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        沿海水閘砼防腐處理探討

        2012-04-29 00:44:03鞏向鋒趙昌遷
        科技資訊 2012年30期
        關(guān)鍵詞:混凝土

        鞏向鋒 趙昌遷

        摘 要:海洋和近海地區(qū)接觸海水氯化物的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)按海洋氯化物環(huán)境進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。對(duì)處于化學(xué)侵蝕性環(huán)境中的混凝土,應(yīng)采用抗侵蝕性水泥,摻用活性摻合料,必要時(shí)可采用特殊的表面涂層等防護(hù)措施。本文結(jié)合膠州市云溪河防洪閘,對(duì)沿海砼防腐處理進(jìn)行了方案比選,提出了處理方案,取得了較好的應(yīng)用效果。

        關(guān)鍵詞:沿海水閘 混凝土 防腐處理

        中圖分類(lèi)號(hào):TU47 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2011)10(c)-0023-02

        1 防腐處理的必要性

        云溪河防洪閘位于云溪河入大沽河主河槽(樁號(hào)109+000)西側(cè)900 m,距膠州灣2 km,與營(yíng)舊公路跨云溪河橋合建。防洪閘主要工程內(nèi)容包括上游護(hù)底、上游鋪蓋、閘室、下游消力池、海漫、防沖槽、檢修橋等內(nèi)容。

        根據(jù)中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2009年5月1日實(shí)施的《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB/T50476-2008)的相關(guān)要求,海洋和近海地區(qū)接觸海水氯化物的配筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件,應(yīng)按海洋氯化物環(huán)境進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)。

        根據(jù)中華人民共和國(guó)水利部2009年2月10日實(shí)施的《水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(SL191-2008)3.3.10條的規(guī)定,對(duì)處于化學(xué)侵蝕性環(huán)境中的混凝土,應(yīng)采用抗侵蝕性水泥,摻用活性摻合料,必要時(shí)可采用特殊的表面涂層等防護(hù)措施。

        由于云溪河防洪閘距膠州灣只有2 km,海水經(jīng)常性的侵蝕防洪閘砼。因此,從工程的耐久性和經(jīng)濟(jì)性角度考慮,對(duì)云溪河防洪閘的砼進(jìn)行防腐處理是非常有必要的。

        2 防腐處理方案

        本工程設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況,選取了兩種防腐方案進(jìn)行比選。

        方案一:涂抹環(huán)氧樹(shù)脂表面防腐。

        (1)環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)點(diǎn)。

        ①環(huán)氧樹(shù)脂含有多種極性基團(tuán)和活性很大的環(huán)氧基,因而與金屬、玻璃、水泥、木材、塑料等多種極性材料,尤其是表面活性高的材料具有很強(qiáng)的粘接力,同時(shí)環(huán)氧固化物的內(nèi)聚強(qiáng)度也很大,所以其膠接強(qiáng)度很高。

        ②環(huán)氧樹(shù)脂固化時(shí)基本上無(wú)低分子揮發(fā)物產(chǎn)生。膠層的體積收縮率小,約1%~2%,是熱固性樹(shù)脂中固化收縮率最小的品種之一,因此內(nèi)應(yīng)力小,對(duì)膠接強(qiáng)度影響小。加之環(huán)氧固化物的蠕變小,所以膠層的尺寸穩(wěn)定性好。

        ③環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑及改性劑的品種很多,可通過(guò)合理而巧妙的配方設(shè)計(jì),使膠黏劑具有所需要的工藝性,并具有所要求的使用性能。

        ④耐腐蝕性及介電性能好。能耐酸、堿、鹽、溶劑等多種介質(zhì)的腐蝕。體積電阻率1013~1016 Ω·cm,介電強(qiáng)度16~35 kV/mm。

        ⑤通用型環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑及添加劑的產(chǎn)地多、產(chǎn)量大,配制簡(jiǎn)易,可接觸壓成型,能大規(guī)模應(yīng)用。

        ⑥從經(jīng)濟(jì)角度看,它的價(jià)格與聚脲比較相對(duì)較低。

        (2)環(huán)氧樹(shù)脂的缺點(diǎn)。

        ①不增韌時(shí),固化物一般偏脆,抗剝離、抗開(kāi)裂、抗沖擊性能差。

        ②對(duì)極小的材料粘接力小,必須先進(jìn)行表面活化處理。

        ③有些原材料如活性稀釋劑、固化劑等有不同程度的毒性和刺激性。

        (3)實(shí)施方案。

        建議橋墩、閘底板、閘墩、消力池砼采用涂抹環(huán)氧樹(shù)脂表面防腐。

        材料選用環(huán)氧樹(shù)脂E-44,涂抹分底層、中層、和面層,總厚度不小于0.3 mm。

        環(huán)氧樹(shù)脂涂抹面積12550 m2,單價(jià)60元/m2,共計(jì)約75.3萬(wàn)元。

        方案二:噴涂聚脲表面防腐。

        (1)聚脲優(yōu)點(diǎn)。

        ①不含催化劑,快速固化,可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型,不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象,5 s凝膠,1 min即可達(dá)到步行強(qiáng)度。

