王江鴻 唐全
(廣東汕頭海灣大橋有限公司,廣東 汕頭 515041)
汕頭海灣大橋,是我國第一座大跨徑懸索橋,主跨采用三跨雙鉸式預(yù)應(yīng)力混凝土加勁箱梁結(jié)構(gòu)體系。位于汕頭海港出入口處,地理位置接近北回歸線,常年氣溫高、濕度較大。橋址常年出現(xiàn)的大風(fēng)多為東北風(fēng),夏季多偏南風(fēng),受海洋氣候影響大。
大橋于1995年12月建成通車,分別在建設(shè)時期和運(yùn)營期間對大橋主橋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行了防腐涂裝,由于橋址所處位置特殊,大橋原有的混凝土結(jié)構(gòu)涂層已部分失效,出現(xiàn)涂層老化、龜裂、鋼筋銹蝕脹裂、混凝土脫落等現(xiàn)象。因此,需對主橋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新涂裝。
在混凝土涂裝標(biāo)準(zhǔn)方面,歐洲和日本已形成了較為完整的混凝土涂裝涂料篩選程序,并建立了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。我國在2007年頒布實施的交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T695-2007《混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面涂層防腐技術(shù)條件》是專門針對混凝土橋梁表面涂層的標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)的介紹了混凝土橋梁腐蝕環(huán)境、防腐涂層設(shè)計、施工維護(hù)等內(nèi)容。
防腐涂層設(shè)計的基本原則為:分析被保護(hù)構(gòu)件所處的腐蝕環(huán)境,根據(jù)相關(guān)防腐標(biāo)準(zhǔn)和防腐涂裝實踐,設(shè)計滿足防腐年限的涂層體系。
混凝土表面防腐涂層設(shè)計年限一般分為兩類:普通型(10年)和長效型(20年)。防腐壽命概念并非指對混凝土中鋼筋的有效保護(hù)年限。鋼筋的有效保護(hù)年限更多地依賴混凝土保護(hù)層的厚度和混凝土的結(jié)構(gòu)因素。涂層體系推遲外來腐蝕介質(zhì)到達(dá)鋼筋的時間,延緩了混凝土的腐蝕破壞。涂層體系防腐壽命概念是指涂層體系在使用周期內(nèi)能夠有效抵御外來腐蝕介質(zhì)的侵蝕,主要由涂層配套體系和使用環(huán)境來決定?;鶎訝顩r、表面處理和施工工藝決定了涂層能否有效地發(fā)揮涂層體系的防腐功效。
汕頭海灣大橋橋位區(qū)域?qū)儆诤Q蟠髿飧g環(huán)境。混凝土涂裝考慮到景觀的需要,涂料應(yīng)能耐陽光、雨水等腐蝕,保色、保光性好,涂層體系防腐年限為長效型(H),要求在20年內(nèi)沒有明顯涂層老化現(xiàn)象,顏色符合景觀設(shè)計要求。
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2.3.1 涂料基本性能要求
(1)封閉漆:適合涂裝體系的封閉漆,必須具有優(yōu)異的混凝土基面的潤濕性、滲透性,優(yōu)異的耐堿性,良好的力學(xué)性能,與混凝土基面和配套中涂具有優(yōu)異的結(jié)合力,便于施工,對施工環(huán)境條件具有較高的適應(yīng)性,濕固化環(huán)氧封閉底漆還應(yīng)對潮濕基面具有很好的潤濕性、滲透性和優(yōu)異的附著力。(2)中間漆:中間漆必須具有良好的屏蔽和抗?jié)B透性、與底層和面層涂料有良好的配套性、具有優(yōu)異的力學(xué)性能、具有優(yōu)異的施工性能和施工環(huán)境的適應(yīng)性。(3)面漆:面漆必須具有優(yōu)良的耐候性和裝飾性能,并能有效地保護(hù)整個涂層體系避免早期失效。
2.3.2 涂層基本性能要求
配套涂層體系應(yīng)具備與混凝土基面以及各配套涂層體系間很好的相容性、具有優(yōu)異的屏蔽性能、抗?jié)B透性能。能夠有效的屏蔽水、二氧化碳、氯離子等腐蝕因子的侵入;優(yōu)異的力學(xué)性能,以適應(yīng)混凝土的形變以及具備一定的裂縫彌合能力;對腐蝕環(huán)境,如陽光、濕熱、工業(yè)腐蝕性氣體具有很好的耐受性。
