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橋梁混凝土腐蝕原理與防腐塗裝方案

发布日期:2018-05-07    人气:1488    栏目:新聞動態

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CO2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,使混凝土堿度降低的過程稱爲混凝土碳化,又稱作中性化,其化學反應爲:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。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,其堿性介質對鋼筋有良好的保護作用,使鋼筋表面生成難溶的Fe2O3和Fe3O4,稱爲純化膜。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。可見,混凝土碳化作用一般不會直接引起其性能的劣化,對于素混凝土,碳化還有提高混凝土耐久性的效果,但對于鋼筋混凝土來說,碳化會使混凝土的堿度降低,同時,增加混凝土孔溶液中氫離子數量,因而會使混凝土對鋼筋的保護作用減弱。


在海邊,由于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。


② 钢筋的腐蚀:由于浸入的水、气、氯离子等,钢筋被腐蚀。即使不中性化,钢筋表层所含磷分,也会使钢筋发生腐蚀。


③ 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。


④ 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,从而降低混凝土强度。


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。


2、混凝土防腐蝕塗料的選用


由于混凝土屬于強堿性建築材料,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。對于海邊橋梁混凝土結構,其表面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》、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》等相關標准要求,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爲是適用的塗料品種,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


由于混凝土表面和鋼材相比較爲疏松多孔,因而塗裝滲透性封閉底漆以增強其表面強度,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。


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面,爲後道塗裝提供良好表面。


2.2環氧膩子補平層


由于混凝土表面凹凸不平,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,可以增加混凝土表面強度和塗層耐久性,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面漆


該塗料常作爲各種惡劣氣候條件下長效塗裝系統的面漆,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、承重梁或路面等;


3.2混凝土表面狀況:是否有開裂現象,表面平整光滑度,疏松度和強度等;


橋梁建成後,如未對混凝土表面進行防腐處理,在經過若幹年後,混凝土表面可能因腐蝕出現裂紋、松動、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,對于橋墩,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。


3.4防腐蝕設計年限要求及維修重塗間隔時間計劃。


對于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:



类别 所用涂料或材料 施工方式 涂膜厚度 参考用量 

基面处理 见4.1条 

封闭底漆 FPP502环氧封闭底漆 采用辊涂、刷涂或喷涂方式涂装1-2道,直至底材完全封闭。 渗透性底漆(50-100) 0.1-0.2 

找平腻子 FF516环氧腻子 采用刮涂方式满刮一道,直至表面平整顺滑。 / 0.3 

中涂漆 EPM333环氧厚膜型中涂漆 采用辊涂、刷涂或无空气喷涂方式涂装2道。 150 0.4 

面漆 PU413脂肪族聚氨酯面漆 采用辊涂、刷涂或喷涂方式涂装2道。 80 0.22 

  采用该涂装方案,在海洋大气环境下,15年内不需重涂和维修。 注:对于不同的涂装方式和不同的环境,涂料用量的数值会有不同。


4、橋墩防腐施工工藝及質量控制措施


4.1前期工作


4.1.1表面處理


搭設腳手,安裝吊船,經安全檢查後用電動角磨機打磨混凝土表面,除去表面疏松層。鑿去脹裂或松動的混凝土。用高壓水槍噴射沖洗墩柱混凝土表面,沖洗後自然幹燥。


質量要求爲:沖洗後混凝土表面應潔淨、牢固密實無松動,局部混凝土凸面磨平,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面除鏽處理,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,也可以先塗裝環氧封閉底漆,然後用環氧膩子批刮補平。


4.2封閉底漆施工


環氧封閉底漆爲雙組份,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,混凝土表面密實,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,刮平表面。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:如需粘貼貼玻璃纖維布,應先鏟除表面棱角毛刺,用砂布打磨平滑,去除浮灰。然後正確裁剪布並留有搭接余量,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。


4.5脂肪族聚氨酯面漆施工


將面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”     GB50224-95


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