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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(xué)腐蝕。空氣中ＣＯ２氣滲透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化，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(zhì)對鋼筋有良好的保護作用，使鋼筋表面生成難溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，稱為純化膜。碳化后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，鋼筋開始生銹。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(shù)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(jié)構(gòu)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，由于碳酸氣、氯離子的滲透引起混凝土中性化。 ② 鋼筋的腐蝕：由于浸入的水、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(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），混凝土產(chǎn)生裂紋。 ④ 強度降低：腐蝕物質(zhì)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(jié)構(gòu)的強度降低，從而大大縮短橋梁的使用壽命。 采用防腐涂料對橋梁混凝土結(jié)構(gòu)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層屏蔽阻隔層，以阻止氯離子、二氧化碳等腐蝕介質(zhì)浸入混凝土造成腐蝕。 ② 對于已碳化、疏松和開裂的混凝土表面起增強作用。 ③ 通過涂裝可使橋梁獲得與周圍環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)的色彩。 2、混凝土防腐蝕涂料的選用 由于混凝土屬于強堿性建筑材料，因而要求混凝土防腐蝕涂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效性。對于海邊橋梁混凝土結(jié)構(gòu)，其表面涂層應(yīng)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(nèi)不出現(xiàn)嚴重粉化及變色、脫落、開裂等現(xiàn)象。 根據(jù)JTJ275-2001《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》、GB50046—95《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》和GB50212—2002《建筑防腐施工及驗收規(guī)范》等相關(guān)標準要求，環(huán)氧樹脂涂料、聚氨酯涂料、氯化橡膠涂料、乙烯樹脂涂料、丙烯酸樹脂涂料等被認為是適用的涂料品種，根據(jù)國內(nèi)外橋梁混凝土防腐涂裝的經(jīng)驗來看，選用以下涂料可以獲得良好的涂裝效果： 2.1滲透型環(huán)氧封閉底漆 由于混凝土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其表面強度，增加涂層與混凝土的附著力，還起到增加涂層封閉性和抗?jié)B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(yīng)固化后錨固和封閉基面，為后道涂裝提供良好表面。 2.2環(huán)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(huán)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涂層耐久性，提高涂層的抗?jié)B透性。 2.3屏蔽型環(huán)氧厚膜型中涂漆 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，涂裝后增加涂層厚度，增強整個涂層的抗?jié)B透性。 2.4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，在強烈日光紫外線照射不易降解、粉化和變色，能使涂層長期保持良好外觀。 3、橋梁混凝土涂裝配套方案 橋梁混凝土涂裝方案的確定要考慮以下因素: 3.1所處腐蝕環(huán)境：包括水上或水下，浪濺區(qū)、承重梁或路面等； 3.2混凝土表面狀況:是否有開裂現(xiàn)象，表面平整光滑度，疏松度和強度等； 橋梁建成后，如未對混凝土表面進行防腐處理，在經(jīng)過若干年后，混凝土表面可能因腐蝕出現(xiàn)裂紋、松動、凹陷、孔洞等現(xiàn)象，隨使用時間而程度不同。在涂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(shè)計要求：如果已出現(xiàn)混凝土內(nèi)鋼筋腐蝕造成混凝土開裂，涂裝后是不能保證涂層因混凝土的進一步開裂而出現(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，對于橋墩，視原混凝土開裂程度和防腐設(shè)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(shè)計年限要求及維修重涂間隔時間計劃。 對于新建的或腐蝕尚不嚴重的橋墩混凝土，推薦的防腐涂裝方案如下： 類別 所用涂料或材料 施工方式 涂膜厚度 參考用量 基面處理 見4.1條 封閉底漆 FPP502環(huán)氧封閉底漆 采用輥涂、刷涂或噴涂方式涂裝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(huán)氧膩子 采用刮涂方式滿刮一道，直至表面平整順滑。 / 0.3 中涂漆 EPM333環(huán)氧厚膜型中涂漆 采用輥涂、刷涂或無空氣噴涂方式涂裝2道。 150 0.4 面漆 PU413脂肪族聚氨酯面漆 采用輥涂、刷涂或噴涂方式涂裝2道。 80 0.22
采用該涂裝方案，在海洋大氣環(huán)境下，15年內(nèi)不需重涂和維修。 注：對于不同的涂裝方式和不同的環(huán)境，涂料用量的數(shù)值會有不同。 4、橋墩防腐施工工藝及質(zhì)量控制措施 4.1前期工作 4.1.1表面處理 搭設(shè)腳手，安裝吊船，經(jīng)安全檢查后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，沖洗后自然干燥。 質(zhì)量要求為：沖洗后混凝土表面應(yīng)潔凈、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銹處理，涂刷環(huán)氧樹脂防銹底漆二道。 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，也可以先涂裝環(huán)氧封閉底漆，然后用環(huán)氧膩子批刮補平。 4.2封閉底漆施工 環(huán)氧封閉底漆為雙組份，在使用前將甲乙組份混合后攪拌均勻后即可使用，要求涂刷完成涂膜干燥后，混凝土表面密實，有可見漆層。 4.3環(huán)氧膩子施工 將環(huán)氧膩子按規(guī)定比例將甲乙組份混合攪拌均勻后，滿刮一道，刮平表面。經(jīng)過中間檢查后進入下一工序。 4.4環(huán)氧厚膜型中涂漆施工 將環(huán)氧厚膜型中涂漆按規(guī)定比例將甲乙組份混合攪拌均勻后，可采用刷涂、輥涂或高壓無空氣噴涂方式施工兩道。 注：如需粘貼貼玻璃纖維布，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，貼實并趕盡氣泡，不得皺褶。 4.5脂肪族聚氨酯面漆施工 將面漆按規(guī)定比例將甲乙組份混合攪拌均勻后，可采用刷涂、輥涂或高壓無空氣噴涂方式施工兩道。 4.6質(zhì)量檢查 該工程可執(zhí)行如下規(guī)范和標準： “海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范”JTJ275-2001 ”建筑防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范” GB50212-2002 “建筑防腐蝕工程質(zhì)量檢驗評定標準” GB50224-95
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