【摘 要】本文結(jié)合申嘉湖高速公路烏鎮(zhèn)南高架橋主跨砼防腐涂裝的質(zhì)量控制分析,介紹了橋梁砼的腐蝕機(jī)理、砼防腐蝕的涂料的選用、橋梁砼涂裝配套方案,總結(jié)了橋梁砼防腐涂裝的施工工藝及質(zhì)量控制措施,為后續(xù)橋梁砼的防腐涂裝施工控制提供參考。
【關(guān)鍵詞】腐蝕機(jī)理 涂料 質(zhì)量控制
0 引言
橋梁砼防腐作為橋梁耐久性的一個(gè)主要環(huán)節(jié),目前已逐步被重視。進(jìn)行橋梁砼防腐的主要目的是通過(guò)采取有效的防腐以減少在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)橋梁砼裂縫的發(fā)生,從而保護(hù)砼內(nèi)的鋼筋,提高橋梁的使用壽命,同時(shí)能更好地提高橋梁的整體景觀效果。
1 工程概況
申嘉湖高速公路是浙江省公路網(wǎng)規(guī)劃“兩縱兩橫十八連三繞三通道”中“十八連”中的一連。申嘉湖烏鎮(zhèn)南高架橋位于嘉興桐鄉(xiāng)境內(nèi),主跨為系桿拱橋。為了有效保護(hù)砼內(nèi)的鋼筋,提高橋梁的使用壽命,同時(shí)能更好地提高橋梁的整體景觀效果,對(duì)系梁直接被雨淋和太陽(yáng)曬的部分砼進(jìn)行了砼防腐涂裝施工,并已取得了很好的效果。
2 橋梁砼的腐蝕機(jī)理
砼的碳化是砼所受到的一種化學(xué)腐蝕??諝庵蠧O2氣滲透到砼內(nèi),與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水,使砼堿度降低的過(guò)程稱為砼碳化,又稱作中性化,其化學(xué)反應(yīng)為:
CA(OH)2+CO2=CACO3+H2O
水泥在水化過(guò)程中生成大量的氫氧化鈣,使砼空隙中充滿了飽和氫氧化鈣溶液,其堿性介質(zhì)對(duì)鋼筋有良好的保護(hù)作用,使鋼筋表面生成難溶的Fe2O3和Fe3O4,稱為純化膜。碳化后使砼失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用,鋼筋開(kāi)始生銹。可見(jiàn),砼碳化作用一般不會(huì)直接引起其性能的裂化,對(duì)于素砼,碳化還有提高砼耐久性的效果,但對(duì)于鋼筋砼來(lái)說(shuō),碳化會(huì)使砼的堿度降低,同時(shí),增加砼孔溶液氫離子數(shù)量,因而會(huì)使砼對(duì)鋼筋的保護(hù)作用減弱。由于空氣中含有大量的氯離子,氯離子的滲透會(huì)極大地加劇砼結(jié)構(gòu)的腐蝕。其過(guò)程如下:
(1)氯離子的侵入
在水分浸透的同時(shí),由于碳酸氣、氯離子的滲透引起砼的中性化;
(2)鋼筋的腐蝕
由于侵入的水、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(huì)使鋼筋發(fā)生腐蝕;
(3)裂紋的產(chǎn)生
由于鋼筋被腐蝕、體積膨脹(2 . 5 )倍,砼產(chǎn)生裂紋;
(4)強(qiáng)度降低
腐蝕物質(zhì)從裂紋處進(jìn)一步侵入,加速鋼筋的腐蝕、體積膨脹,從而降低砼強(qiáng)度??傊?,腐蝕會(huì)使造成砼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低,從而大大縮短橋梁的使用壽命。采用防腐涂料施工對(duì)橋梁砼結(jié)構(gòu)是一種行之有效的防蝕措施,可以起到以下主要作用:
(1 )在砼表面形成一層屏蔽阻隔層,以阻止氯離子、二氧化碳等腐蝕介質(zhì)侵入砼造成腐蝕;
?。?)對(duì)于已碳化、疏松和開(kāi)裂的砼表面起增強(qiáng)作用;
?。? )通過(guò)涂裝可使橋梁獲得與周?chē)h(huán)境景觀相協(xié)調(diào)的色彩。
3 砼防腐蝕涂料的選用
由于砼屬于強(qiáng)堿性建筑材料,因而要求砼防腐蝕涂料層具有良好的耐堿性、附著力和抗?jié)B透性。另外,涂層本身如果還應(yīng)具有良好的耐候性和長(zhǎng)效性。對(duì)于海洋性氣候條件下的橋梁砼結(jié)構(gòu),其表面涂層應(yīng)具有極佳耐候性,耐日光紫線降解,耐鹽霧及海洋大氣腐蝕,在有效防護(hù)期內(nèi)不出現(xiàn)嚴(yán)重粉化及變色、脫落、開(kāi)裂等現(xiàn)象。根據(jù)JTJ275-2001《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范》、GB0046-95《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50212-2002《建筑防腐施工及驗(yàn)收規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求,環(huán)氧樹(shù)脂涂料、聚氨酯涂料、氧化橡膠涂料、乙烯樹(shù)脂涂料、丙烯酸樹(shù)脂涂料等被認(rèn)為是適用的涂料品種,根據(jù)國(guó)內(nèi)外橋梁砼防腐涂裝的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,筆者認(rèn)為選用以下涂料可以獲得良好的涂裝效果。
