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
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1、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
2、 ; 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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、 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
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