        ②對(duì)濕氣、溫度不敏感,施工時(shí)不受環(huán)境溫度、濕度的影響。

        ③優(yōu)異的理化性能,如抗張強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、柔韌率、耐磨性、耐老化、防腐蝕等。

        ④具有良好的熱穩(wěn)定性,可在120 ℃下長(zhǎng)期使用,可承受350 ℃的短時(shí)熱沖擊。

        ⑤使用成套設(shè)備,施工方便,效率極高,一次施工即可達(dá)到設(shè)計(jì)厚度要求,克服了以往多層施工的弊病。設(shè)備配有多種切換模式,既可噴涂,也可澆注。

        ⑥可以像普通涂料一樣,加入各種顏、染料,制成不同顏色的制品。

        ⑦原形再現(xiàn)性好,涂層連續(xù)、致密,無(wú)接縫、無(wú)針孔,美觀實(shí)用。

        (2)聚脲缺點(diǎn)。

        價(jià)格與環(huán)氧樹(shù)脂比較相對(duì)較高。

        (3)實(shí)施方案。

        建議橋墩、閘底板、閘墩、消力池砼采用噴涂聚脲表面防腐。

        聚脲表面防腐材料選用聚脲spua-4,噴涂遍數(shù)為2~3遍,厚度不小于2 mm。

        聚脲噴涂面積12550 m2,單價(jià)200元/m2,共計(jì)約251萬(wàn)元。

        3 方案選擇

        由于本工程涂抹面積大,且為固定建筑物,無(wú)較大沖擊力影響,建議選用方案一,即價(jià)格低廉的環(huán)氧樹(shù)脂作為防腐涂層。

        4 施工工藝及措施

        (1)表面處理:規(guī)范性的表面處理是防腐涂料賴(lài)以附著于基體表面必不可少的前提,是最大限度的發(fā)揮涂料防腐性能的基礎(chǔ),表面處理好壞,直接影響涂料的附著力、施工質(zhì)量和使用壽命。

        混凝土表面處理。

        ①用鏟刀、鋼絲刷或磨光機(jī)除去表面已經(jīng)起鼓、剝皮的老化漆膜、浮塵、水泥渣及疏松的混凝土顆粒,并用清洗劑徹底清洗干凈。

        ②混凝土基體必須堅(jiān)固、密實(shí)、平整,不應(yīng)有起砂、起殼、裂縫、蜂窩麻面及油污現(xiàn)象。

        ③基體表面必須進(jìn)行表面處理,在深為20 mm厚度內(nèi),混凝土含水率不應(yīng)大于6%,特別是橋墩、橋臺(tái)底部應(yīng)做徹底的清理,保證創(chuàng)造并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)施工條件。

        (2)涂料的調(diào)配:所用材料開(kāi)桶后應(yīng)首先檢查是否有失效或結(jié)皮現(xiàn)象,如果失效杜絕使用,結(jié)皮應(yīng)從桶中取出,不允許搗碎混入漆液中,使用前必須充分?jǐn)嚢?,將桶底沉積的顏料和填料全部攪起并攪拌均勻,以保證涂膜成份及性能的一致性,確保涂料的質(zhì)量及與金屬表面的附著力。攪拌均勻的涂料經(jīng)過(guò)濾除去涂料中的雜質(zhì)和臟物,方可使用。調(diào)料時(shí)應(yīng)根據(jù)環(huán)境條件加入適量的專(zhuān)用稀釋劑,將涂料調(diào)至適宜操作的粘度,一般濃度以35~40 s為宜。稀釋劑只能用明確規(guī)定的稀釋劑。環(huán)氧樹(shù)脂是雙組份涂料,調(diào)配時(shí)應(yīng)分別按照說(shuō)明書(shū)中各自的配比使用方法調(diào)配,并充分?jǐn)嚢杈鶆颍詡浜笥?。底漆為增加涂料與基體的浸潤(rùn)能力和粘結(jié)力應(yīng)適當(dāng)?shù)恼{(diào)稀一些,濃度以25~35 s為宜,面漆調(diào)制35~40 s為宜。

        (3)涂裝方法:精心施工,規(guī)范性涂裝是保證質(zhì)量和防腐效果的重要保證,本項(xiàng)目混凝土結(jié)構(gòu)計(jì)劃采用環(huán)氧樹(shù)脂2底3面。漆膜厚度180 um左右。

