新型有机硅浸渍保护剂和聚氨酯涂层在桥梁混凝土防腐中的应用.pdf

1 1 6 成果应用 城 市道桥 与防洪 2 0 1 1 年 1 月第 1 期 新型有机硅浸渍保护剂和聚氨酯涂层在桥梁混凝土防腐中的应用 谢敏杰 ， 陈 帅， 李 治 ( 湖 州市城 市建设 发展 总公 司 ， 浙 江湖州 3 1 3 0 0 0) 摘要 ：该 文介 绍 了一 种新 型有机 硅浸渍 保护剂 和聚 氨酯涂层 组 成的 防腐 体 系在湖 州 白雀等桥梁 混凝 土构件 防腐 蚀涂 装 中 的应 用情 况 。实 践表 明 ， 该 防腐体 系能显 著提高 混凝 土的 防腐蚀性 能 。 关键 谰 ： S K 2 2 0有机硅 浸渍保 护剂 ； 聚 氨酯 ； 防腐体 系 ； 防腐蚀 ； 桥梁 ； 混 凝土 构件 中图分类 号 ： U 4 4 5 7 1 文献标 识码 ： B 文章 编号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0l 1 6 0 3 0 前 言 混凝 土作为建筑 材料 ， 因其 优越 的性能和经 济性 ， 在现代建筑 领域有 着广泛 的应用 。 但是 ， 混 凝 土是 一种多孔材料 ， 这种 多孔性使得外 界的腐 蚀 因子可 以很容易地侵入混凝土 内部 ，引起混凝 土结构的损坏【 ” 。 通过对混凝土腐蚀 因素的分析得 出： 所有 的腐蚀都是在以水为介质中发生。 水 自身 冻融 造成 的混凝 土开裂 ； C O 等 气体与 水共 同作 用下 ， 造成混凝土内部碳化 ； 腐蚀水溶性盐类随水 进入混凝 土 ，与混凝土中水化产物发生反应或 自 身结晶引起 的体积膨胀 ；氯离子随水进人混凝土 导致钢筋发生锈蚀 等。混凝土构件若长期处于腐 蚀环境 中， 会造成钢筋外漏现象 ， 对混凝土的耐久 性产生严重的影响 ， 如 图 1 。故对混凝土采取有效 的防腐保护 ，是确保混凝土长久使用的有效途径 之一 。 圈 1 混凝 土长期 腐蚀 造成钢 筋外漏 1 工程 介绍 湖州市地处 中纬度地带 ， 属东亚季风气候带 ， 温和润湿 ， 雨量充足 ， 四季分 明 ， 日照较 多 。年平 均气 温 1 5 2 ， 最 高 气温 3 9( 1 9 6 6年 ) ， 最 低 气温 一 1 1 1( 1 9 6 9年 ) 。年均降水量 1 2 4 8 m m， 收稿 日期 ： 2 0 1 0 一 l 1 2 3 作者简介： 谢 敏杰 ( 1 9 8 0 一) ， 男 ， 浙 江湖州人 ， 工程师 ， 从 事道 路 、 桥梁 工程技 术工作 。 年平均降雨次数 1 4 0次 ， 年最大降水量 1 7 3 4 m m， 年最少 降水量 7 6 2 m m， 无霜期 2 5 0 d 。 年平均相对 湿度 8 0 ， 最大湿度 8 5 ， 极端最小湿度 1 0 。最 大风速约 2 0 r r d s ，在 8月 、 9月 间易受 台风影响 ， 但风力一般不大 ， 年 主导为东南风 ， 年平均风速为 2 5 m s 。 白雀等大桥碳化 明显 ， 承台底部裸露钢筋 锈蚀 ， 主梁局部渗漏。鉴于此， 采取防腐涂装十分 必要 。混凝土涂装前应封堵 、 修补缝 隙 ， 彻底清除 疏松碳化层 ， 并增加承 台的涂层厚度 。 2 涂装方案的选用 混凝 土最 有效 的保 护方 法 就是 防止 混凝 土 与水分接 触 。 目前混凝 土构件采用 的防护途径 主 要是利用成膜 涂料 的涂装 ， 在混凝土表 面形 成几 十到几百微米 的有机 防水 层 ， 阻止腐蚀介 质的渗 入 。但 近年来 ， 由于腐蚀 介 质 的多样性 、 成膜 材 料本身的耐久性 ， 以及施工时或后期运营造成的 涂 膜病害现象 ， 对 防腐涂装 的要 求越来越高 。有 机 硅浸渍保护剂从 诞生之 日起 ， 就因其 良好 的渗 透性 能 、较低 的表面张力 、良好 的憎水效果 、 简 单 的施工 工艺 ， 得 到业 界 的广 泛推 崇 ， 已被广泛 应用 于道路 、 桥 梁 、 水 工等 混凝 土结 构 的防腐领 域 2 - 3 1 。根据该工程 上述特点与施 工环境 的因素 ， 同时也通 过 多种涂 装 防腐方 案 的经济 方 面的 比 较 ， 最终决定采 用有机硅 ( 两遍 ) +聚氨酯( 一遍 ) 的涂装方 案。采用这种 方案 的主要 目的是“ 节能 减排 、有效利 用” ，同时也 注重城市桥梁 的美观 和实用性 。 