1、橋梁混凝土的腐蝕機理
混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學腐蝕。空氣中CO2qishentoudaohunningtunei,yuqijianxingwuzhiqihuaxuefanyinghoushengchengtansuanyanheshui,shihunningtujiandujiangdideguochengchengweihunningtutanhua,youchengzuozhongxinghua,qihuaxuefanyingwei:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。水shui泥ni在zai水shui化hua過guo程cheng中zhong生sheng成cheng大da量liang的de氫qing氧yang化hua鈣gai,使shi混hun凝ning土tu空kong隙xi中zhong充chong滿man了le飽bao和he氫qing氧yang化hua鈣gai溶rong液ye,其qi堿jian性xing介jie質zhi對dui鋼gang筋jin有you良liang好hao的de保bao護hu作zuo用yong,使shi鋼gang筋jin表biao麵mian生sheng成cheng難nan溶rong的deFe2O3和Fe3O4,稱(cheng)為(wei)純(chun)化(hua)膜(mo)。碳(tan)化(hua)後(hou)使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)堿(jian)度(du)降(jiang)低(di),當(dang)碳(tan)化(hua)超(chao)過(guo)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)保(bao)護(hu)層(ceng)時(shi),在(zai)水(shui)與(yu)空(kong)氣(qi)存(cun)在(zai)的(de)條(tiao)件(jian)下(xia),就(jiu)會(hui)使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)失(shi)去(qu)對(dui)鋼(gang)筋(jin)的(de)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong),鋼(gang)筋(jin)開(kai)始(shi)生(sheng)鏽(xiu)。可(ke)見(jian),混(hun)凝(ning)土(tu)碳(tan)化(hua)作(zuo)用(yong)一(yi)般(ban)不(bu)會(hui)直(zhi)接(jie)引(yin)起(qi)其(qi)性(xing)能(neng)的(de)劣(lie)化(hua),對(dui)於(yu)素(su)混(hun)凝(ning)土(tu),碳(tan)化(hua)還(hai)有(you)提(ti)高(gao)混(hun)凝(ning)土(tu)耐(nai)久(jiu)性(xing)的(de)效(xiao)果(guo),但(dan)對(dui)於(yu)鋼(gang)筋(jin)混(hun)凝(ning)土(tu)來(lai)說(shuo),碳(tan)化(hua)會(hui)使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)堿(jian)度(du)降(jiang)低(di),同(tong)時(shi),增(zeng)加(jia)混(hun)凝(ning)土(tu)孔(kong)溶(rong)液(ye)中(zhong)氫(qing)離(li)子(zi)數(shu)量(liang),因(yin)而(er)會(hui)使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)對(dui)鋼(gang)筋(jin)的(de)保(bao)護(hu)作(zuo)用(yong)減(jian)弱(ruo)。
在海邊,由於空氣中含有大量氯離子,氯離子的滲透會極大地加劇混凝土結構的腐蝕。其作用過程如下:
① 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。
② 鋼筋的腐蝕:由於浸入的水、氣、氯離子等,鋼筋被腐蝕。即使不中性化,鋼筋表層所含磷分,也會使鋼筋發生腐蝕。
③ 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。
④ 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,從而降低混凝土強度。
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。
2、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、fuzhelihekangshentouxing,lingwai,tucengbenshenruguohaiyingjuyoulianghaodenaihouxinghechangxiaoxing。duiyuhaibianqiaolianghunningtujiegou,qibiaomiantucengyingjuyoujijianaihouxing,nairiguangziwaixianjiangjie,naiyanwujihaiyangdaqifushi,zaiyouxiaofanghuqineibuchuxianyanzhongfenhuajibianse、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》、GB50046―95《工業建築防腐蝕設計規範》和GB50212―2002《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:
2.1滲透型環氧封閉底漆
由(you)於(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian)和(he)鋼(gang)材(cai)相(xiang)比(bi)較(jiao)為(wei)疏(shu)鬆(song)多(duo)孔(kong),因(yin)而(er)塗(tu)裝(zhuang)滲(shen)透(tou)性(xing)封(feng)閉(bi)底(di)漆(qi)以(yi)增(zeng)強(qiang)其(qi)表(biao)麵(mian)強(qiang)度(du),增(zeng)加(jia)塗(tu)層(ceng)與(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)附(fu)著(zhe)力(li),還(hai)起(qi)到(dao)增(zeng)加(jia)塗(tu)層(ceng)封(feng)閉(bi)性(xing)和(he)抗(kang)滲(shen)透(tou)性(xing)作(zuo)用(yong)。