用角磨機(jī)將混凝土表面全面打磨,需將舊涂層全部清除干凈,至少要將舊涂層的氯化橡膠、氯化橡膠膩子以及丙烯酸涂料清除干凈,并將附著不牢的混凝土或空鼓的混凝土清除,露出結(jié)實的混凝土面。
在打磨工序完成后,清除干凈混凝土表面,再刮抹聚合物砂漿。若發(fā)現(xiàn)混凝土表面是否出現(xiàn)裂縫及其他缺陷,則先處理。
3.2.1 露筋處理
(1)沿露筋周圍用金剛切片將砼切除,形成喇叭口狀,露筋位于其中,深度大于2cm以上。(2)將露筋進(jìn)行除銹處理。(3)涂一道環(huán)氧富鋅底漆,厚度80μm,待干。(4)用填補(bǔ)型環(huán)氧砂漿將該處填平,并磨平。
3.2.2 預(yù)埋件處理
(1)沿預(yù)埋件四周將其周圍的砼切除,切成斜面,深度大于2cm以上。(2)將突出砼表面的預(yù)埋件沿根切除。(3)對該預(yù)埋件表面進(jìn)行除銹處理,達(dá)St3級,并涂上一道環(huán)氧富鋅底漆,厚度大于80μm,待干。(4)用填補(bǔ)型環(huán)氧砂漿對該部位填平,并磨平。
3.2.3 露箍筋處理
(1)將裸露箍筋周圍松散的砼,用鐵釬鑿除,直至密實面。(2)對箍筋表面用砂紙打磨至表面光亮,達(dá)到St3級除銹等級。(3)涂一道環(huán)氧富鋅底漆,厚度大于80μm,待干。(4)用填補(bǔ)型環(huán)氧砂漿對該部位重新填平,并磨平。(5)對于銹斷的箍筋用同樣型號的鋼筋焊接,并用上面工藝進(jìn)行處理。
3.2.4 裂縫處理
(1)對于小于0.1mm的裂縫,用涂層封閉即可。(2)對于大于0.1mm而小于0.3mm的裂縫,經(jīng)確認(rèn)后,將裂縫鑿成V型槽,深度大于2cm,再用環(huán)氧膩子嵌縫填補(bǔ)。(3)對于大于0.3mm的裂縫,進(jìn)行灌漿處理。
3.2.5 對較大的蜂窩及孔洞修整
按其全部深度鑿開薄弱的混凝土層和個別突出的骨科顆粒,盡量剔成喇叭口,外邊大些,然后用鋼絲刷仔細(xì)清理表面,待干燥后再用膩子填平并磨平。
3.2.6 銹蝕點(diǎn)的修補(bǔ)
如果露筋銹蝕,則按露筋工藝,有個別砼橫面鋼筋銹蝕且外層水泥已剝落,對于該部位,應(yīng)鑿去與鋼筋銜接部分混凝土,清除的混凝土深度應(yīng)至少超過鋼筋20mm,使修補(bǔ)材料能很好地包圍鋼筋和原有的混凝土,腐蝕的鋼筋應(yīng)徹底清除鐵銹,對于鋼筋腐蝕嚴(yán)重有效面積減少,應(yīng)增焊相應(yīng)面積鋼筋補(bǔ)強(qiáng),處理完后,刷涂防銹漆再用環(huán)氧水泥砂漿將該處填平。對于只見銹蝕,未見露筋的點(diǎn),應(yīng)將該點(diǎn)擴(kuò)大,按除銹,涂底漆,填環(huán)氧砂漿的工藝進(jìn)行修復(fù)。
3.2.7 涂封閉漆
涂裝前,進(jìn)行濕度測定砼基層含水率合格,方可涂裝。涂裝環(huán)境條件及涂料配制按涂料產(chǎn)品說明書要求進(jìn)行。封閉漆涂裝注意裂縫蜂窩、麻面、孔洞、砂眼、凹坑處不要漏漆。
3.2.8 涂裝中間漆
涂裝中間漆在膩子打磨后進(jìn)行。中間漆涂裝后,用肉眼即能較容易發(fā)現(xiàn)砼表面缺陷。對需要打磨的部位進(jìn)行打磨,補(bǔ)涂中間漆,并對低凹部位補(bǔ)刮膩子后打磨。該工作應(yīng)盡量在第一道中間漆以后進(jìn)行。
兩道中間漆間隔時間應(yīng)在8小時以上,16小時以后可進(jìn)行面漆涂裝。
3.2.9 面漆涂裝
由于氟碳面漆對濕氣較為敏感,應(yīng)選擇晴朗天氣施工。兩道漆間隔時間4小時以上。
3.2.10 補(bǔ)涂
對需要補(bǔ)涂的位置,應(yīng)按原涂層要求順序進(jìn)行補(bǔ)涂。
跨海大橋因其所處位置特殊,受海洋性氣候影響大,隨著時間推延,外界環(huán)境中的水、氧、二氧化碳和氯離子等均有可能透過混凝土保護(hù)層而滲入到鋼筋,導(dǎo)致鋼筋腐蝕,對大橋結(jié)構(gòu)安全造成影響。通過對混凝土結(jié)構(gòu)的防腐涂裝,能盡可能的延長混凝土的使用壽命,有效的隔絕混凝土以及其中的鋼筋與有害物質(zhì)的接觸,從而起到防護(hù)的作用。涂裝后的汕頭海灣大橋,結(jié)構(gòu)安全性進(jìn)一步得到提升,延長了橋梁使用壽命,保證了運(yùn)營的安全。
在當(dāng)前國內(nèi)大跨徑橋梁建設(shè)突飛猛進(jìn)的情況下,加強(qiáng)對橋梁混凝土結(jié)構(gòu)防腐涂裝的研究顯得尤為必要。
[1]李運(yùn)德等.混凝土結(jié)構(gòu)防腐涂裝市場前景及技術(shù)發(fā)展趨勢[J].中國涂料,2009-08-10.