有机硅 的防水机理是通过毛细作用渗人混凝 土 内部 ，硅氧烷分子交联 而成三维硅树酯网络结 构 ， 并通过共价键与基材稳 固连接 ， 在混凝土表面 形成憎水 性保护层 ， 可 以有效防止水分 的侵入 ， 从 而提高混凝 土构件 的耐久性 。详见 图 2 。 3施工方 案流 程 该工艺施工方案流程见 图 3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年 1 月第 1 期 城 市道桥 与 防洪 成果应用 1 1 7 CH， H oS i 一0 H 上一 【 】 旦 O H 一 或 H 七 一催化 c H C H3 一 io一 o S 1 一( 一 ( 】 ；i S l O S i f ) 一 S i 混凝上表面 混凝土表面 图 2机理 示意 图 互 I 匝 互 图 3施工 方案 流程 图 4混 凝 土表面 处 理 除去 混凝 土表面灰 尘 、 油脂等 附着物 ， 采 用 电 动打磨机将松散 、 剥落 的混凝 土清 除 ， 务必彻底将 混凝土表面清理 ， 做到平整干净 。 5有机 硅浸 渍保 护 剂 施工 5 1 有机硅浸渍保护剂材料 该工程采用 上海市政工程设计科 学研究所有 限公司的 S K 2 2 0有机硅产品 ，该产 品的活性组分 为异辛基三 乙氧基硅烷 。S K 2 2 0属于硅烷 产品 中 第 代新 型升级产品 ，除 了具备 目前市 场上 的异 丁基和异丁烯等产品普遍具有 的优点外 ，同时弥 补 了这类 系列产品耐候性差 、施 工挥发 损失大 的 缺点 ； 最 主要 就是大大提 高 了渗透性能 ， 有效地阻 隔外部水 浸入 ， 从 而降低 混凝 土受腐蚀 的可能性 。 5 2 有机硅浸渍保护剂涂装 在打磨平整后 的混凝土表面 ， 采用低压喷涂方 式进行 涂装 ， 喷涂两遍 ， 喷涂 量为 2 0 0 2 5 0 m L m ， 问隔时问为 6 h ， 使硅烷达 到更 高的渗透深度 。硅 烷喷涂时应使被涂表 面饱 和溢 流 ， 在立 面上 ， 应 自 下 向上滚 涂 ， 两道 滚涂 间应 重 叠 1 - 2 c IT I ， 确 保不 漏涂 ，使 被涂立 面至少有 5 S 保 持“ 看上 去是湿 的” 状态 ， 形成 3 05 0 c m晶莹液体垂幕 。而在 顶 面或底 面上 ， 都至少有 5 S 保 持 “ 看上 去是湿 的镜 面 ” 状 态 ， 见 图 4 。 5 3 有机硅浸渍保护剂施工注意事项 ( 1 ) 使用硅烷 的混凝 土龄期应不 少于 1 4 d ， 或 图 4有 机 硅 涂 装 效 果 图 混凝土修补后应不少于 1 4 d ； ( 2) 混凝土表面温度应在 5 4 5之间 ； ( 3 ) 开封后的硅烷用料应在 7 2 h内用完 ， 否则 应予 以废弃 ； ( 4) 施T现场附近应无 明火 ， 操作人员应使用 必要 的安全保 护设 施 ； ( 5 ) 严禁 在下雨 、 大风等天气条件下施工 。 5 4 有机硅浸渍保护剂施工验收 按 海 港 工 程混 凝 土结 构 防腐 蚀 技术 规 范 ( J T J 2 7 5 2 0 0 0 )规定对有机 硅浸渍保 护剂进行质 量验收 ，每验 收批按要求取 两个 芯样 进行吸水率 和浸渍深度测试 ，其 中任一项不 能满 足标 准规定 时 ， 应重新进行硅烷的涂装。如不方便取样 ， 也可 直接做表观实验 ： 喷洒净水在混凝土面上 ， 观察是 否有 图 5中的挂珠现象 。 图 5有机 硅 防水试 验 ： 挂珠 现 象 6聚 氨酯 涂层 施 工 6 1 涂 装 前 准 备 工 作 在 材 料 进 场 后 ，先 进 行 小 面 积 试 验 测 定 达 到 规定湿膜厚度所需涂料用 量 ，并 在涂层完全干燥 后 测 定 干 膜 厚 度 和涂 层 附着 力 。 在涂装前 对混凝土表 面进行 找平 处理 ，用环 氧修补砂浆对蜂窝 、 麻面等表面缺陷进行修补 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 1 8 成果应用 城 市道桥与 防洪 2 0 1 1 年 1 月第 1 期 6 2 聚 氨 酯 涂装 将 聚氨酯涂料按照说明书规定的主漆 与固化 剂配比进行调 和 ， 施工采用滚涂方式进行 涂装 ， 将 辊筒均匀浸透涂料 ，按 W 形在混凝 土表 面滚动 ， 把厚薄不均的涂料赶平 ， 直到涂层 均匀为止 。 