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交通工程橋梁矽烷防腐技術
 

一、橋梁混凝土的腐蝕機理

水泥在水化過程中生成大量的氫氧化鈣,使混凝土空隙中充滿了飽和氫氧化鈣溶液,其堿性介質使鋼筋表麵生成難溶的Fe23和Fe34(純化膜)保護鋼筋不被鏽蝕。空氣中CO氣滲透到混凝土內,與其堿性物質起化學反應後生成碳酸鹽和水,使混凝土堿度逐步降低(碳化),其化學反應為:CaOH2CO2CaCO3+H2O。碳化後使混凝土的堿度降低,當碳化超過混凝土的保護層時,在水與空氣存在的條件下,就會使混凝土失去對鋼筋的保護作用,鋼筋開始生鏽。

在海邊等鹽霧區,由於空氣中含有大量氯離子,氯離子的滲透因其電化學作用會極大地加劇鋼筋鏽蝕,導致混凝土結構的加速劣化。其作用過程如下:

⑴ 氯離子的侵入:在水分浸透的同時,由於碳酸氣、氯離子的滲透引起混凝土中性化。

⑵ 鋼筋的腐蝕:由於浸入的水、氣、氯離子等,鋼筋被腐蝕。

⑶ 裂紋的產生:由於鋼筋被腐蝕、體積膨脹(2.5倍),混凝土產生裂紋。

⑷ 強度降低:腐蝕物質從裂紋處進一步浸入,加速鋼筋的腐蝕、體積膨脹,從而導致混凝土結構劣化。

總之,腐蝕會造成混凝土結構的強度降低,從而大大縮短橋梁的使用壽命。

矽烷可以保護混凝土結構免受酸雨、碳化等腐蝕破壞,提高混凝土結構的耐久性。同時又可以賦予混凝土表層自潔性能,大大增進混凝土表麵美觀程度。

二、材料要求及產品介紹

矽烷用於混凝土保護在國外已經有幾十年的曆史。在我國,也已經有香港青馬大橋、上海東海大橋、上海中環線、江蘇潤揚大橋、深圳鹽田港等采用矽烷類浸漬劑對混凝土做防腐蝕處理,均取得了優異的保護效果。低粘度、小分子量、高滲透性的矽烷分子在毛細管作用下滲入混凝土內部,交聯而成三維矽樹脂網絡結構,並與混凝土材料本身形成穩定的共價鍵連接。從而賦予混凝土表麵優良的憎水、耐粘汙、自潔性能。汙染性及腐蝕性物質難以滲入混凝土內部;


同時又不堵塞毛細孔,不影響材料本身的透氣性。



表一 物理性能參數

產品名稱

T99矽烷浸漬

T80強滲高

外觀

無色,輕度混濁

膏體

活性物質含量

>99%

>80

25℃下密度

0.88g/cm3

0.90±0.1g/cm3

PH

7±1

7±1

氯離子含量(g/n3

<100

<100

吸水率比(%

<7.5

<7.5

耐堿性(%

堿處理後吸水率比<10

堿處理後吸水率比<10

氯離子吸收降低率(%

>90

>90

滲透深度

mm

C45

3~5

3~5

>C45

2~3

2~3

抗鹽凍性能,W/C

鹽溶液中與基準砼至少多25





















三、 施工環境要求和表麵處理

1、作業環境

分 類

大氣溫度

被塗體表麵溫度

條 件

5-45

85%以下

20km/H以內

高於露點3度以上






被處理的砼齡期不少於28天,或修補後不少於14天,砼表明盡可能幹燥已達到最佳滲透效果。塗裝應在無雨的天氣進行,同時空氣相對濕度應在85%以下,施工溫度範圍:氣溫545℃。

施工現場應無明火,下雨強風強紫外線不得進行塗裝作業。

最理想的氣候環境為幹燥無風,常溫18~25℃狀態。

⑷施工後應至少保證24小時內不淋雨,自然風幹。

2、作業麵搭建

對於高度超過3m的橋墩施工前應圍繞橋墩搭建環形腳手架,操作空間應至少有60cm-70cm。腳手架外圍應加裝防護網,可以起到安全和阻風的作用。腳手架的搭建工作應符合建築業相關安全操作規程。對非作業麵,應提前做好遮蔽工作,防止漆霧的汙染

3、表麵處理

3-1 現場基材狀況及處理方法

3-1-1坑點缺陷:用聚合物水泥砂漿修補蜂窩、露石等明顯缺陷

3-1-2外露鋼筋頭:先在外露鋼筋頭周圍用金剛切片將部分混凝土切除,形成喇叭口狀,

深度大於30mm以上,再將鋼筋頭切除,最後用聚合物水泥砂漿修補填平

3-1-3水泥漿混凝土掛滴:用鋼鏟或者角磨機清除(表麵上不牢灰漿、碎屑、

苔蘚等不牢固附著物)

3-1-4鏽跡:用專用除鏽劑清洗或者用電動工具打磨清理


3-2. 確保基材表麵清潔

1)清理後的混凝土表麵用毛刷清掃或者用潔淨水衝洗幹淨,並自然幹燥24小時。

2)保持塗裝前的混凝土表麵應幹燥,混凝土表麵的含水量不宜大於6%

3)如果是工程使用後的維護和修補,表麵處理也參照以上辦法。由於材料完全固化後本身不成膜,後期的維護修理簡單,易於操作節省時間。


四、施工工藝與注意事項

1、設計依據:《建築表麵用有機矽防水劑》(JC/T902-2002)

2

工序種類

工序摘要

結構表麵處理

清理預埋件、鋼筋頭,修補缺陷

基底清理

打磨清除不牢固的附著物

底層加固塗裝

如果工程需要,可以進行底層加固;無需加固時省略該步驟

有機矽塗裝

有機矽采用一道塗敷,按工程設計保證有機矽用量

塗層最終交驗

按有關規定驗收,不合格時要返工,直至合格

混凝土必須堅固,密實。強度必須檢測並符合設計要求:基層必須幹燥,在深度為20mm的厚度層裏,含水率不應大於6%

大風或者雨天沒有保護措施時避免施工,如果施工過程中出現下雨,應對剛施工過,施工麵沒有麵幹的區域采取遮擋等保護措施,防止沒有滲透浸入混凝土結構的有機矽材料損失掉;如有損失,達不到施工要求的要進行修補,以確保施工質量;如果表麵沒有泥沙等阻擋物或者結構破壞,這種情況修補時工作麵無需進行特殊處理。

應使用無氣噴塗設備進行噴塗,由經驗豐富的操作人員來實施。

2、矽烷塗布:

1)由經驗豐富的塗裝工連續刷塗,不得漏塗;

2)每次噴塗約100g/ m2 ,濕碰濕刷塗第二遍,共兩遍,兩遍塗布方向交叉90度;

3)注意避免矽烷和氯丁橡膠、瀝青質密封材料及其他可能腐蝕的材料接觸;

4)盡量避免在陽光強烈照射及大風天氣施工;若突遇下雨,做好遮蓋。


注意事項:

施工完成後,由監理工程師組織進行驗收。驗收宜在塗裝完成後28d內進行。

矽烷塗層驗收主要包括:材料 、混凝土表麵處理等。

塗層驗收時承包人應提交全套施工資料,主要包括各種塗料出廠合格證或質量檢驗文件、進場塗料質量檢驗文件、 工程驗收文件、修補和返工記錄、其它涉及塗層質量的相關記錄等。

監理工程師審核承包商提交的資料後組織現場驗收。


膏體矽烷浸漬效果取樣檢測

 
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