公路桥涵水中混凝土结构施工中的防腐蚀工艺与后期维护论文_黄景波,韩冬

公路桥涵水中混凝土结构施工中的防腐蚀工艺与后期维护论文_黄景波,韩冬

中建八局第二建设有限公司 山东省济南市 250000

摘要:在公路发展中,混凝土作为主要施工材料,其质量问题引起人们重视。混凝土因具有刚度大、强度高、稳定性好等优点在现代化工程项目中得到了广泛的应用,为了保证桥梁工程的施工质量,设计者一般都会对混凝土采取耐久性防护措施来提高其防腐性能与耐久性能,从而保证桥涵工程投入使用之后延长其使用寿命。本文针公路桥涵水中混凝土结构施工中的防腐蚀工艺与后期维护进行分析,以有效保障公路桥涵使用寿命。

关键词:公路桥涵;水中混凝土;防腐蚀工艺;后期维护

引言

经济的发展和科学的进步,我国关于混凝土的耐久性能研究越来越深入,对于混凝土结构的防腐要求也大大地提升,并提出了高性能混凝土的概念。在公路桥涵施工中,提升混凝土结构的防腐蚀效果,对提升整个建筑工程的施工质量,提高工程的耐用性能等具有非常重要的意义。

1混凝土结构物所处的环境

1.1环境对混凝土结构耐久性产生影响的具体分类

根据混凝土耐久性能的环境影响因素,我们可以将其环境氛围以下几种类型。(1)碳化与酸雨环境会对混凝土结构的耐久性产生一定的影响,因为酸雨、碳化会腐蚀钢筋。(2)氯盐侵蚀环境会对混凝土结构产生一定的影响,对钢筋产生严重的腐蚀作用。(3)冻融环境会对混凝土结构产生一定的影响,如果出现反复冻融环境,那么混凝土的性能必然会降低,最终影响到其整体性与耐久性。(4)硫酸盐腐蚀环境对混凝土结构产生的影响,硫酸盐等化学物质是一种刺激性较强的物质,会对钢筋产生严重的影响。(5)磨蚀环境会对混凝土结构产生严重的影响,致使混凝土结构的质量达不到理想的效果。

1.2环境对混凝土结构防腐蚀性能产生影响的具体分类

从我国相关规范制度中可以看出,对于混凝土防腐蚀能力的环境而言,可以分为六等级,即:A(可忽略不计的腐蚀)、B(轻度腐蚀)、C(中度腐蚀)、D(严重腐蚀)、E(很严重腐蚀)、F(极度腐蚀)。其中在不同的环境下,钢筋混凝土结构所受到的影响程度也就有很大的区别,这就需要技术人员严格按照规定要求对其进行分析,以确定其腐蚀程度,再采取措施对其进行合理的设计,从而提高其防腐蚀能力。

2公路桥涵水中混凝土结构防腐方案策划

根据施工客观环境确定合理的涂层区域,一般情况下,桥梁水中墩的防腐处理区域是从河流底端到常水位50cm处,对于超出常水位50cm的区域,主要是对底板和墙身粉刷防腐材料即可。

根据施工要求确定防腐方案,为保证施工效果,一般要求涂刷3层不同的防腐涂层:第1层涂刷底漆,主要起到基础的作用,双组分环氧封闭底漆施工效果表现优良;之后是涂刷双组分环氧沥青,其作为主要的防腐涂料在整体防腐处理中尤为重要;最后是双组分丙烯酸,作为防腐的面漆,也是施工中最后的关键。其中,第1层底漆的主要配料是环氧树脂、必要的助力剂和聚酰胺固化剂,优点是抗腐蚀性、耐酸碱度,实际应用情况良好;第2层防腐漆的主要配料包括由环氧树脂、煤焦油沥青和少量的固化剂等,其在整体施工中最为重要,不仅占有了第1层底漆的优势,还表现出良好的柔韧度,密闭性更强,抗腐防变能力更强,黏合性表现良好;第3层面漆的主要配料是丙烯酸树脂、所需颜料和异氨酸脂固化剂等,其在抗酸碱、抗洗刷、抗冲水能力表现优异,作为最后一道工序密闭完整性能也很不错。施工过程中需要保证涂料品种的品牌、生产厂家和批号保持不变。

防腐材料的性能及要求如下:

1)底漆:其主要配料是环氧树脂、助力剂和聚酰胺固化剂等,其具有较强的抗腐蚀性、更耐酸碱度且渗透效果优良,应用与配套漆表现良好。

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2)防腐漆:其主要配料包括环氧树脂、煤焦油沥青和少量的固化剂等,其不仅占据了底漆的优势,还表现出良好的柔韧性,密闭性、抗腐蚀能力强,粘合性表现良好。