待第 一 道面漆 表干后 ， 再进行第二遍涂装 ， 一般重涂间 隔 为 6 - 8 h 。 6 3聚氨酯施工注意事项 ( 1 ) 空气湿度 ： 相 对湿度大 于 7 5 时 ， 不 推荐 施 工 。 ( 2 ) 环境温度 ： 环境温度连续低于 5或高于 4 5 c C时 ， 不推荐施工 。 ( 3 ) 施工时应有 良好的通风 ， 在涂装时要 防止 周围环境造成对漆膜 的污染 ，例如 ：喷砂 、漆雾 等。避 免在有雨 、 雪 、 雾 、 沙尘暴 的情 况下进行施 工。 强风或多污染的区域停止施工 ， 过强的通风会 使涂层干燥过快而使涂料的施 工性 变差 ，大量 的 污染物 ( 如沙子 、 盐粒 、 腐 蚀沉积 物 ) 将 造成 涂膜 性能变差 ， 损耗增大。 6 4 聚 氨 酯 涂 层 施 工验 收 涂装 过程 中 ，采用湿膜厚度仪对湿膜厚度进 行测定 ；涂装 完成 7 r 后 ，进行 涂层干膜厚度测 定 。 当干膜厚度不符合设计要求 时 ， 应根据实 际情 况进行局部或全 面重 涂 ， 直至达到要求 的厚度。 用 拉拔式附着力测试仪测定涂层与混凝土表 面的粘 结强度 ， 粘结力不得小于 1 5 MP a 。 7 结语 通过对现场 样 的检测 ，涂装 S K 2 2 0有机硅 烷浸渍保护剂的试样吸水率值和渗透深度 完全满 足规范要求 。 实践证 明， 硅烷浸渍和聚氨酯涂层 皆 能明显提 高混凝土 的防腐性 能 ，同时起到装饰美 化作用 。湖州 白雀等 5座桥梁将硅烷浸渍保护剂 与聚氨酯涂层两种工艺结合使用 ， 从理论上讲 ， 更 能提高混凝土的防腐性 能 ，但结果还有待 日后的 进 一 步调 研 论 证 。 参 考文献 ( 1 i 蒋正武 ， 王 莉 洁， 钢筋混凝 土 的环境那 个侵 蚀与 表 面防腐技 术 腐蚀 科学 与防护 技术 ， 2 0 0 4 ， 1 0( 5) ： 3 0 9 3 1 2 2 熊建波 ， 壬肿年 ， 吴平 硅烷 浸渍剂对混凝 土保护作用 的研究 J 】 混凝土 ， 2 0 0 4 ， ( 9) ： 6 3 6 5 3 J T J 2 7 5 2 0 0 0 ， 海 港T 程混凝 土结 构防腐 蚀技 术规范 s 长三角“ 巨头会议” 共谋未来五年一体化发展 上海 、 汀苏 、 浙江 和安徽等长 二 三 角省市正积极谋划区域一体化发展 。三省一 市主要领 导近 日在此 间举行座谈会强测 ， 在研究制 定“ 十二五 ” 规划过程 中， 要加强与国家区域规划 的对接 ， 促进长三角地 区整合资源和发挥优势 ， 实现新 的发展 。 长三角主要领导座谈会一年一次 ， 在区域 内被称 作“ 巨头会议 ” ， 是长三角 区域合作机 制的一个核心层 面 ，是长 三角二省一市及泛长三角范 围内的安徽省最高层确定每年 区域 合作重点 的一个“ 最高协商和决策” 制度构架 。 2 0 1 0年 以来 ， 长三角各省市正 在 长江 j 三 角洲地区区域规 划 和 皖江城市带承接产业 转移示范 区规划 确定的战略框架 内加快区域合作 和发展 。 长期跟踪 、分析长三角区域经济运行 的无锡市统计局提供 的数据显示 ， 2 O l O年 1 3 季度长三角地 区生产总值 突破 5万亿元 ， 达 到 5 0 3 l 4亿元 ， 增长 1 2 8 。 从城 市看 ， 长三角 l 6个 主要城市 中有 1 2个城市经济总量超过 1 5 0 0亿元 。 区域经济专家 、 华东 师范大学教授沈玉芳 说 ， 与 国内其他 地 区相 比 ， 长三角经济发展 最为成熟 、 规模最大 、 资产化程度最高 ， 但长三角城市群与国际先进地区相 比， 还 不能说是 世界级的。 目前 ， 长i角各省市 已充分关注到这一点并加快合作推进 。 这次会议提出 ，进一步强化区域一体化发展的支撑保障能力 ，进一步创新 区域合作机 制。 专家认为 ， 只有在制度上整合了， 才会有内涵性的变化 ， 才会有经济社会要素间的实质性 流动和效率的提升 。目前长三角 已在工商制度 、 人才流动等方面进行制度衔接上的探索 ， 今 后还要更深层地推进 ， 要在长li角各省市最高层的重大决策上形成统筹 、 协调的新机制 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m