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桥梁混凝土防腐涂装技术
 

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Fe2O3Fe3O4(纯化膜)保护钢筋不被锈蚀。空气中CO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。

采用防腐涂料对桥梁混凝土结构涂装是一种行之有效的防腐蚀措施,可以起到以下作用:

① 在混凝土表面形成一层屏蔽阻隔层,以阻止氯离子、二氧化碳等腐蚀介质浸入混凝土造成腐蚀。

② 对于已碳化、疏松和开裂的混凝土表面起增强作用。

③ 通过涂装可使桥梁获得与周围环境景观相协调的色彩。

 

二、混凝土防腐蚀涂料的选用

由于混凝土属于强碱性建筑材料,因而要求混凝土防腐蚀涂层具有良好的耐碱性、附着力和抗渗透性,另外,涂层本身如果还应具有良好的耐候性和长效性。对于海边桥梁混凝土结构,其表面涂层应具有极佳耐候性,耐日光紫外线降解,耐盐雾及海洋大气腐蚀,在有效防护期内不出现严重粉化及变色、脱落、开裂等现象。

根据JTJ275-2001《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》、GB5004695《工业建筑防腐蚀设计规范》和GB502122002《建筑防腐施工及验收规范》等相关标准要求,环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、氯化橡胶涂料、乙烯树脂涂料、丙烯酸树脂涂料等被认为是适用的涂料品种。根据国内外桥梁混凝土防腐涂装的经验来看,选用以下涂料可以获得良好的涂装效果:

1. 环氧腻子补平层

由于混凝土表面凹凸不平,需采用腻子补平,环氧腻子具有极佳的附着力、耐碱性、耐腐蚀性和强度,是一种理想的补平材料,可以增加混凝土表面强度和涂层耐久性,提高涂层的抗渗透性。

806环氧腻子具有如下特点:

a、施工性好,易于涂刮;

b、初粘力高,不流淌;

c、本身强度及混凝土的粘接强度高;

d、抗老化性及耐介质侵蚀性好;

e、与混凝土颜色接近;

f、常温固化,固化速度较快,且可应用户要求进行调整;

g、不含挥发性溶剂,硬化时基本不收缩;

h、可潮湿面粘结,干燥环境粘结力更强;

i、AB配胶比例宽,使用方便、无毒。

2. 高渗透型改性环氧防腐涂料

    由于混凝土表面和钢材相比较为疏松多孔,因而涂装高渗透型改性环氧防腐底涂以增强其表面强度,增加涂层与混凝土的附着力,还起到增加涂层封闭性和抗渗透性作用。

HP-1高渗透型改性环氧封防腐涂料,是在专有技术基础上开发的产品,使材料本身形成高防腐能力的聚合体,并通过其特有的高渗性,把聚合体多种优越的防护功能植入到混凝土内部,达到从根本上杜绝各种劣化因子对混凝土结构体的侵蚀,达到稳定、可靠,持久地发挥出保护钢筋混凝土结构的重大作用。

HP-1高渗透型改性环氧封防腐涂料,可以轻松深入混凝土结构表层2-10mm深度,并在这一渗透层长期驻扎,充填所有毛细孔管道、微裂纹、微小空隙等三相物质移动路径,与混凝土结构铸为一体,形成一道更为可靠的抗渗防腐、抗裂固强层。

HP-1高渗透改性环氧防腐涂料应用于下列领域:

a、跨海、跨江大桥浪溅区的防腐与抗冲磨。

b、地铁建设中盾构管片的抗渗防腐;

c、大型混凝土输水管道的防腐;

d、石油化工混凝土设施的防腐。

e、电站大坝混凝土结构(如闸室底部、主廊道、支廊道和尾水管部位)的防腐蚀。

f、水闸、渡槽和水渠的防腐抗渗与病害治理。

g、火电厂烟气脱硫装置中混凝土结构的防腐。

h、核电站安全壳(混凝土结构部分)的抗渗防腐。

3、柔性氟碳面层

柔性氟碳面层广泛应用于桥梁、邮轮、房顶、墙体、栏杆、高速公路护栏、大型钢结构的装饰及保护。起到保护机构表面不受外界大气、酸雨、污染物的侵蚀,防止紫外线穿透,大大增强抗老化能力。

