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我国之江大桥防腐涂装技术探讨

我国之江大桥防腐涂装技术探讨

大桥防腐简述

对混凝土的腐蚀成因分析,混凝土表面防腐涂料涂装防护体系被广泛应用于国内大型混凝土桥梁防腐蚀工程,大桥防腐涂装工艺和质量控制方法也日趋成熟,具有广泛的应用价值和前景。

1、工程简介

之江大桥是杭新景高速公路延伸线,全长为1724m,项目总投资达29.5亿元。之江大桥包括一座过江桥梁,2处互通,分别与320国道、之浦路相接,跨过钱塘江后与彩虹大道相接。江中主桥为双塔双索面钢箱梁斜拉桥,采用拱形门式索塔。2个主塔高约97m,主桥长478m,分3个桥孔。其中主孔跨径为246m,两边的桥孔均为116m

2、钢筋混凝土腐蚀机理

大桥结构普遍采用钢筋混凝土由于暴露于日晒、雨淋、大气污染等的长期作用下会腐蚀破坏。引起混凝土内加强钢筋腐蚀最为主要的原因是氯化物的渗透和混凝土的碳化。钢筋腐蚀产物铁锈的体积约为原先铁体积的2.5-7倍,所产生的膨胀压力会造成混凝土的开裂、剥落,裂缝的产生又会招致更多腐蚀介质的进入,引发更严重的腐蚀。

2.1碳化的产生和影响

空气中CO2渗透到混凝土内,写其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化,又称作中性化,其化学反应为:

Ca(OH)2+CO2=CaC03+H20

钢筋混凝土中水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙,使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液。氢氧化钙是一种高碱性物质,pH值在12.5以上,混凝土中钢筋与该溶液接触,表面会形成氧化亚铁面膜,它可以钝化钢筋,阻止氧接触钢筋,对钢筋起到保护作用。

氢氧化钙使钢筋处于一个碱性环境,但由于外来的酸性气体,如二氧化碳或者二氧化硫渗入混凝土与氢氧化钙发生化学反应,变成碳酸钙或硫酸钙。当大量的碳酸钙或者硫酸钙形成时,混凝土内部碱性环境受到破坏,达到一定程度时,如pH9以下时,钝态铁的保护层就失去作用,混凝土内的钢筋因为没有受到碱性环境的保护而产生锈蚀。

2.2氯化物的渗透

混凝土防腐施工及使用时不可避免接触氯化物。氯离子是一种穿透力极强的腐蚀介质,其渗透到达钢筋表面,氯离子浓度较高的局部保护膜破坏,在氧和水充足的条件下,活化的钢筋表面形成一个小阳极,未活化的钢筋表面成为阴极,结果阳极金属铁溶解,形成腐蚀坑,一般称这种腐蚀为点腐蚀。这个过程主要有下列反应:

Fe2++2Cl-+2H2OFe(OH)2+2HCl

4Fe(OH)2+O2+2H204FeOH3(铁锈)

Fe(0H)3若继续失水就形成水化氧化物FeOH,一部分氧化不完全的变成Fe304(为黑锈),在钢筋表面形成锈层。由于铁锈层呈多孔状,即使锈层较厚,其阻挡进一步腐蚀的效果也不大,因而腐蚀将不断向内部发展。

3、之江大桥混凝土涂装体系

依据《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》(JT/T695-20074.1.2.1对腐蚀类型的鉴定,之江大桥桥梁所处腐蚀环境为中腐蚀()。为了使涂层体系防护年限达到20年,适用于本工程混凝土结构大桥防腐蚀的方案见表1

4、混凝土涂装施工工艺

4.1混凝土表面处理

⑴表面处理

表面处理采用打磨的方法进行,彻底清除混凝土表面的浮浆、尖角、碎屑等杂质。

用磨机清除混凝土表面浮灰、水泥渣、脱模剂等污染物。受油污污染表面用环氧稀释剂擦洗。

对残留在混凝土表面的金属焊渣、铁钉头清除干净,疏松混凝土及其表面附着物应彻底凿除。

用磨片将模板臃痕和错台打平,打磨使错台较高部位尽量形成连续自然坡口,以形成平滑过渡区。

打磨处理完毕后用软毛刷刷除灰尘等。

⑵钢筋头、预埋件处理

将钢筋头周围的混凝土凿出三角形,伸入距混凝土表面至少2cm深处,将露出的钢筋头切除,使其低于混凝土表面2cm。将切除余下的钢筋头打磨至St3级,刷涂环氧富锌80lxm后刷涂环氧云铁中间漆120µm进行防护。

对预埋件周围的混凝土凿出三角形,伸入距混凝土表面至少2cm深处,将露出的螺栓套管打磨至St3级,刷涂环氧富锌80ILm后刷涂环氧云铁中间漆120µm进行防护。

⑶混凝土表面较大凹坑处理

混凝土表面存在较大凹坑表面及钢筋头、预埋件处理后遗留三角形凹坑表面,随大面涂装封闭漆后,用环氧树脂修补平整。

4.2混凝土涂料涂装

4.2.1混凝土涂装作业环境条件

混凝土涂装作业环境条件见表2

4.2.2混凝土涂料涂装

⑴环氧树脂封闭漆涂装

对已经表面完毕的混凝土满涂环氧树脂封闭漆,以保证封闭漆将裂缝、蜂窝、麻面、孔洞、凹坑等处充分涂覆到,基本上无厚度。

⑵刮环氧腻子

填补型环氧腻子:主要用于错台较大、疏松敲掉部值,较大的凹坑,棱角线缺陷以及切除钢筋头处、预埋件的填补。刮涂型环氧腻子,主要用于砂眼、孔洞、蜂窝、麻面等小缺陷部位以及模板痕迹等处的修补。深度大的缺陷,多次填平,每次不大于1cm

刮涂型环氧腻子,用60目砂纸打磨平整光滑;填补型环氧腻子,先用旧的砂轮片打磨平整,再用砂纸打磨平整。

打磨后清除表面浮灰。

⑶环氧云铁中间漆涂装

按产品说明书要求将涂料配好,加以规定的稀释剂,搅匀后放置15-20min

在重涂间隔期内,在合适的涂装条件下,对报检合格的表面进行环氧中间漆的刷涂或滚涂工作,滚/刷涂过程中随时用湿膜卡检测湿膜厚度,并详细记录。采用滚/刷涂方法进行施工,滚/刷涂2道,每道中间漆涂装间隔视表干时间而定,满足膜厚要求。

中间漆滚涂时要求涂层均匀、色泽一致,不得有流挂、漏涂、起泡等现象。

涂完中间漆若发现模板错位处理不合要求或基面其他缺陷时,应及时处理使符合涂装面漆的要求。

⑷面漆涂装

对中间漆层表面进行清理,检测膜厚,合格后对混凝土表面进行脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆的涂装工作。涂装2道,每道面漆涂装间隔视表干时间而定,满足膜厚要求。

5、结果检测

对抽样检测区进行目视检查.涂层应连续、均匀、平整,不允许有漏涂、流挂、变色、色差、针孔、裂纹、起泡等缺陷。

涂层厚度检测:无损型涂层测厚仪方法,按每个检测单元随机检测9个测点,以九个测点的涂层干膜厚度算术平均值代表涂层的平均干膜厚度。涂层厚度应符合“80–20”规则。

附着力检测:采用拉脱式涂层粘接强度测定仪测定涂层附着力,涂层附着力应≥1.5MPa

检测结果如表3(仅示表干区)。

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