廈門海滄大橋錨錠鋼筋混凝土表面防腐維修方案

溫耀清，溫文春，孫祖信（.廈門鑫金誠防腐工程公司，福建廈門 36005；.廈門雙瑞船舶涂料公司，福建廈門 360）

廈門海滄大橋錨錠鋼筋混凝土表面防腐維修方案

溫耀清1，溫文春1，孫祖信2
（1.廈門鑫金誠防腐工程公司，福建廈門 361005；2.廈門雙瑞船舶涂料公司，福建廈門 361101）

以廈門海滄大橋錨錠鋼筋混凝土表面防腐維修工程為例，闡述了海洋環(huán)境下混凝土表面破損的成因、防腐維修原則、防腐涂料的選用及涂裝施工方案。

廈門海滄大橋；鋼筋混凝土；防腐維修方案

0　引言

廈門海滄大橋系國家“九五”重點(diǎn)項(xiàng)目，于1999 年12月30日建成通車，是世界第二（當(dāng)時(shí)僅次于丹麥大帶橋）、亞洲第一特大型連續(xù)全漂浮鋼箱梁懸索橋，由東西兩個(gè)淺埋重力式錨錠、錨塊、箱式基礎(chǔ)、散索鞍支墩、橫梁、前錨室等組成，其中錨塊是承受預(yù)應(yīng)力錨固系統(tǒng)傳遞主纜索股拉力的重要構(gòu)件，它為實(shí)體棱臺(tái)形超大型混凝土結(jié)構(gòu)，縱向32 m、橫向52 m、最大高度35.7 m。2014年現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)：大橋錨錠鋼筋混凝土表面原涂層粉化、破損，且有較為普遍、不同程度的開裂，裂縫寬度甚至達(dá)到1 cm以上，開裂嚴(yán)重的部位已露出銹蝕的鋼筋，稍用外力敲打即會(huì)脫落。為保障大橋的安全、可靠運(yùn)營，于2014年及時(shí)進(jìn)行了防腐涂裝維修。

1　 鋼筋混凝土表面破損成因及防腐維修原則

1.1腐蝕成因

1.1.1混凝土表面涂層破損

導(dǎo)致混凝土表面涂層破損的主要原因是在長達(dá)十余年的廈門典型亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候的作用下，涂層中的高分子樹脂分子鏈在海洋大氣環(huán)境下斷裂所致。

1.1.2混凝土開裂的原因

（1） 導(dǎo)致混凝土構(gòu)件開裂的主要原因，是在大橋長期運(yùn)營中，在廈門典型海洋大氣環(huán)境下，空氣中的CO2使混凝土碳化，直接導(dǎo)致從表面空隙擴(kuò)散到內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物重新組合和吸水膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，引起混凝土開裂；

（2） 海洋大氣中的氯鹽與混凝土中的Ca（OH）2·3CaO·2Al2O3·3H2O等起反應(yīng)，生成易溶的CaCl2和大量的結(jié)晶水，造成混凝土膨脹破壞；

（3） 海洋大氣中的鎂鹽與混凝土中的Ca（OH）2反應(yīng)后，降低了混凝土中水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣的含量，最終導(dǎo)致混凝土黏結(jié)強(qiáng)度降低；而環(huán)境溫度變化時(shí)，可形成附加應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，即產(chǎn)生裂縫，特別是對(duì)于錨塊如此大體積混凝土產(chǎn)生的附加應(yīng)力相當(dāng)可觀，其表面產(chǎn)生裂縫也是可觀的；

（4） 混凝土的碳化使其堿度降低，減弱了對(duì)鋼筋的保護(hù)，導(dǎo)致鋼筋銹蝕表面產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，銹蝕鋼筋的膨脹加劇了混凝土的開裂。

1.2防腐維修原則

鋼筋混凝土構(gòu)件開裂的最基本成因是混凝土碳化，而在廈門典型的C5-M（ISO 12944—2007）腐蝕環(huán)境及超大體積鋼筋混凝土構(gòu)件條件下，碳化和開裂不可避免且無法逆轉(zhuǎn)，防腐維修是延緩混凝土碳化、開裂的有效措施，防腐維修遵循以下原則：

（1） 在鋼筋混凝土構(gòu)件材料已成型的情況下，采用防腐性、耐候性優(yōu)良的涂料進(jìn)行保護(hù)，是阻擋海洋大氣中的腐蝕性離子侵蝕，延緩混凝土構(gòu)件碳化、開裂的經(jīng)濟(jì)而有效方式；

