硅烷浸渍工艺与环氧涂层工艺在海工混凝土防腐中的应用比较.doc

硅烷浸渍工艺与环氧涂层工艺在海工混凝土防腐中的应用比较
思康化学 奉献混凝土硅烷浸渍防腐整体解决方案

　　摘要：介绍了环氧涂层和硅烷浸渍两种工艺在连云港高桩码头海工混凝土防腐蚀中的应用情况。实践表明环氧涂层和硅烷浸渍皆能显著提高海工混凝土的防腐性能。

　　关键词：海工混凝土　环氧涂层　硅烷　防腐蚀

　　1　引言

　　高桩梁板码头的上部构件比较单薄，在高氯、高盐、高水气并伴随波浪、海流不断磨蚀的恶劣环境中，钢筋混凝土构件的防腐是决定码头使用寿命的关键。

　　四航局科研所曾对我国南方港口高桩码头作过调查研究，早期建造的码头（87规范执行前）一般在3 - 5年后少数构件会出现锈点； 5年后出现少量裂缝，普遍会出现锈斑； 8—10年以后会产生大量的顺筋裂缝，有严重的锈斑、流锈水现象，局部混凝土保护层剥落，钢筋外露严重锈蚀，甚至锈断。在上世纪80年代中期，我港码头设施主管部门与南京水利科学研究院共同对全港码头的上部构件的状况进行普查，调查结果与四航局科研所的报告是一致的，我港码头的上部构件的腐蚀破坏率达到近30%。

　　由此可见，为使海工混凝土结构具有必要和良好的防腐蚀及耐久性能，除混凝土质量的保证和结构的合理选性和构造外，对其采取特殊的防腐蚀措施是必要的。

　　环氧涂层和硅烷浸渍是海工混凝土结构防腐中常用的两种工艺。试验表明环氧涂层能够显著提高混凝土抗氯离子渗透性能，硅烷能够使得混凝土吸水率和氯离子吸收量显著下降，经硅烷浸渍的海工混凝土具有良好的耐腐蚀性和耐久性。

　　2　环氧涂层工艺在连云港的应用

　　2. 1　防腐方案设计

　　先对构件表面进行基层清理后，涂刷SY表面处理剂一度， LSW - 2环氧涂料底、中、面漆各一度，共四遍见表1、表2。设计要求涂层干膜最小平均厚度为：表湿区300μm,表干区280μm涂层附着力≥1. 5MPa; 氯离子吸收量降低值≥90%;使用年限10年。

　　对于已经产生锈蚀破坏的老码头的构件须先凿除破坏的混凝土保护层，而后对暴露出来的钢筋除锈、补强，再喷补高强砂浆恢复保护层。

　　2. 2环氧涂料的性能与作用机理

　　混凝土表面环氧涂层防腐工艺适用于大气区（表干区） 、浪溅区及平均潮位以上的水位变动区（表湿区） ,作用机理为物理粘合，涂料在混凝土表面固化成膜。环氧涂料具有良好的耐碱性、附着性、抗老化性和耐蚀性，底层涂料具有良好的渗透能力，表层涂料具有耐老化性。

　　2. 3施工要点

　　2. 3. 1　涂装方法

　　环氧涂层的涂装方法宜采用高压无气喷涂，也可采用涂刷或滚涂。后道涂装必须在前道涂装8小时后进行，每次涂装前，必须对涂装面进行适当清理，把污染降到最低且表面要干燥。

　　2. 3. 2　基层处理

　　涂装前须将构件混凝土表面碎屑及不牢的附着物清除，用汽油等溶剂抹除油污，最后用淡水冲洗，使处理后的混凝土表面平整无油污、灰尘及不牢附着物等。对混凝土面孔洞缺损处用高标号水泥砂浆或环氧胶泥找平。由于环氧涂层无透气性，所以施工时构件混凝土表面一定要干燥，否则涂层易鼓泡、剥落。

　　2. 4　应用实例

　　从1990年代初期开始，我港对老码头泊位的上部构件分期进行了环氧涂层工艺的防腐处理，对新建的泊位也进行了环氧涂层工艺的防腐处理，施工总面积达到近60万m2 ,涂层技术指标均达到设计要求，根据现场跟踪调查，防腐效果良好。