3)面漆:其主要配料是丙烯酸树脂、所需颜料、固化剂和必要的助力剂,其表现的优点是耐酸碱腐蚀、抗水冲刷、具有优异的封闭性且保光保色、实际应用中与配套漆黏结效果良好。

在具体操作时,为了达到预计的防腐效果,施工时要采购相同品牌的涂料且保持生产一致的生产厂牌号,选择材料时需要对各种材料进行比较,择优选用,现场施工时对所需材料严格检验后才允许施工,且对样品进行保留以备后期查验,所有材料均需符合我国现行的标准,具体是达到GB/T1725—2007《色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定》中的规定值,严格按照规范执行,本次主要检测施工涂料的密度。膜之间的厚度和固体含量等标准值,对不符合标准值的,应予以退回。施工过程中不得随意变更所需材料。如遇突发情况必须更换时,需向设计机构争取意见,重新选定所需涂料,但不得低于设计基准期标准。

3混凝土结构的腐蚀防护

基于混凝土自身所存在的多孔性,不可避免地具有微观和宏观等方面的缺陷,为有效避免外部环境中的氯离子、硫酸根离子进入到混凝土的内部,就必须采取一系列行之有效的防护措施。以防腐对策原理的不同为依据,在实际工作中可以采取将能量从外部输入的防腐方式,即积极腐蚀控制法,还有一种消极的腐蚀控制法,即不要将能量输入进去。

对于氯离子对钢筋的锈蚀作用,各类积极腐蚀控制方法所遵循的电化学机理都是相同的,外加电流会对混凝土、钢筋、钢筋与混凝土接触面的特性、内部的液体流动系统造成一定的影响或者改变,各方法的差异主要体现在外加电流的大小、钢筋的实际可获得电流以及通过混凝土碱性化过程加入混凝土中的特殊电解质,阴极保护法、混凝土电化学碱化法和混凝土电化学除氯法都是比较积极的腐蚀控制法。

对于硫酸根离子的腐蚀作用,可以通过掺入矿物掺合料和加入针对盐类腐蚀的防腐蚀剂,改善水泥水化的密实度,通过提高混凝土的密实性来抵抗盐类的侵害。从而降低侵入混凝土中的硫酸根离子的浓度,细化混凝土毛细孔的孔径,抑制氢氧化钙从水泥中析出的速度,达到延缓石膏和钙矾石晶体的生成,起到抑制其膨胀破坏的作用,从而延缓混凝土中氯酸根侵蚀破坏的速度,提高混凝土结构的耐久性。

经过混凝土工程的大量实践,混凝土结构会不可避免地出现不同程度的裂缝,为此应该将积极腐蚀控制法与消极腐蚀控制法有机结合起来,来重点防护那些比较重要的混凝土桥涵结构。

4后期管理

在对公路桥涵水中混凝土结构做好防腐后,为了保证工程质量,还需要回访,发现问题及时处理,要确保修补的材料与原材料相容。同时如果涂层已经达到基准期,需要对涂层的外表进行查验,如果表面存在气泡、裂纹以及粉化且涂层的黏结力大于1MPa,可保留原有涂层,在其表面再喷涂2道原涂层的涂料即可,需要注意的是,在喷涂前仍需要进行表面处理;如果在查验时,发现涂层表面存在以上问题,黏结力又小于1MPa,证明没有起到防腐效果,这就需要二次施工利用汽油喷灯清理失效的涂层,再按照规范程序进行重新涂装。

结语

综上所述,公路桥涵水中混凝土长期居于水内,逐渐恶化的生态环境导致水中腐蚀性离子及污染物愈发增多,因此,混凝土结构更易被腐蚀,对公路的安全性构成了威胁,所以对水中混凝土结构进行防腐处理非常重要,本文通实验数据及参考各种文献,介绍了涂料的合理配置和涂刷具体施工步骤,可以防止混凝土结构受到腐蚀影响使用,进而也延长了公路桥涵的使用寿命。

参考文献:

[1]金伟良,赵羽习.混凝土结构耐久性研究的回顾与展望[J].浙江大学学报,2002,36(4):371-381.

[2]冯乃谦.混凝土及混凝土结构物的耐久性[J].施工技术,1995(7):35-37.

[3]陈肇元,徐有邻,钱稼茹.土建结构工程的安全性与耐久性[J].建筑技术,2002,33(4):248-253.

论文作者:黄景波,韩冬

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/16

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