臨海環(huán)境橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性防護(hù)措施對比研究VIP

1、    臨海環(huán)境橋梁混凝土結(jié)構(gòu)耐久性防護(hù)措施對比研究    王輝 朱?。簍v331： a引言：橋梁在長期運(yùn)營過程中，由于受環(huán)境因素(腐蝕、溫度、濕度變化)和使用條件的影響，將發(fā)生材料老化與結(jié)構(gòu)損傷，這種損傷的積累將導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)使用性能劣化、承載力下降、耐久性能降低，以致影響到結(jié)構(gòu)的安全性。提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是一項(xiàng)涉及面廣的系統(tǒng)工程，大致可分為“防”和“治”兩方面，“防”勝于“治”?！胺馈本褪窃谠O(shè)計(jì)和施工中采取附加防腐措施，通過附加措施提高結(jié)構(gòu)抵抗外界侵蝕能力，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性能，實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)使用年限的增加。本文對橋梁混凝土結(jié)構(gòu)常用防腐附加措施進(jìn)行了調(diào)研

2、分析，針對不同附加措施的適用性和防腐效果進(jìn)行對比研究，最終實(shí)現(xiàn)不同防腐措施的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性，為相關(guān)建設(shè)工程提供理論依據(jù)。1 混凝土表面涂裝防護(hù)對混凝土結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行防護(hù)時(shí)，表面防護(hù)應(yīng)達(dá)到以下基本要求：（1）裝飾作用，遮蓋混凝土表而眾多的缺陷，美化顏色不均、色彩古板的混凝土外觀，點(diǎn)綴環(huán)境，使混凝土結(jié)構(gòu)成為一道景觀；（2）防水作用，防止水浸入混凝土內(nèi)部引起鋼筋銹蝕和混凝土劣化；（3）防潮作用，在潮濕環(huán)境能保持混凝土內(nèi)部處于干燥狀態(tài)，有利于提高混凝土的使用壽命；（4）防腐蝕作用，防止混凝土碳化、氯離子侵蝕、化學(xué)介質(zhì)腐蝕、阻止鋼筋銹蝕，延長混凝土構(gòu)件的使用壽命。在混凝土表面涂裝時(shí)，涂層體系的上述四種作用

3、是相輔相成的，而防腐蝕作用是首要的。露天混凝土結(jié)構(gòu)受到太陽光的照射，涂層體系會(huì)逐漸老化。因此，涂層體系應(yīng)具有一定的耐紫外線照射能力，而在使用期內(nèi)不剝落，不開裂，粉化減薄的速度控制在一定范圍內(nèi)。濕熱、鹽霧環(huán)境會(huì)對涂層產(chǎn)生破壞作用：一方面，濕熱、氯離子會(huì)促使涂層成膜物的化學(xué)變化，使面涂層自身遭到破壞；另一方面，也可能促使涂層間的破壞，如起泡、剝落等。而在工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境（特別是酸雨環(huán)境）下，要求涂層對這些腐蝕因素具有很好的耐受性。浸水環(huán)境下，涂層體系耐淡水和海水長期浸泡，并且應(yīng)具有很好的耐水解性能和優(yōu)異的耐磨性。處于表濕區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)，涂層體系除應(yīng)滿足一般性能要求外，還應(yīng)滿足下列要求：封閉底漆應(yīng)具

4、有對潮濕混凝土基面很好的潤濕性、滲透性和優(yōu)異的附著力；涂料具有較快的固化速度，可以在較短時(shí)間內(nèi)浸水并能抵抗水流波動(dòng)的沖擊；涂料浸水后可繼續(xù)在水下固化，固化后涂層性能基本上不受影響。2 硅烷浸漬技術(shù)硅烷浸漬技術(shù)是常用的混凝土結(jié)構(gòu)耐久性防護(hù)措施，其優(yōu)越的性能主要表現(xiàn)在：（1）優(yōu)異的防水性及防氯離子滲透性；（2）紫外線穩(wěn)定性，減少風(fēng)化損壞；（3）透氣性，減少凍融損害；（4）無色，均勻，中性外觀；（5）耐久性強(qiáng)，長效保護(hù)。硅烷作為混凝土防腐材料應(yīng)用于海工結(jié)構(gòu)物大氣區(qū)和浪濺區(qū)防腐蝕，混凝土基體表面處理要求相對較低，施工工藝簡單，施工效率高。膏體硅烷的觸變性，在仰面施工表現(xiàn)出色，單次涂覆厚度大，墜落損失少

5、，表面揮發(fā)少，滲透時(shí)間長，滲透深度大。施工采用辛基三乙氧基硅烷膏體浸漬材料，聚合反應(yīng)主要釋放物為乙醇，對環(huán)境污染和施工人員健康影響小，但仍需要做好通風(fēng)、防火及個(gè)人防護(hù)措施，并盡量避免直接與皮膚接觸。硅烷應(yīng)儲(chǔ)存在陰涼通風(fēng)處。3 環(huán)氧涂層鋼筋環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的主要特點(diǎn)有：在混凝土與鋼筋間有抗氧離子、氯離子和水分子滲透的作用，具有極佳的化學(xué)抗腐蝕性能；形成后的涂層與金屬粘著力高、干縮小、延性大，有效阻隔侵蝕物質(zhì)；可延長建筑物的使用壽命達(dá)50年以上，避免因維修或拆除造成的諸多不便和昂貴的成本。環(huán)氧涂層鋼筋具有廣泛應(yīng)用，歸納起來有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）涂層鋼筋的費(fèi)用只占投資額的1%2%；（2）直接延長建筑

