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交通工程桥梁硅烷防腐技术
 

一、桥梁混凝土的腐蚀机理

水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙,使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液,其碱性介质使钢筋表面生成难溶的Fe23和Fe34(纯化膜)保护钢筋不被锈蚀。空气中CO气渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度逐步降低(碳化),其化学反应为:CaOH2CO2CaCO3+H2O。碳化后使混凝土的碱度降低,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈。

在海边等盐雾区,由于空气中含有大量氯离子,氯离子的渗透因其电化学作用会极大地加剧钢筋锈蚀,导致混凝土结构的加速劣化。其作用过程如下:

⑴ 氯离子的侵入:在水分浸透的同时,由于碳酸气、氯离子的渗透引起混凝土中性化。

⑵ 钢筋的腐蚀:由于浸入的水、气、氯离子等,钢筋被腐蚀。

⑶ 裂纹的产生:由于钢筋被腐蚀、体积膨胀(2.5倍),混凝土产生裂纹。

⑷ 强度降低:腐蚀物质从裂纹处进一步浸入,加速钢筋的腐蚀、体积膨胀,从而导致混凝土结构劣化。

总之,腐蚀会造成混凝土结构的强度降低,从而大大缩短桥梁的使用寿命。

硅烷可以保护混凝土结构免受酸雨、碳化等腐蚀破坏,提高混凝土结构的耐久性。同时又可以赋予混凝土表层自洁性能,大大增进混凝土表面美观程度。

二、材料要求及产品介绍

硅烷用于混凝土保护在国外已经有几十年的历史。在我国,也已经有香港青马大桥、上海东海大桥、上海中环线、江苏润扬大桥、深圳盐田港等采用硅烷类浸渍剂对混凝土做防腐蚀处理,均取得了优异的保护效果。低粘度、小分子量、高渗透性的硅烷分子在毛细管作用下渗入混凝土内部,交联而成三维硅树脂网络结构,并与混凝土材料本身形成稳定的共价键连接。从而赋予混凝土表面优良的憎水、耐粘污、自洁性能。污染性及腐蚀性物质难以渗入混凝土内部;


同时又不堵塞毛细孔,不影响材料本身的透气性。



表一 物理性能参数

产品名称

T99硅烷浸渍

T80强渗高

外观

无色,轻度混浊

膏体

活性物质含量

>99%

>80

25℃下密度

0.88g/cm3

0.90±0.1g/cm3

PH

7±1

7±1

氯离子含量(g/n3

<100

<100

吸水率比(%

<7.5

<7.5

耐碱性(%

碱处理后吸水率比<10

碱处理后吸水率比<10

氯离子吸收降低率(%

>90

>90

渗透深度

mm

C45

3~5

3~5

>C45

2~3

2~3

抗盐冻性能,W/C

盐溶液中与基准砼至少多25





















三、 施工环境要求和表面处理

1、作业环境

分 类

大气温度

湿

被涂体表面温度

条 件

5-45

85%以下

20km/H以内

高于露点3度以上






被处理的砼龄期不少于28天,或修补后不少于14天,砼表明尽可能干燥已达到最佳渗透效果。涂装应在无雨的天气进行,同时空气相对湿度应在85%以下,施工温度范围:气温545℃。

施工现场应无明火,下雨强风强紫外线不得进行涂装作业。

最理想的气候环境为干燥无风,常温18~25℃状态。

⑷施工后应至少保证24小时内不淋雨,自然风干。

2、作业面搭建

对于高度超过3m的桥墩施工前应围绕桥墩搭建环形脚手架,操作空间应至少有60cm-70cm。脚手架外围应加装防护网,可以起到安全和阻风的作用。脚手架的搭建工作应符合建筑业相关安全操作规程。对非作业面,应提前做好遮蔽工作,防止漆雾的污染

3、表面处理

3-1 现场基材状况及处理方法

3-1-1坑点缺陷:用聚合物水泥砂浆修补蜂窝、露石等明显缺陷

3-1-2外露钢筋头:先在外露钢筋头周围用金刚切片将部分混凝土切除,形成喇叭口状,

深度大于30mm以上,再将钢筋头切除,最后用聚合物水泥砂浆修补填平

3-1-3水泥浆混凝土挂滴:用钢铲或者角磨机清除(表面上不牢灰浆、碎屑、

苔藓等不牢固附着物)

3-1-4锈迹:用专用除锈剂清洗或者用电动工具打磨清理


3-2. 确保基材表面清洁

1)清理后的混凝土表面用毛刷清扫或者用洁净水冲洗干净,并自然干燥24小时。

2)保持涂装前的混凝土表面应干燥,混凝土表面的含水量不宜大于6%

3)如果是工程使用后的维护和修补,表面处理也参照以上办法。由于材料完全固化后本身不成膜,后期的维护修理简单,易于操作节省时间。


四、施工工艺与注意事项

1、设计依据:《建筑表面用有机硅防水剂》(JC/T902-2002)

2

工序种类

工序摘要

结构表面处理

清理预埋件、钢筋头,修补缺陷

基底清理

打磨清除不牢固的附着物

底层加固涂装

如果工程需要,可以进行底层加固;无需加固时省略该步骤

有机硅涂装

有机硅采用一道涂敷,按工程设计保证有机硅用量

涂层最终交验

按有关规定验收,不合格时要返工,直至合格

混凝土必须坚固,密实。强度必须检测并符合设计要求:基层必须干燥,在深度为20mm的厚度层里,含水率不应大于6%

大风或者雨天没有保护措施时避免施工,如果施工过程中出现下雨,应对刚施工过,施工面没有面干的区域采取遮挡等保护措施,防止没有渗透浸入混凝土结构的有机硅材料损失掉;如有损失,达不到施工要求的要进行修补,以确保施工质量;如果表面没有泥沙等阻挡物或者结构破坏,这种情况修补时工作面无需进行特殊处理。

应使用无气喷涂设备进行喷涂,由经验丰富的操作人员来实施。

2、硅烷涂布:

1)由经验丰富的涂装工连续刷涂,不得漏涂;

2)每次喷涂约100g/ m2 ,湿碰湿刷涂第二遍,共两遍,两遍涂布方向交叉90度;

3)注意避免硅烷和氯丁橡胶、沥青质密封材料及其他可能腐蚀的材料接触;

4)尽量避免在阳光强烈照射及大风天气施工;若突遇下雨,做好遮盖。


注意事项:

施工完成后,由监理工程师组织进行验收。验收宜在涂装完成后28d内进行。

硅烷涂层验收主要包括:材料 、混凝土表面处理等。

涂层验收时承包人应提交全套施工资料,主要包括各种涂料出厂合格证或质量检验文件、进场涂料质量检验文件、 工程验收文件、修补和返工记录、其它涉及涂层质量的相关记录等。

监理工程师审核承包商提交的资料后组织现场验收。


膏体硅烷浸渍效果取样检测

 
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