柔性氟碳面层耐候性优异、耐腐蚀性能卓越、机械性能以及柔性优良。技术指标如下:

序号

项目

指标要求

1

不挥发物含量(%

50

2

细度(μm

35

3

拉伸强度(MPa

10

4

断裂延伸率(%

150

5

低温柔韧性(-30℃)

2mm

6

耐碱性(2%Na(OH)2,10d

表面不起泡、不龟裂、不剥落

7

耐紫外线老化性(1000h

表面无变化

 

三、桥梁混凝土涂装配套方案的确定要考虑以下因素:

1、所处腐蚀环境:包括水上或水下,浪溅区、承重梁或路面等;

2、混凝土表面状况:是否有开裂现象,表面平整光滑度,疏松度和强度等;桥梁建成后,如未对混凝土表面进行防腐处理,在经过若干年后,混凝土表面可能因腐蚀出现裂纹、松动、凹陷、孔洞等现象,随使用时间而程度不同。在涂装时需采取不同的防腐处理措施。

3、防腐层是否有抗裂性设计要求:如果已出现混凝土内钢筋腐蚀造成混凝土开裂,涂装后是不能保证涂层因混凝土的进一步开裂而出现裂纹,这将造成局部防腐涂装失效,在这种情况下,采用粘贴玻璃纤维布层提高涂层抗裂性能是必要的,对于桥墩,视原混凝土开裂程度和防腐设计要求进行局部粘贴玻璃纤维布或整体缠绕都是可行的防裂措施。

4、防腐蚀设计年限要求及维修重涂间隔时间计划。

    五、桥粱防腐施工工艺指南

1、前期工作

1.1表面处理:搭设脚手,安装吊船,经冲洗后混凝土表面应洁净、牢固密实无松动,局部混凝土凸面磨平,方能进入下一工序。

1.2对桥墩外露的钢筋和型钢进行表面除锈处理,涂刷环氧树脂防锈底漆二道。

    1.3对混凝土局部大的凹陷、孔洞及裂缝处可以采用丙烯酸乳胶水泥砂浆进行局部修补,再用丙烯酸乳胶水泥腻子批刮补平。

    2、HP-1高渗透型改性环氧封防腐涂料底涂施工

    HP-1高渗透型改性环氧封防腐涂料为双组份,在使用前将甲乙组份混合后搅拌均匀后即可使用,要求涂刷完成涂膜干燥后,混凝土表面密实,有可见涂层。

3、806环氧腻子施工:

将环氧腻子按规定比例将甲乙组份混合搅拌均匀后,满刮一道,刮平表面。经过中间检查后进入下一工序。

    4、HP-1高渗透型改性环氧封防腐涂料加强层施工:

    将HP-1高渗透型改性环氧封防腐涂料底涂施工按规定比例将甲乙组份混合搅拌均匀后,可采用刷涂、辊涂或高压无空气喷涂方式施工两道。

    注:如需粘贴贴玻璃纤维布,应先铲除表面棱角毛刺,用砂布打磨平滑,去除浮灰。然后正确裁剪布并留有搭接余量,边刷涂料边铺贴布,贴布先上后下,贴实并赶尽气泡,不得皱褶。

5、柔性氟碳面层施工

    可采用刷涂、辊涂或高压无空气喷涂方式施工两道。

6、质量检查:

可执行如下规范和标准:

《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》

JTJ275-2001“建筑防腐蚀工程施工及验收规范”

GB50212-2002“建筑防腐蚀工程质量检验评定标准”

 
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