摘要:介紹了硅烷浸漬和環(huán)氧涂層兩種工藝一起用于黃海大橋海工混凝土結(jié)構(gòu)的防腐情況,實踐證明,經(jīng)硅烷浸漬的海工混凝土具有良好的耐腐蝕和耐久性,環(huán)氧涂層能夠顯著提高混凝土的抗氯離子滲透性能。
關(guān)鍵詞:硅烷浸漬,環(huán)氧涂層,防腐,應(yīng)用
橫跨海灣或江河的橋梁會受到海水的腐蝕。黃海大橋是洋口港陸島跨海通道,建設(shè)總長度10.05km,橋梁全寬11.5m。大橋一頭連著大陸,一頭通向人工島。為了提高橋梁的使用壽命,對位于浪濺區(qū)和水位區(qū)的混凝土表面及預(yù)應(yīng)力混凝土梁、濕接縫、邊梁端部錨頭區(qū)等部位要進行防腐處理,處理面積約50000m2。硅烷浸漬和環(huán)氧涂層是海工混凝土結(jié)構(gòu)防腐中常用的兩種工藝。黃海大橋混凝土結(jié)構(gòu)物表面采用硅烷浸漬和環(huán)氧涂層兩道防護措施,為混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、抗海水侵蝕的性能提供了有力的保證。
1施工工藝流程
施工工藝流程見圖1
2硅烷浸漬噴涂
2.1硅烷材料的介紹和優(yōu)點
本工程采用德邦DB-H538硅烷,屬異丁烯三乙氧基硅烷單體硅烷浸漬材料。該物質(zhì)與暴露在酸性或堿性環(huán)境中的空氣及基底中的水分反應(yīng),生成羥基團。這些羥基團與基底和其本身結(jié)合,形成一斥水處理層,從而抵制水分浸入到基底中。使混凝土基面具有斥水性,并保留混凝土原有的外觀。
硅烷浸漬工藝的優(yōu)點:1)優(yōu)異的防水性及防氯離子滲透性;2)紫外線穩(wěn)定性,減少風(fēng)化損壞;3)透氣性,減少凍融損害;4)無色,均勻,中性外觀;5)耐久性強,長效保護。
2.2硅烷噴涂
在使用硅烷噴涂前必須先清潔混凝土表面,除去灰塵、污水、油脂、浮漿皮、油漆等阻礙產(chǎn)品滲入的外層物質(zhì);需要打磨的,必須將打磨表面浮灰清理干凈,做到平整干凈;并要清除分層、松散、剝落的混凝土。黃海大橋硅烷浸漬采用低壓噴涂,噴涂兩遍,噴涂量為180mL/m2~240mL/m2,間隔時間為4h~6h,這樣在上層完全固化情況下,以達到更高的滲透深度。由于水位變動區(qū)受漲落潮影響,間隔時間不能滿足4h~6h的要求,需要添加固化劑,加快固化時間。噴涂硅烷的混凝土齡期應(yīng)不少于20d,或混凝土修補后不少于14d,且混凝土表面應(yīng)為面干狀態(tài),下雨或有強風(fēng)、強陽光直射時不得進行噴涂作業(yè)。浸漬硅烷作業(yè)應(yīng)自下向上連續(xù)噴涂,被噴涂立面至少有5s保持目測是濕的狀態(tài),而頂面或底面至少有5s保持目視為濕鏡面狀態(tài)。噴涂過程中,要做好施工記錄,施工完成后基面裸露自然風(fēng)干即可。
2.3硅烷浸漬的施工規(guī)定
1)噴涂硅烷的混凝土齡期應(yīng)不少于28d,或混凝土修補養(yǎng)生不少于14d;2)混凝土表面溫度應(yīng)在5℃~40℃之間;3)浸漬所需的硅烷材料使用前方可啟封,并應(yīng)在啟封后72h內(nèi)用完,否則應(yīng)予廢棄;4)應(yīng)避免硅烷材料與氯丁橡膠、瀝青質(zhì)密封材料等其他可能與之發(fā)生反應(yīng)的材料接觸;5)不能在雨、霧及大風(fēng)的條件下施工;6)施工現(xiàn)場附近應(yīng)無明火,操作人員應(yīng)佩戴必要的安全防護措施。
2.4硅烷浸漬驗收
硅烷浸漬質(zhì)量驗收按《黃海大橋混凝土工程專用檢測防腐》規(guī)定的硅烷浸漬測試方法進行,每驗收批取兩個芯樣進行吸水率、硅烷浸漬深度和氯化物吸收量的降低效果測試,當任一驗收批硅烷質(zhì)量的三項測試結(jié)果中任一項不能滿足硅烷浸漬質(zhì)量控制標準規(guī)定時,該驗收批應(yīng)重新浸漬硅烷。
3環(huán)氧涂層施工
3.1環(huán)氧涂層的介紹和優(yōu)點
