có loại chịu được bê tông hơi ẩm, có loại không.
- Tạo nhám và làm sạch: phun bi thép hoặc mài để bỏ váng xi măng, lộ mặt bê tông chắc; hút sạch bụi. Bề mặt nhẵn bóng làm màng bong theo mảng.
- Xử lý khuyết tật: vá lỗ rỗ, hốc, mài gờ; vết nứt lớn xử lý theo chỉ dẫn, có khi trám và dán tăng cường trước.
- Quét lớp lót: lớp lót thấm vào bề mặt, bịt mao quản, giảm hơi khí từ bê tông bốc lên gây bọt, và là cầu nối bám dính. Có hệ cần rải cát lên lớp lót còn ướt.
- Che chắn các phần không làm: lan can, khe co giãn, thiết bị; dán băng che, phủ bạt, vì sương phun bay xa theo gió.
- Ghi nhận điều kiện: nhiệt độ không khí, nhiệt độ bề mặt, độ ẩm tương đối, điểm sương trước mỗi ca phun, ghi vào nhật ký.
Một mặt cầu được tạo nhám tốt nhìn hơi giống giấy nhám thô, màu bê tông đều, không còn lớp bột trắng phấn khi lấy tay quệt. Nếu lấy băng keo dán lên rồi giật mà dính đầy bụi, bề mặt chưa sạch.
Canh thời tiết: điểm sương và độ ẩm
Điểm sương là nhiệt độ mà tại đó hơi nước trong không khí bắt đầu ngưng tụ thành giọt. Nếu nhiệt độ bề mặt bê tông thấp hơn hoặc quá sát điểm sương, một lớp ẩm rất mỏng, mắt thường không thấy, sẽ phủ lên bề mặt. Màng phun lên lớp ẩm đó bám kém, có thể sủi bọt, nhất là các hệ gốc polyurethane phản ứng với nước. Vì vậy chỉ dẫn kỹ thuật thường yêu cầu nhiệt độ bề mặt cao hơn điểm sương một khoảng an toàn, và độ ẩm không khí dưới một ngưỡng.
Ở miền Bắc mùa nồm, ở Nam Bộ những sáng sớm mùa mưa, điều kiện này khó đạt. Đội thi công cần nhiệt kế bề mặt, ẩm kế, bảng hoặc thiết bị tính điểm sương, và sẵn sàng hoãn ca phun. Ngược lại, giữa trưa nắng gắt, bề mặt bê tông quá nóng làm vật liệu đóng rắn quá nhanh, hơi khí trong lỗ rỗng bê tông nở ra tạo lỗ kim. Nhiều đội chọn làm vào chiều muộn khi nhiệt độ bề mặt đang giảm.
Gió là yếu tố thứ ba hay bị quên. Trên cầu cao qua sông, gió thường mạnh hơn hẳn dưới đất; sương phun bị thổi lệch làm màng mỏng ở phía đầu gió và dày ở phía cuối gió, vật liệu bay ra ngoài phạm vi phun, bám lên xe cộ, lan can hoặc rơi xuống mặt nước. Khi gió vượt ngưỡng cho phép của chỉ dẫn kỹ thuật, nên chuyển sang quét lăn ở các đoạn nhỏ hoặc hoãn ca phun.
Mưa bất chợt khi màng chưa đủ thời gian đóng rắn có thể làm hỏng cả ca làm. Kế hoạch thi công nên chia đoạn nhỏ, theo dõi dự báo và có bạt che sẵn.
Kiểm tra tại công trường: độ dày, lỗ kim, bám dính
Ba chỉ tiêu này kiểm được tại chỗ và nên được ghi đầy đủ trong hồ sơ nghiệm thu, vì sau khi rải nhựa không còn cách nào xem lại:
| Kiểm tra | Cách làm | Phát hiện được gì |
|---|---|---|
| Độ dày ướt | Dùng thước răng lược ấn vào màng vừa phun, đọc răng cuối cùng còn dính vật liệu | Thợ phun đủ dày hay chưa, ngay khi còn sửa được |
| Định mức vật liệu | Đối chiếu lượng vật liệu đã dùng với diện tích đã phun | Kiểm chéo độ dày trung bình, phát hiện phun thiếu |
| Độ dày khô | Cắt mẫu nhỏ đo bằng thước kẹp, hoặc thiết bị siêu âm theo chỉ dẫn | Độ dày thật sau đóng rắn |
| Lỗ kim | Thiết bị dò lỗ kim bằng điện áp hoặc quan sát kỹ dưới đèn | Các lỗ nhỏ xuyên qua màng, chỗ nước sẽ lọt |
| Bám dính | Dán đĩa thử lên màng, kéo nhổ bằng thiết bị đo lực | Màng bám vào bê tông đủ chắc chưa, kiểu phá hoại ở đâu |
Kết quả kéo nhổ đọc cả con số lẫn kiểu phá hoại: bê tông bị bứt theo đĩa thử nghĩa là màng bám chắc hơn bê tông bề mặt; màng tách sạch khỏi bê tông nghĩa là chuẩn bị bề mặt hoặc lớp lót có vấn đề. Mọi vị trí cắt mẫu, kéo thử phải được vá lại theo hướng dẫn của hệ vật liệu.