　　3　硅烷浸溃工艺在连云港的应用

　　3. 1　防腐方案设计

　　先对构件表面进行基层清理后，低压喷涂异丁烯三乙氧基硅烷二次，设计要求硅烷渗透深度> 1. 5mm;氯离子吸收量降低值≥80%;吸水率降低值≥80%;使用年限10年。

　　3. 2　硅烷的作用基理

　　采用异丁烯———三乙氧基硅烷单体作为硅烷浸渍材料，该材料属于化学建材，通过渗透进入混凝土表面与水化的水泥发生化学反应，在基材表面上生成了不溶性防水树脂薄膜。这层防水薄膜使混凝土毛细孔壁憎水化，使水分和水分所携带的氯化物难以渗入混凝土，从而将氯化物与钢筋隔离，起到保护钢筋的作用。

　　硅烷适用于海港工程浪溅区混凝土结构表面的防腐蚀保护，具有良好的耐酸、耐碱、耐磨、耐紫外线、耐风化、耐冻融、耐氯离子、透气性佳等性能，其使用年限跟异丁烯—三乙氧基硅烷的含量有关，在海港环境下一般含量大于40%的在10 -15年之间，含量大于98. 9%的在20年以上。

　　3. 3　施工要点

　　3. 3. 1　涂装方法

　　浸渍硅烷的施工可采取涂刷、低压喷涂或滚刷均可。施工时混凝土表面温度应在5 - 45℃之间，浸渍硅烷施工顺序应自下向上连续喷涂实施，使被涂表面饱和溢流，被涂面至少有5 s看上去是湿的，每遍喷涂量为300ml/m2 ,喷涂两遍，间隔时间至少为6h。

　　3. 3. 2　基层清理

　　在硅烷浸渍施工前，须对构件混凝土表面进行去灰尘、油污、附着物处理，对宽度大于0. 2mm的裂缝可采用环氧胶泥或高强砂浆等材料进行修补。喷涂硅烷前混凝土表面应为表干状态，混凝土表面无游离水即可施工。需要提醒的是在施工中切忌使用烘干设备，因为硅烷需要与水化的水泥发生化学反应才能发挥防水性能，但表面过湿会影响渗透深度，因此基面表干时喷涂效果最好。

　　3. 4　应用实例

　　从2004年开始，我港对新建的#27、#28、#29、#59泊位进行了硅烷浸渍工艺的防腐处理，施工总面积达到近10万m2。涂层技术指标均达到设计要求，根据现场跟踪调查，防腐效果良好。

　　4　两种工艺的比较

　　运用环氧涂层与硅烷浸渍两种工艺在海工工程混凝土结构防腐处理，各有利弊，就以下两个方面简要说明。

　　4. 1　施工成本

　　环氧涂层工艺的造价约为80元/m2 , 异丁烯三乙氧基硅烷浸渍工艺的造价在50元/m2 左右，后者较低。

　　4. 2　两种工艺存在的问题

　　环氧涂层工艺在水位变动区涂装时，由于涨落潮时间短，构件混凝土表不够干燥，容易造成涂层鼓泡、剥落，须及时修补。

　　由于硅烷与混凝土内水化的水泥反应后形成负压，混凝土内水可蒸发出去，外部海水不能渗透进去，而水位变动区存在水压力会对防水效果有所影响。另外，硅烷浸渍工艺对构件裂缝宽度要求高，如使用过程中混凝土构件开裂，硅烷就失去了防水作用，宜采用预应力结构控制构件在使用荷载下裂缝的发生。

　5　结语

　　环氧涂层和硅烷浸渍两种工艺在连云港海港工程结构混凝土防腐蚀中的应用实践表明，环氧涂层和硅烷浸渍皆能显著提高混凝土抗氯离子渗透性能，从而提高海工混凝土的防腐性能。

思康化学硅烷浸渍系列硅烷制造商

参考文献

　　[ 1 ] 李漠，管小军。 表面涂层对混凝土抗氯离子渗透性能的影响[ J ]. 新型建筑材料， 2006, （11） : 52- 53.

　　[ 2 ]蒋正武，孙振平，王培铭。 硅烷对海工高性能混凝土防腐蚀性能的影响[ J ]. 中国港湾建设，

　　2005, （1） : 26 - 30.

　　[ 3 ]熊建波，王胜年，吴平。 硅烷浸渍剂对混凝土保护作用的研究[ J ]. 混凝土， 2004, （9） : 63 - 65.