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橋梁混凝土防腐塗裝技術
 

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Fe2O3Fe3O4(純化膜)保護鋼筋不被鏽蝕。空氣中CO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。

采用防腐塗料對橋梁混凝土結構塗裝是一種行之有效的防腐蝕措施,可以起到以下作用:

① 在混凝土表麵形成一層屏蔽阻隔層,以阻止氯離子、二氧化碳等腐蝕介質浸入混凝土造成腐蝕。

② 對於已碳化、疏鬆和開裂的混凝土表麵起增強作用。

③ 通過塗裝可使橋梁獲得與周圍環境景觀相協調的色彩。

 

二、混凝土防腐蝕塗料的選用

由於混凝土屬於強堿性建築材料,因而要求混凝土防腐蝕塗層具有良好的耐堿性、附著力和抗滲透性,另外,塗層本身如果還應具有良好的耐候性和長效性。對於海邊橋梁混凝土結構,其表麵塗層應具有極佳耐候性,耐日光紫外線降解,耐鹽霧及海洋大氣腐蝕,在有效防護期內不出現嚴重粉化及變色、脫落、開裂等現象。

根據JTJ275-2001《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規範》、GB5004695《工業建築防腐蝕設計規範》和GB502122002《建築防腐施工及驗收規範》等相關標準要求,環氧樹脂塗料、聚氨酯塗料、氯化橡膠塗料、乙烯樹脂塗料、丙烯酸樹脂塗料等被認為是適用的塗料品種。根據國內外橋梁混凝土防腐塗裝的經驗來看,選用以下塗料可以獲得良好的塗裝效果:

1. 環氧膩子補平層

由於混凝土表麵凹凸不平,需采用膩子補平,環氧膩子具有極佳的附著力、耐堿性、耐腐蝕性和強度,是一種理想的補平材料,可以增加混凝土表麵強度和塗層耐久性,提高塗層的抗滲透性。

806環氧膩子具有如下特點:

a、施工性好,易於塗刮;

b、初粘力高,不流淌;

c、本身強度及混凝土的粘接強度高;

d、抗老化性及耐介質侵蝕性好;

e、與混凝土顏色接近;

f、常溫固化,固化速度較快,且可應用戶要求進行調整;

g、不含揮發性溶劑,硬化時基本不收縮;

h、可潮濕麵粘結,幹燥環境粘結力更強;

i、AB配膠比例寬,使用方便、無毒。

2. 高滲透型改性環氧防腐塗料

    由於混凝土表麵和鋼材相比較為疏鬆多孔,因而塗裝高滲透型改性環氧防腐底塗以增強其表麵強度,增加塗層與混凝土的附著力,還起到增加塗層封閉性和抗滲透性作用。

HP-1高滲透型改性環氧封防腐塗料,是在專有技術基礎上開發的產品,使材料本身形成高防腐能力的聚合體,並通過其特有的高滲性,把聚合體多種優越的防護功能植入到混凝土內部,達到從根本上杜絕各種劣化因子對混凝土結構體的侵蝕,達到穩定、可靠,持久地發揮出保護鋼筋混凝土結構的重大作用。

HP-1高滲透型改性環氧封防腐塗料,可以輕鬆深入混凝土結構表層2-10mm深度,並在這一滲透層長期駐紮,充填所有毛細孔管道、微裂紋、微小空隙等三相物質移動路徑,與混凝土結構鑄為一體,形成一道更為可靠的抗滲防腐、抗裂固強層。

HP-1高滲透改性環氧防腐塗料應用於下列領域:

a、跨海、跨江大橋浪濺區的防腐與抗衝磨。

b、地鐵建設中盾構管片的抗滲防腐;

c、大型混凝土輸水管道的防腐;

d、石油化工混凝土設施的防腐。

e、電站大壩混凝土結構(如閘室底部、主廊道、支廊道和尾水管部位)的防腐蝕。

f、水閘、渡槽和水渠的防腐抗滲與病害治理。

g、火電廠煙氣脫硫裝置中混凝土結構的防腐。

h、核電站安全殼(混凝土結構部分)的抗滲防腐。

3、柔性氟碳麵層

柔性氟碳麵層廣泛應用於橋梁、郵輪、房頂、牆體、欄杆、高速公路護欄、大型鋼結構的裝飾及保護。起到保護機構表麵不受外界大氣、酸雨、汙染物的侵蝕,防止紫外線穿透,大大增強抗老化能力。

