潮差區(qū)混凝土結構表面防腐涂裝質量控制
摘 要:根據潮差區(qū)混凝土結構腐蝕環(huán)境和涂裝環(huán)境特點,從涂料產品、施工工藝和涂層質量檢驗3個方面對混凝土結構表面涂層防腐技術的質量控制進行了全面論述。指出只要合理選材,施工過程控制到位,就能取得理想的防護效果。 關鍵詞:橋梁混凝土;腐蝕防護;潮差區(qū);涂裝;質量控制 中圖分類號:TU561.67 文獻標識碼:A 文章編號:1004 – 227X (2008) 03 – 0050 – 03 1 前言 隨著我國大型跨海橋梁和其它海港工程建設的迅速發(fā)展,橋梁工程的鋼筋混凝土結構的腐蝕問題越來越受到重視。特別是潮差區(qū),鋼筋混凝土結構受富含氧氣及氯離子的海水嚴重侵蝕,其腐蝕環(huán)境更加惡劣。在眾多的混凝土結構防腐措施中,表面涂層技術日益受到重視[1-3]。但是,由于潮差區(qū)惡劣的涂裝環(huán)境,對涂料的質量和涂裝工藝均提出了更高的要求。為此,本文依據JTJ 275–2000《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范》和JT/T 695–2007《混凝土橋梁結構表面涂層防腐技術條件》,并結合杭州灣跨海大橋海中承臺涂裝的實踐經驗,介紹潮差區(qū)混凝土結構表面防腐涂裝質量控制的要點。 2 涂料產品質量控制 混凝土涂裝用防腐涂料的一般要求包括:封閉底漆必須具有優(yōu)異的耐堿性和滲透性,面漆應具有一定的耐候性,整個涂層配套體系應具有優(yōu)良的抵抗CO2、O2、氯離子等腐蝕因子滲透的能力,既要有相容性,又要有一定的韌性以適應混凝土的形變[4-5]。用于潮差區(qū)的混凝土結構除應滿足常規(guī)涂層體系的性能要求外,還應滿足下列要求:(1)對潮濕基面有良好的適應性,對潮濕混凝土基面有良好的潤濕鋪展性和附著力;(2)每道涂料涂裝后,經過短時間空氣固化后浸入海水中,可經受海水的沖擊并能夠在海水中完成固化;(3)涂層體系具有較高濕度下施工的適應性,同時涂層體系的防腐性能不下降。 模擬海水漲落潮情況下的涂層體系性能應滿足表1的要求。 試驗方法如下:將混凝土試塊放在模擬海水中,浸泡24 h 后從水中撈出,迅速用濕布抹去表面明水,在空氣中放置15 min 后,涂裝封閉底漆;然后,在空氣中固化,2 h 后浸入水中;12 h 后撈出水面,用淡水沖洗漆膜表面;10 h 后涂裝中間漆,再在空氣中固化,2 h 后浸泡在水中,10 h 后撈出并用淡水清洗表面;10 h后涂裝面漆,4 h 后浸入水中,然后以12 h 水中─12 h空氣中的方式循環(huán),7 d 后測試涂層性能。 3 施工工藝質量控制 3. 1 施工工藝流程圖 要實現(xiàn)優(yōu)質的涂裝工程,僅靠優(yōu)質的材料遠遠不夠,涂裝工藝過程控制起著更加重要的作用。特別是潮差區(qū),涂裝的環(huán)境條件惡劣,可施工時間短,對涂裝工藝過程控制提出更高的要求。潮差區(qū)施工工藝流程如下: 基層檢查─基層處理─表面處理─涂封閉漆─刮膩子、打磨─涂裝中間漆─涂裝面漆。 3. 2 施工工藝[6-8] [Page] 3. 2. 1 砼基層檢驗 檢查砼基層是否滲水,混凝土表面是否存在裂縫、缺陷等,如果存在則按規(guī)定程序進行處理。 3. 2. 2 涂裝前表面處理 (1)金屬預埋件進行防腐蝕處理,手工(電動工具)打磨至St3 級,涂一層環(huán)氧富鋅底漆和一層環(huán)氧中間漆,其范圍從深入混凝土內100 mm 處起,至露出混凝土外的所有表面。 (2) 外露鐵件鑿去鐵件周圍混凝土的深度不少于60 mm。除去鐵件后,用飲用水清洗干凈混凝土表面,涂刷一道環(huán)氧類混凝土界面處理劑,并用不低于原有混凝土質量等級的水泥砂漿修補平整。 (3) 若混凝土表面存在裂縫、缺陷等,應使用與涂層系統(tǒng)相容的材料修補平整。 (4) 采用高壓(≥20 MPa)水清潔待涂混凝土表面,徹底除去混凝土表面上的不牢灰漿、尖角、碎屑、海生物、苔蘚、油污等污染物及其它松散附著物。 (5) 用飲用水將待涂表面沖洗干凈,并用濕固化改性環(huán)氧膩子修補平整。 (6) 采用外加熱源或壓縮空氣除去殘留在混凝土表面上的水珠、水跡,必要時可用棉布、海綿等吸濕工具抹去。涂裝前的混凝土表面應無明顯的流水、滲水現(xiàn)象,盡量使混凝土表面處于表干狀態(tài)。 3. 2. 3 涂裝施工 (1) 涂裝前核實涂料品種和數(shù)量,所用涂料應有出廠證明文件,且在有效期內使用。 (2) 按封閉漆、中間漆、面漆的工序進行施工,各種涂料的使用應按規(guī)定的方法進行。第一道封閉漆施工后,如有可見的混凝土表面氣孔、缺陷等,應使用濕固化改性環(huán)氧膩子修補平整。 (3) 表濕區(qū)混凝土宜采用高壓無氣噴涂方法施工。當條件不允許時,可采用刷涂或滾涂。 (4) 按規(guī)定的比例混合涂料,用機械式攪拌器攪拌3 min 以上?;旌虾玫耐苛辖浭旎蟠谩1仨氃谝?guī)定的適用期內使用,超過了適用期則不能繼續(xù)使用。 (5) 在混凝土涂層上涂裝下一道涂層前,應對上一道涂層進行表面清潔。用飲用水徹底除去涂層上的鹽分、泥塵、油污等污染物,用清潔劑清除油污。 (6) 涂層之間的重涂間隔應參照規(guī)定及由現(xiàn)場溫度確定。如上一道涂層超過最大重涂間隔時間而影響下一道涂層的粘結強度時,應對上一道涂層進行打毛處理。 (7) 用涂料廠商指定的稀釋劑調節(jié)黏度和清洗工具。稀釋劑的添加量不應超過規(guī)定的最大用量。 (8) 涂裝應在無雨的天氣下進行,現(xiàn)場風力小于4 級。涂裝過程做好施工記錄。 3. 3 施工工藝關鍵控制因素 根據杭州灣跨海大橋承臺小區(qū)涂裝試驗具體情況(由11 家單位共同實驗),潮差區(qū)涂裝工藝關鍵控制因素匯總如下: (1) 首先,對施工接縫處和一些表面的蜂窩進行涂裝前的預處理。因為在施工現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)這些部位不斷地有水滲出,這些明水的存在對涂層的防護非常不利,它也是造成涂層起泡、脫落的主要因素。 (2) 表面盡可能達到表干。雖然封閉底漆具有濕固化功能,但是潮濕的基面會影響涂料的滲透性,從而影響附著力。如果現(xiàn)場天氣晴好,一般在海水退潮15 min 后,混凝土表面會變白,此時便可涂裝。 (3) 每道涂裝均要注意對漏涂的孔洞進行補涂。許多完工的試驗片存在孔洞,有的孔洞直達混凝土表面,施工現(xiàn)場能發(fā)現(xiàn)這些孔洞不斷有水緩慢滲出。這樣的涂裝,不僅短期內影響防腐效果,時間久了還會造成涂層附著力下降,甚至脫落,導致防腐失敗。 4 涂層質量控制 4. 1 涂層厚度檢驗 涂層厚度是保證涂層體系設計壽命的關鍵因素,涂層的厚度控制與檢驗通常有下列幾種方法: (1) 濕膜測試法。此法的局限性在于混凝土表面的不平整以及施工環(huán)境條件的不同,比如在氣溫高、有風的天氣,溶劑揮發(fā)快,反之則揮發(fā)慢;同一濕膜在不同條件下測得的結果可能不相同,導致濕膜測試法不準確。但濕膜測試法可以檢測涂膜是否均勻,這是濕膜測試法的可取之處。 (2) 掛片對比測試法。此法的局限性在于現(xiàn)場監(jiān)督不嚴或涂裝工藝不同,有可能出現(xiàn)掛片比實際的混凝土面多涂的現(xiàn)象,所以此法也有可能不準確。 (3) 涂料用量控制法。此法的局限性在于無法控制涂料的使用情況,不能保證涂料完全用于涂裝,所以此法也有可能不準確。