FPP502是一種高固體份低粘度的強滲透性抗堿底漆,它能深入滲透進混凝土,反應固化後錨固和封閉基麵,為後道塗裝提供良好表麵。
2.2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。
2.3屏蔽型環氧厚膜型中塗漆
是一種高固體份厚膜中塗漆,具有極佳的附著力、耐堿性和抗滲透性,塗裝後增加塗層厚度,增強整個塗層的抗滲透性。
2.4耐候性優異的脂肪族聚氨酯麵漆
該塗料常作為各種惡劣氣候條件下長效塗裝係統的麵漆,塗膜具有極佳的耐鹽霧性、耐海洋大氣腐蝕性,在強烈日光紫外線照射不易降解、粉化和變色,能使塗層長期保持良好外觀。
3、橋梁混凝土塗裝配套方案
橋梁混凝土塗裝方案的確定要考慮以下因素:
3.1所處腐蝕環境:包括水上或水下,浪濺區、承重梁或路麵等;
3.2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。
3.3防腐層是否有抗裂性設計要求:如ru果guo已yi出chu現xian混hun凝ning土tu內nei鋼gang筋jin腐fu蝕shi造zao成cheng混hun凝ning土tu開kai裂lie,塗tu裝zhuang後hou是shi不bu能neng保bao證zheng塗tu層ceng因yin混hun凝ning土tu的de進jin一yi步bu開kai裂lie而er出chu現xian裂lie紋wen,這zhe將jiang造zao成cheng局ju部bu防fang腐fu塗tu裝zhuang失shi效xiao,在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,采cai用yong粘zhan貼tie玻bo璃li纖xian維wei布bu層ceng提ti高gao塗tu層ceng抗kang裂lie性xing能neng是shi必bi要yao的de,對dui於yu橋qiao墩dun,視shi原yuan混hun凝ning土tu開kai裂lie程cheng度du和he防fang腐fu設she計ji要yao求qiu進jin行xing局ju部bu粘zhan貼tie玻bo璃li纖xian維wei布bu或huo整zheng體ti纏chan繞rao都dou是shi可ke行xing的de防fang裂lie措cuo施shi。
3.4防腐蝕設計年限要求及維修重塗間隔時間計劃。
對於新建的或腐蝕尚不嚴重的橋墩混凝土,推薦的防腐塗裝方案如下:
類別 所用塗料或材料 施工方式 塗膜厚度 參考用量 基麵處理 見4.1條 封閉底漆 FPP502環氧封閉底漆 采用輥塗、刷塗或噴塗方式塗裝1-2道,直至底材完全封閉。 滲透性底漆(50-100) 0.1-0.2 找平膩子 FF516環氧膩子 采用刮塗方式滿刮一道,直至表麵平整順滑。 / 0.3 中塗漆 EPM333環氧厚膜型中塗漆 采用輥塗、刷塗或無空氣噴塗方式塗裝2道。 150 0.4 麵漆 PU413脂肪族聚氨酯麵漆 采用輥塗、刷塗或噴塗方式塗裝2道。 80 0.22
采用該塗裝方案,在海洋大氣環境下,15年內不需重塗和維修。 注:對於不同的塗裝方式和不同的環境,塗料用量的數值會有不同。 4、橋墩防腐施工工藝及質量控製措施
4.1前期工作
4.1.1表麵處理
搭(da)設(she)腳(jiao)手(shou),安(an)裝(zhuang)吊(diao)船(chuan),經(jing)安(an)全(quan)檢(jian)查(zha)後(hou)用(yong)電(dian)動(dong)角(jiao)磨(mo)機(ji)打(da)磨(mo)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian),除(chu)去(qu)表(biao)麵(mian)疏(shu)鬆(song)層(ceng)。鑿(zao)去(qu)脹(zhang)裂(lie)或(huo)鬆(song)動(dong)的(de)混(hun)凝(ning)土(tu)。用(yong)高(gao)壓(ya)水(shui)槍(qiang)噴(pen)射(she)衝(chong)洗(xi)墩(dun)柱(zhu)混(hun)凝(ning)土(tu)表(biao)麵(mian),衝(chong)洗(xi)後(hou)自(zi)然(ran)幹(gan)燥(zao)。
質量要求為: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。
4.1.2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。
4.1.3對混凝土局部大的凹陷、孔(kong)洞(dong)及(ji)裂(lie)縫(feng)處(chu)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)丙(bing)烯(xi)酸(suan)乳(ru)膠(jiao)水(shui)泥(ni)砂(sha)漿(jiang)進(jin)行(xing)局(ju)部(bu)修(xiu)補(bu),再(zai)用(yong)丙(bing)烯(xi)酸(suan)乳(ru)膠(jiao)水(shui)泥(ni)膩(ni)子(zi)批(pi)刮(gua),也(ye)可(ke)以(yi)先(xian)塗(tu)裝(zhuang)環(huan)氧(yang)封(feng)閉(bi)底(di)漆(qi),然(ran)後(hou)用(yong)環(huan)氧(yang)膩(ni)子(zi)批(pi)刮(gua)補(bu)平(ping)。
4.2封閉底漆施工
環氧封閉底漆為雙組份,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,有可見漆層。
4.3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。
4.4環氧厚膜型中塗漆施工
將環氧厚膜型中塗漆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:ruxuzhantietiebolixianweibu,yingxianchanchubiaomianlengjiaomaoci,yongshabudamopinghua,quchufuhui。ranhouzhengquecaijianbubingliuyoudajieyuliang,bianshuatuliaobianputiebu,tiebuxianshanghouxia,tieshibingganjinqipao,budezhouzhe。
4.5脂肪族聚氨酯麵漆施工
將麵漆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。
4.6質量檢查
該工程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” GB50224-95
|