        1)施工工藝流程。

        表面處理涂刷環(huán)氧樹(shù)脂底漆一道涂刷環(huán)氧樹(shù)脂中間漆一道刷環(huán)氧樹(shù)脂中間漆一道涂刷環(huán)氧樹(shù)脂面漆一道涂刷環(huán)氧樹(shù)脂面漆一道驗(yàn)收移交(漆膜厚度達(dá)180 um)。

        2)施工方法:采用人工刷涂和機(jī)械噴涂。

        ①涂刷底漆:表面處理驗(yàn)收合格后,在6 h內(nèi)涂刷已經(jīng)調(diào)制好的環(huán)氧底漆,底漆起著承上啟下的作用,與基體有優(yōu)異的附著力,第一道底漆涂刷前,應(yīng)用棉紗蘸汽油首先將表面擦洗干凈,除去表面的雜物和浮塵,底漆要求均勻一致,無(wú)流淌、無(wú)漏涂、無(wú)針孔、無(wú)氣泡,表面漆膜要光滑,薄厚一致。漆膜厚度25~35 um。底漆用量80~90 g/m2。轉(zhuǎn)彎處、陰陽(yáng)角要多刷一遍。涂刷時(shí),立面要先上后下、先左后右、先難后易、縱橫交錯(cuò)涂刷。待第一道底漆自然固化后,表面除出雜物和浮塵,即可用同樣的方法涂刷第二道環(huán)氧樹(shù)脂底漆。第二道底漆的厚度35~40 um,用量100 g/m2左右,并保證無(wú)針孔、無(wú)流淌、無(wú)漏涂,表面應(yīng)平整、均勻、豐滿,光澤一致?;炷帘砻婵影疾黄教?、裂縫和漏點(diǎn)應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂膩?zhàn)犹钛a(bǔ)找平,然后在進(jìn)行涂刷第二道環(huán)氧樹(shù)脂底漆的涂刷。

        ②涂刷中間漆:待環(huán)氧樹(shù)脂底漆自然固化24 h基本干燥后,經(jīng)驗(yàn)收合格,即用同樣的涂刷方法涂刷環(huán)氧樹(shù)脂中間漆,每道涂料用量110~125 g/m2,漆膜厚度為45 um,并保證無(wú)針孔、無(wú)流淌、無(wú)漏涂,表面應(yīng)平整、均勻、豐滿,光澤一致。

        ③涂刷面漆:待中間漆徹底干燥,并檢驗(yàn)合格后,除去表面浮塵,即可涂刷第一道環(huán)氧樹(shù)脂面漆,用量100~125 g/m2,漆膜厚度40~50 um;待第一層面漆干燥后,依次涂刷第二道面漆,厚度為80~100 um,最后一道面漆是關(guān)鍵的一道工序,涂刷時(shí)一定要保證漆液豐滿、顏色均一、光滑平整,有一定的光澤,外觀美觀一致。

        (4)注意事項(xiàng)。

        ①涂刷時(shí)層間應(yīng)縱橫交錯(cuò),每層宜往復(fù)進(jìn)行,涂刷要均勻一致,表面要光滑、平整、無(wú)氣泡、無(wú)漏涂、外觀要光澤一致。

        ②涂刷后每層要用濕膜測(cè)厚儀測(cè)量濕膜厚度,保證干膜達(dá)到設(shè)計(jì)厚度。

        ③嚴(yán)格控制間隔時(shí)間,根據(jù)氣候環(huán)境和實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn),確定適宜的間隔時(shí)間,每道涂料的施工必須控制在上一道工序驗(yàn)收合格之后,才能進(jìn)行下一道工序的施工。

        ④涂刷施工的適宜溫度應(yīng)在5~35 ℃之間,濕度低于80%,露點(diǎn)溫度3 ℃上,風(fēng)、雨、雪、霧和較大風(fēng)塵天氣環(huán)境,杜絕施工。

        ⑤涂裝后4 h內(nèi)應(yīng)有保護(hù)措施,免受雨水淋的應(yīng)急措施,并應(yīng)保持周?chē)h(huán)境的清潔,防止灰塵污染。

        ⑥認(rèn)真執(zhí)行驗(yàn)收規(guī)范,作好全過(guò)程質(zhì)量控制工作,施工中要認(rèn)真作好自檢、互檢,發(fā)現(xiàn)不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的部位,要及時(shí)進(jìn)行翻工、修補(bǔ)。

        5 應(yīng)用效果

        在橋墩、閘底板、閘墩、消力池砼表面采用涂抹環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行防腐處理,既能保證防腐質(zhì)量,減少了海水對(duì)砼的腐蝕,又能降低工程投資。環(huán)氧樹(shù)脂防腐處理在膠州市云溪河防洪閘中的成功應(yīng)用,可作為其他同類(lèi)工程的參考依據(jù)。

        參考文獻(xiàn)

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