3.1 滲透型環(huán)氧封閉底漆
由于砼表面和鋼材相比較為疏松多孔,因而涂裝滲透性封閉底漆以增強(qiáng)其表面強(qiáng)度,增加涂層與砼的附著力,還起到增加涂層封閉性和抗?jié)B透性作用。環(huán)氧封閉底漆是一種高固體份低粘度的強(qiáng)滲透性抗堿底漆,它能深入滲透進(jìn)砼,反映固化后錨固和封閉基面,為后道涂裝提供良好表面。
3.2 環(huán)氧膩?zhàn)友a(bǔ)平層
由于砼表面凹凸不平,需采用膩?zhàn)友a(bǔ)平,環(huán)氧膩?zhàn)泳哂袠O佳的附著力、耐堿性、耐腐蝕性和強(qiáng)度,是一種理想的補(bǔ)平材料,可以增加砼表面強(qiáng)度和涂層耐久性,提高涂層的抗?jié)B透性。
3.3 屏蔽型環(huán)氧厚膜型中間漆
是一種高固體份厚膜中涂漆,具有極佳的附著力、耐堿性和抗?jié)B透性,涂裝后增加涂層的抗?jié)B透性。
3.4 耐候性優(yōu)異的脂肪族聚氨酯面漆
該涂料常作為各種惡劣氣候條件下長(zhǎng)效涂裝系統(tǒng)的面漆,涂膜具有極佳的耐鹽霧性、耐海洋大氣腐蝕性,在強(qiáng)烈日光紫外線照射不易降解、粉化和變色,能使涂層長(zhǎng)期保持良好外觀。
4 涂裝配套方案
橋梁砼涂裝方案的確定要考慮以下因素:
4.1 所處腐蝕環(huán)境
包括水上、浪濺區(qū)、承重梁或路面等;
4.2 砼表面狀況
橋梁建成后,如未對(duì)砼表面進(jìn)行防腐處理,在經(jīng)過(guò)若干年后,砼表面極易因腐蝕出現(xiàn)裂紋、松動(dòng)、凹陷、孔洞等現(xiàn)象,隨使用時(shí)間而程度不同;
4.3 防腐蝕是否有抗裂性設(shè)計(jì)要求
如果已出現(xiàn)砼內(nèi)鋼筋腐蝕造成砼開(kāi)裂,涂裝后不能防止涂層因砼的進(jìn)一步開(kāi)裂而出現(xiàn)裂紋,這將造成局部防腐涂裝失效,在這種情況下,采用粘貼玻璃纖維布層提高涂層抗裂性能是必要的,對(duì)于橋墩,視原砼開(kāi)裂程度和防腐設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行局部粘貼玻璃纖維布或整體纏繞都是可行的防裂措施;
4.4 防腐蝕設(shè)計(jì)年限要求及維修重涂間隔時(shí)間計(jì)劃
對(duì)于新建的或腐蝕尚不嚴(yán)重的橋墩砼,筆者推薦的防腐涂裝方案見(jiàn)表1 。
5 防腐施工工藝及質(zhì)量控制措施
5.1 前期工作
5.1.1 表面處理
用電動(dòng)角磨機(jī)打磨砼表面,除去表面疏松層。鑿去脹裂或松動(dòng)的砼。用水、有機(jī)溶劑等清洗砼表面,除去油脂 、污垢后自然干燥。
質(zhì)量要求:沖洗后砼表面應(yīng)潔凈、牢固密實(shí)無(wú)松動(dòng),局部砼凸面磨平,方能進(jìn)入下一工序。
5.1.2 對(duì)橋墩外露的鋼筋和型鋼進(jìn)行表面除銹處理,涂刷環(huán)氧樹(shù)脂防腐底漆二道。
5.1.3 對(duì)砼局部大的凹陷、孔油及裂縫處可以采用丙烯酸乳膠水泥砂漿進(jìn)行局部修補(bǔ),再用丙烯酸乳膠水泥膩?zhàn)优?,也可以先涂裝環(huán)氧封閉底漆,然后用環(huán)氧膩?zhàn)优窝a(bǔ)平。
5.2 封閉底漆施工
環(huán)氧封閉底漆為雙組分,在使用前將甲乙組分混合后攪拌均勻后即可使用,要求涂刷完成涂膜干燥后,砼表面密實(shí),有可見(jiàn)漆層。
5.3 環(huán)氧膩?zhàn)邮┕?/B>
將環(huán)氧膩?zhàn)影匆?guī)定比例將甲乙組分混合攪拌均勻后,滿刮一道,刮平表面。經(jīng)過(guò)中間檢查后進(jìn)入下一工序。
5.4 環(huán)氧厚膜型中間漆施工
將環(huán)氧厚膜型中涂漆按規(guī)定比例將甲乙組分混合攪拌均勻后,可采用刷涂、輥涂或高壓無(wú)氣噴涂方式施工兩道。
如需粘貼玻璃纖維布,應(yīng)先鏟除表面棱角毛刺,用砂布打磨平滑,去除浮灰。然后正確裁剪布并留有搭接余量,邊刷涂料邊鋪貼布,貼布先上后下,貼實(shí)并趕盡氣泡,不得皺褶。
5.5 脂肪族聚氨酯面漆施工
將面漆按規(guī)定比例甲乙組分混合攪拌均勻后,可采用刷涂、輥涂或高壓無(wú)氣噴涂方式施工兩道。
參考文獻(xiàn)
[1] 《海港工程砼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)規(guī)范》JTJ275-2001
[2] 《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB0046-95
[3] 《建筑防腐施工及驗(yàn)收規(guī)范》GB50212-2002