但只要對涂料使用情況進行有力的監(jiān)督,也可以保證涂層厚度。 (4) 測厚儀測試法。此法的局限性在于測厚儀對基材的平整度非常敏感,而混凝土表面本身很不平整,所以此法測量的結果也不準確。 鑒于以上各種測試方法的局限性,綜合考慮,用濕膜測試法、測厚儀測試法和涂料用量控制法相結合可以有效地控制漆膜厚度。只要加強涂料使用情況的監(jiān)督,通過涂料用量控制法保證涂層的厚度,采用濕膜測試法控制涂膜的均勻性,就可保證涂層的質量。 4. 2 涂層體系粘結強度檢驗 涂層經7 d 自然養(yǎng)護后,用拉脫式涂層粘結強度測定儀測定涂層系統(tǒng)的粘結強度。以測點的粘結強度算術平均值為涂層系統(tǒng)的粘結強度代表值。涂層系統(tǒng)的粘結強度代表值應不小于3 MPa,最小粘結強度測點值應不小于2.5 MPa。測定涂層粘結強度后,應立即觀察鋁合金鉚釘頭型圓盤座的底面粘結物的情況,如果底面有75%以上的面積粘附著涂層或混凝土,則試驗數(shù)據有效。如果底面少于75%的面積粘附著涂層或混凝土,而且粘結強度小于3 MPa,則可在該測點的附近涂層面上重做粘結強度檢測。當涂層粘結強度不能達到3 MPa 時,可在原檢測點附近的涂層面上,按加倍測點數(shù)量重做涂層粘結強度檢測。如仍不合格,應重新涂裝施工。 4. 3 涂層外觀檢驗 涂裝后應進行涂層外觀目視檢查。涂層厚度和色澤應均勻,無氣泡、針孔、裂縫等缺陷。 5 結語 混凝土結構表面涂層防護的機理是物理隔絕腐蝕介質,與增加鋼筋的混凝土保護層厚度和提高混凝土的致密性是同樣道理,雖然潮差區(qū)腐蝕環(huán)境嚴重,涂裝環(huán)境惡劣,但只要選材合理,施工過程控制到位,就能夠取得理想的防護效果。 參考文獻: [1] 張文忠, 馬文田, 石國彬, 等. 海洋環(huán)境砼結構中鋼筋的腐蝕機理和防護實踐[J]. 華南理工大學學報(自然科學版), 1999, 27 (11): 92-97. [2] 程琪, 耿桂生, 羅鋒, 等. LSW-2 型海工鋼筋混凝土結構防腐蝕涂料的研究與應用[J]. 水運工程, 1998 (2): 15-18. [3] SENEVIRATNE A M G, SERGI G, Page C L. Performance characteristicsof surface coatings applied to concrete for control of reinforcementcorrosion [J]. Constr Build Mater, 2000, 14 (1): 55-59. [4] 廣州四航工程技術研究院. JTJ 275–2000 海港工程混凝土結構防腐蝕技術規(guī)范[S]. 北京: 人民交通出版社, 2001: 21-22. [5] 北京航材百慕新材料技術工程有限公司. JT/T 695–2007 混凝土橋梁結構表面涂層防腐技術條件[S]. 北京: 人民交通出版社, 2007: 4-5. [6] 張學峰, 陳建陽, 黃哲龍, 等. 武漢軍山長江公路大橋混凝土防腐蝕涂裝技術研究與應用[C] // 中國公路學會橋梁和結構工程學會2003 年全國橋梁學術會議論文集. 2003: 465-469. [7] 李運德. 杭州灣跨海大橋海中承臺混凝土結構表面涂層質量控制[C] //第四屆國際防腐蝕涂料及海洋石油工業(yè)防腐技術研討會. 北京: [出版者不詳], 2007: 251-256. [8] 杭州灣大橋指揮部. 杭州灣跨海大橋混凝土結構表面防腐工程涂裝施工招標文件[R]. 2006: 133-136. |
原作者: 李運德 張廣智 楊振波 |
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