An toàn hoá chất khi phun và quét
Nhiều thành phần của màng lỏng nguy hại khi hít, khi dính da hoặc dễ cháy. Những nguyên tắc tối thiểu trên công trường:
- Đọc phiếu an toàn hoá chất của từng thành phần trước khi dùng; phổ biến cho tổ thợ về nguy cơ và cách sơ cứu.
- Bảo vệ hô hấp: phun polyurethane, polyurea có thể tạo hơi và sương chứa isocyanate, chất gây kích ứng và mẫn cảm đường hô hấp; thợ phun cần mặt nạ phù hợp theo hướng dẫn, không chỉ khẩu trang vải.
- Bảo vệ da và mắt: găng tay chống hoá chất, áo liền quần, kính hoặc kính che mặt.
- Phòng cháy: MMA và một số dung môi lớp lót dễ cháy; cấm hút thuốc, cấm lửa, cấm máy hàn quanh khu vực; có bình chữa cháy.
- Khoanh vùng: rào khu vực phun, chú ý hướng gió để sương không bay sang làn xe đang chạy, nhà dân hay sông bên dưới.
- Thu gom: vỏ thùng, vật liệu thừa, giẻ lau thu gom theo quy định chất thải nguy hại, không đổ xuống sông hay cống.
Ở cầu đang khai thác, khu vực phun sát làn xe chạy còn phải có rào chắn cứng, biển báo từ xa và người cảnh giới như mọi công việc trên đường.
Câu hỏi thường gặp
Màng chống thấm phun và màng cuộn, loại nào bền hơn?
Không có câu trả lời chung. Cả hai đều có thể bền nhiều năm nếu đúng loại cho mặt cầu và thi công đúng. Màng cuộn ổn định về độ dày, ít phụ thuộc người thợ hơn; màng phun liền khối, ôm chi tiết tốt nhưng nhạy với chuẩn bị bề mặt, thời tiết và độ dày phun. Chọn theo điều kiện công trình.
Màng phun polyurea có rải bê tông nhựa nóng lên trực tiếp được không?
Tuỳ hệ vật liệu. Nhiều hệ yêu cầu một lớp dính bám chuyên dụng hoặc lớp rải cát trên màng để bê tông nhựa bám được và màng không bị hỏng bởi nhiệt. Chỉ nên dùng hệ đã được nhà sản xuất công bố và thử nghiệm cho mặt cầu có lớp phủ bê tông nhựa, theo chỉ dẫn kỹ thuật dự án.
Làm sao biết thợ phun đủ độ dày?
Kiểm độ dày ướt bằng thước răng lược ngay khi phun ở nhiều điểm, đối chiếu lượng vật liệu tiêu thụ với diện tích, và đo độ dày khô trên mẫu cắt hoặc bằng thiết bị khi màng đã đóng rắn. Ghi kết quả theo từng ô diện tích để có thể truy lại khu vực phun thiếu.
Có thể phun màng chống thấm khi trời vừa mưa xong không?
Thường là không nên ngay. Bê tông vừa mưa có độ ẩm bề mặt cao, không khí ẩm, nhiệt độ bề mặt dễ sát điểm sương. Phải chờ bề mặt khô, đo độ ẩm và điểm sương đạt yêu cầu của hệ vật liệu. Một số hệ chịu được bê tông hơi ẩm nhưng vẫn không chịu được nước đọng.
Màng chống thấm dạng lỏng có độc hại sau khi đã khô không?
Sau khi đóng rắn hoàn toàn, màng trở thành một lớp polymer ổn định nằm dưới lớp nhựa, nguy cơ chủ yếu nằm ở giai đoạn thi công khi vật liệu còn lỏng, đang phun hoặc bay hơi dung môi. Vì vậy bảo hộ hô hấp, da, mắt và thông gió là yêu cầu bắt buộc trong lúc làm.
Sửa một chỗ màng bị thủng trước khi rải nhựa thế nào?
Thường làm sạch, tạo nhám vùng quanh chỗ thủng một khoảng theo hướng dẫn, quét lớp lót nếu cần, rồi phun hoặc quét vật liệu cùng hệ phủ chồng lên mép màng cũ. Mỗi hệ có thời gian chồng lớp tối đa; quá thời gian đó phải xử lý bề mặt màng cũ để lớp mới bám được.