該涂層材料分為:底層用環(huán)氧樹脂封閉漆;中間層用環(huán)氧樹脂漆;面層用聚氨酯磁漆,分層涂刷。所用涂層材料都按一定的比例與稀釋劑進行調(diào)配,并加入適當?shù)墓袒瘎?。涂層設(shè)計年限為20年。環(huán)氧涂層的優(yōu)點:1)具有良好的疏水性能,耐淡水、海水、有機溶劑和化學(xué)腐蝕,其化學(xué)穩(wěn)定性高;2)具有較大的滲透半徑和凝固體積比,遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出CO2,由氣體產(chǎn)生的壓力推動漿液向深處擴散,形成堅韌的固結(jié)體;3)涂層與混凝土基層粘結(jié)性能優(yōu)異,可直接在潮濕的水泥基材表面噴涂,并且光滑、耐磨,外觀漂亮;4)具有較大的滲透半徑和凝固體積比,遇水發(fā)生化學(xué)反應(yīng);5)灌漿膠的粘度及固化速度可根據(jù)工程需要調(diào)節(jié)。
3.2環(huán)氧涂層的施工
在正式施工前,要進行小面積試驗測定涂料耗用量和濕膜的厚度,以及涂層經(jīng)7d自然養(yǎng)護后用磁性干膜測厚儀測定其平均干膜厚度并隨機找3個點用拉脫式涂層粘結(jié)力測試儀測定其涂層的粘結(jié)強度,掌握涂料的性能,來指導(dǎo)涂料的調(diào)配和施工。涂層施工前要進行混凝土表面處理。用水泥或與涂層涂料相容的填充料修補蜂窩、麻面等明顯的缺陷,用高壓水或各種動力打磨工具清除表面碎屑,并清除油污。
涂層施工采用輥涂的方法:施工時將滾刷浸入涂料,取出時清去過量的涂料。將輥筒的1/3或1/2浸入涂料中,然后在容器的板面上來回滾動幾次,使輥筒均勻浸透涂料。將輥筒按W形輕輕地在結(jié)構(gòu)物表面滾動,將涂料大致分布在被涂結(jié)構(gòu)物表面上。在結(jié)構(gòu)物表面涂裝時,先水平方向輥涂,隨著輥筒上涂料的減少,滾動的速率可適當加快,待輥筒上的涂料基本用完,再沿垂直方向滾動,把厚薄不均的涂料趕平,直到涂層均勻為止。最后一道涂裝時,輥子應(yīng)按一定方向滾動,滾平后進行修飾。
3.3涂層施工的規(guī)定
在進行防腐涂刷時,應(yīng)調(diào)整好稀釋比例后進行涂刷。底漆應(yīng)完全浸透混凝土表面。施工過程中需要注意涂料的濃度,同時要盡量避免因油漆滲入基層有孔的地方而造成“發(fā)啞”現(xiàn)象。施工后混凝土表面做到剛好被滲透封閉而不能出現(xiàn)鏡面狀,利于下道涂料的粘結(jié)。各層涂層涂裝后養(yǎng)護必須要達到各層涂料規(guī)定的表干間隔時間且需在重涂間隔期內(nèi)進行下一道涂裝工序。
根據(jù)防腐涂料的性能,在25℃~35℃環(huán)境下,一般而言,封閉底漆涂裝完成后約2h~4h左右可以達到表干狀態(tài);中間漆每道涂層涂裝完成后約2h~4h左右可以達到表干狀態(tài),中間漆最后一道涂層與面漆間隔時間一般需4h~6h左右。
涂裝施工不得隨意變更設(shè)計確定的涂料品種及生產(chǎn)廠家,當遇到特殊情況需要變更時,由設(shè)計部門重新設(shè)計及選定相應(yīng)的涂料品種,但不得降低設(shè)計使用年限要求。
涂料及稀釋必須有產(chǎn)品出廠檢驗合格證書,并在有效期內(nèi)使用。
3.4涂層檢測涂層涂裝完成后7d自然養(yǎng)護后,進行涂層干膜厚度測定,表濕區(qū)涂層系統(tǒng)的平均干膜厚度應(yīng)不小于400μm,最小干膜厚度不小于其80%。表干區(qū)涂層系統(tǒng)總干膜平均厚度應(yīng)不小于350μm,總干膜最小厚度不小于其80%。當不符合上述要求時,應(yīng)根據(jù)情況進行局部或全面補涂,直至達到要求的厚度。用拉脫式涂層粘結(jié)力測試儀測定涂層與混凝土表面的粘結(jié)強度,粘結(jié)力不得小于1.5MPa。
4結(jié)語
根據(jù)大橋美觀的需要,涂層還可以調(diào)配成理想的顏色,但經(jīng)濟成本也要相應(yīng)的提高。實踐表明,硅烷浸漬和環(huán)氧涂層皆能明顯提高混凝土的防腐性能。黃海大橋是首座把硅烷浸漬和環(huán)氧涂層兩種工藝一起用于混凝土結(jié)構(gòu)防腐的應(yīng)用實例。從理論上講,兩種工藝一起應(yīng)用更能提高混凝土的防腐性能,但這個結(jié)果還有待若干年后的進一步調(diào)查論證。