6、物的使用壽命達(dá)50年以上，更可避免因維修或拆除公用設(shè)施而造成的諸多不便；（3）免除長期維修、保養(yǎng)的昂貴費(fèi)用；（4）鋼筋防腐技術(shù)有許多種，環(huán)氧有機(jī)涂層的防腐性能最好，安全性最高；（5）環(huán)氧涂層完全阻隔鋼筋與外界環(huán)境接觸，呈絕對惰性，具極優(yōu)秀的抗化學(xué)侵蝕性能；（6）操作簡單，施工進(jìn)度不受天氣影響；環(huán)氧涂層鋼筋有許多優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢，在國內(nèi)外得到迅速發(fā)展。然而，其也存在一些問題與不足，主要有：（1）修補(bǔ)難以避免（2）環(huán)氧涂層鋼筋價(jià)格高昂（3）缺乏專業(yè)的檢驗(yàn)認(rèn)證采用環(huán)氧涂層鋼筋是解決鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋腐蝕問題的重要措施 ，在工程設(shè)計(jì)階段就采用自身具有防腐能力的鋼筋，可以改被動(dòng)維修、重建為主動(dòng)防范，延長鋼筋和建

7、筑物的使用壽命。4 陰極保護(hù)法陰極保護(hù)技術(shù)在埋地管道中應(yīng)用最多，我國已有相應(yīng)的規(guī)范和較成熟的工藝。近幾十年來，國外已經(jīng)開始在鋼筋混凝土路、橋的防腐蝕中應(yīng)用陰極保護(hù)技術(shù)，收效甚佳。據(jù)報(bào)道，英國有7座橋梁應(yīng)用了陰極保護(hù)，效果很好，使用壽命可以延長40年。據(jù)有關(guān)資料介紹，根據(jù)美國腐蝕工程師協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的加速試驗(yàn)方法測出的混合金屬氧化物鈦陽極的使用年限可超過100年，目前陰極保護(hù)鹽污染鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中混合金屬氧化物鈦網(wǎng)陽極的應(yīng)用最成功也最廣泛，它唯一的缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。近年來，陰極保護(hù)法不僅應(yīng)用于已受氯離子腐蝕的結(jié)構(gòu)，以控制結(jié)構(gòu)的腐蝕速率，而且還應(yīng)用于新建結(jié)構(gòu)，并取得了良好的效果。外加電流法陰極保護(hù)技術(shù)

8、的優(yōu)點(diǎn)主要有：（1）可施加很大槽壓，進(jìn)行遠(yuǎn)距離陽極配置，實(shí)現(xiàn)更大范圍的保護(hù)電流供給，陽極有效保護(hù)半徑大。（2）適用條件好，可以應(yīng)用于各種環(huán)境介質(zhì)中，包括混凝土等高電阻率環(huán)境中，不受環(huán)境電阻率限制。（3）便于調(diào)節(jié)，輸出電流和電壓可連續(xù)調(diào)節(jié)。（4）使用壽命長，用于大型工程成本較低。外加電流法陰極保護(hù)技術(shù)的缺點(diǎn)在于：（1）大槽壓可能對鄰近金屬結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生雜散電流干擾，并且易使高強(qiáng)鋼過保護(hù)，導(dǎo)致氫脆。（2）大槽壓可能使被保護(hù)結(jié)構(gòu)物涂覆層產(chǎn)生陰極剝離。（3）保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，管理和維護(hù)工作量大。（4）電流分布不易均勻。（5）初次投資較大。（6）可能會(huì)由于供電電源的故障導(dǎo)致陰極保護(hù)系統(tǒng)停運(yùn)。5 結(jié)論本文通

9、過對臨海環(huán)境下混凝土橋梁常用的耐久性附加防護(hù)措施進(jìn)行調(diào)研分析，得出了以下結(jié)論：1）混凝土表面涂層防護(hù)措施防護(hù)效果較好，可以有效的減小海水侵蝕和混凝土碳化。但使用壽命較短，受環(huán)境影響較大，施工技術(shù)復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求較高。2）硅烷浸漬防護(hù)措施表面處理要求相對較低，施工工藝簡單，施工效率高。混凝土材料采用硅烷防護(hù)措施時(shí)，可以有效的抑制了氯離子滲透，各層氯離子明顯減少。3）環(huán)氧涂層鋼筋應(yīng)用廣泛、安全性高、操作簡單，可有效延長建筑物的使用壽命。但環(huán)氧涂層鋼筋的價(jià)格要比普通鋼筋貴，且在運(yùn)輸、裝卸過程中容易損壞鋼筋表面涂層，后期修補(bǔ)難以避免。4）外加電流法陰極保護(hù)技術(shù)可應(yīng)用于各種環(huán)境介質(zhì)中，使用壽命長，用于大型工程，成本較低。但保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，管理和維護(hù)工作量大，可能由于供電電源的故障導(dǎo)致陰極保護(hù)系統(tǒng)停運(yùn)。參考文獻(xiàn)1 柯偉.中國工業(yè)與自然環(huán)境腐蝕調(diào)查的進(jìn)展j.腐蝕與防護(hù),2004,25(1):1-8.2 唐明述.節(jié)能減排工作應(yīng)重視提高基建工程壽命j.中國水泥,200