柔性氟碳麵層耐候性優異、耐腐蝕性能卓越、機械性能以及柔性優良。技術指標如下:

序號

項目

指標要求

1

不揮發物含量(%

50

2

細度(μm

35

3

拉伸強度(MPa

10

4

斷裂延伸率(%

150

5

低溫柔韌性(-30℃)

2mm

6

耐堿性(2%Na(OH)2,10d

表麵不起泡、不龜裂、不剝落

7

耐紫外線老化性(1000h

表麵無變化

 

三、橋梁混凝土塗裝配套方案的確定要考慮以下因素:

1、所處腐蝕環境:包括水上或水下,浪濺區、承重梁或路麵等;

2、混凝土表麵狀況:是否有開裂現象,表麵平整光滑度,疏鬆度和強度等;橋梁建成後,如未對混凝土表麵進行防腐處理,在經過若幹年後,混凝土表麵可能因腐蝕出現裂紋、鬆動、凹陷、孔洞等現象,隨使用時間而程度不同。在塗裝時需采取不同的防腐處理措施。

3、防腐層是否有抗裂性設計要求:如果已出現混凝土內鋼筋腐蝕造成混凝土開裂,塗裝後是不能保證塗層因混凝土的進一步開裂而出現裂紋,這將造成局部防腐塗裝失效,在這種情況下,采用粘貼玻璃纖維布層提高塗層抗裂性能是必要的,對於橋墩,視原混凝土開裂程度和防腐設計要求進行局部粘貼玻璃纖維布或整體纏繞都是可行的防裂措施。

4、防腐蝕設計年限要求及維修重塗間隔時間計劃。

    五、橋粱防腐施工工藝指南

1、前期工作

1.1表麵處理:搭設腳手,安裝吊船,經衝洗後混凝土表麵應潔淨、牢固密實無鬆動,局部混凝土凸麵磨平,方能進入下一工序。

1.2對橋墩外露的鋼筋和型鋼進行表麵除鏽處理,塗刷環氧樹脂防鏽底漆二道。

    1.3對混凝土局部大的凹陷、孔洞及裂縫處可以采用丙烯酸乳膠水泥砂漿進行局部修補,再用丙烯酸乳膠水泥膩子批刮補平。

    2、HP-1高滲透型改性環氧封防腐塗料底塗施工

    HP-1高滲透型改性環氧封防腐塗料為雙組份,在使用前將甲乙組份混合後攪拌均勻後即可使用,要求塗刷完成塗膜幹燥後,混凝土表麵密實,有可見塗層。

3、806環氧膩子施工:

將環氧膩子按規定比例將甲乙組份混合攪拌均勻後,滿刮一道,刮平表麵。經過中間檢查後進入下一工序。

    4、HP-1高滲透型改性環氧封防腐塗料加強層施工:

    將HP-1高滲透型改性環氧封防腐塗料底塗施工按規定比例將甲乙組份混合攪拌均勻後,可采用刷塗、輥塗或高壓無空氣噴塗方式施工兩道。

    注:如需粘貼貼玻璃纖維布,應先鏟除表麵棱角毛刺,用砂布打磨平滑,去除浮灰。然後正確裁剪布並留有搭接餘量,邊刷塗料邊鋪貼布,貼布先上後下,貼實並趕盡氣泡,不得皺褶。

5、柔性氟碳麵層施工

    可采用刷塗、輥塗或高壓無空氣噴塗方式施工兩道。

6、質量檢查:

可執行如下規範和標準:

《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規範》

JTJ275-2001“建築防腐蝕工程施工及驗收規範”

GB50212-2002“建築防腐蝕工程質量檢驗評定標準”

 
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