（2） 對(duì)已銹蝕的鋼筋進(jìn)行清理后，再涂覆可在低表面處理狀態(tài)下涂裝、可轉(zhuǎn)化銹層并具有良好防蝕性能的涂料，進(jìn)而增強(qiáng)鋼筋保護(hù)，以減輕鋼筋腐蝕和膨脹；

（3） 對(duì)已開裂的混凝土進(jìn)行清理后，在開裂處填充具有高拉伸強(qiáng)度、高斷裂伸長率、耐水性優(yōu)良、與混凝土及環(huán)氧涂層等附著良好的彈性材料，可緩沖大體積錨錠混凝土因變形而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，大幅度減少混凝土深度開裂，保障混凝土構(gòu)件的長期耐久性；

（4） 考慮錨錠混凝土構(gòu)件的重要性及所處的工況條件，建議按ISO 12944—2007的高等級(jí)（15 a以上）耐久性要求進(jìn)行防腐維修方案設(shè)計(jì)，表示維修后至第一次全面大修的理論年限?？紤]到施工及使用環(huán)境的某些不確定性，按經(jīng)驗(yàn)可保有約10 a維修使用壽命。

2　混凝土防腐蝕涂料的選用

混凝土屬于強(qiáng)堿性建筑材料，因而要求混凝土防腐蝕涂層具有良好的耐堿性、附著力和抗?jié)B透性；另外，對(duì)于海邊橋梁混凝土結(jié)構(gòu)，其表面涂層應(yīng)具有極佳的耐候性、耐日光紫外線老化、耐鹽霧性及耐海洋大氣腐蝕性，在有效防護(hù)期內(nèi)不出現(xiàn)嚴(yán)重粉化、變色、脫落、開裂等現(xiàn)象。

根據(jù)JTJ 275—2001《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》、GB/T 50046—1995《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB/T 50212—2002《建筑防腐施工及驗(yàn)收規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，天冬聚脲涂料、環(huán)氧涂料、聚氨酯涂料、氟碳涂料等被認(rèn)為是適用的防腐蝕涂料品種。根據(jù)國內(nèi)外橋梁混凝土防腐涂裝的經(jīng)驗(yàn)來看，選用以下涂料可以獲得良好的涂裝效果。

2.1高滲透環(huán)氧封閉底漆

采用由環(huán)氧樹脂和聚酰胺固化劑組成的低黏度、高滲透性環(huán)氧封閉底漆EP 1304。它能深入滲透進(jìn)混凝土，反應(yīng)固化后錨固和封閉基面，為后序涂裝提供良好的表面附著力，增強(qiáng)涂層與混凝土間的黏結(jié)強(qiáng)度，還起到提高整個(gè)防護(hù)體系封閉性和抗?jié)B透性的作用。

2.2屏蔽型天冬聚脲彈性膩?zhàn)?/p>

由于混凝土部分表層深度開裂，表面凹凸不平，并有銹蝕的鋼筋鼓起露出，采用無溶劑（固含量達(dá)98%）、反應(yīng)較慢（混合使用期25℃，40～60 min）的屏蔽型天冬聚脲彈性膩?zhàn)覲S 8500（彈性伸長率為300%）補(bǔ)平，可減輕混凝土開裂帶來的應(yīng)力，保障開裂不擴(kuò)展。PS 8500具有優(yōu)異的附著力、耐腐蝕性和高強(qiáng)度，是一種理想的補(bǔ)平材料，它可增強(qiáng)混凝土表面強(qiáng)度和涂層耐久性，提高涂層的抗?jié)B透性。

由于PS 8500價(jià)格相對(duì)較高，從降低施工費(fèi)用角度出發(fā)，對(duì)于超深度開裂的混凝土，可先用無溶劑環(huán)氧砂漿膩?zhàn)硬糠痔钛a(bǔ)，再在其上面用PS 8500補(bǔ)平，達(dá)到既降低成本，又能防止混凝土深度開裂的目的。

2.3厚漿長效帶銹涂料

帶銹涂料可滲透過銹層到達(dá)鋼筋里面，具有良好的附著力，并能將鐵銹轉(zhuǎn)化成防銹填料，是一種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、性價(jià)比較高的低表面處理涂料。推薦采用在大型防腐工程中應(yīng)用業(yè)績優(yōu)良的725-H45-88厚漿長效帶銹涂料。

2.4環(huán)氧云鐵中間涂料

在底漆表面涂覆環(huán)氧云鐵中間涂料，以增加涂層的屏蔽性，提高防腐涂層的整體防護(hù)能力。推薦采用725-H53-81環(huán)氧云鐵中間涂料。

2.5聚脲面漆

最外層涂覆耐老化性、耐化學(xué)腐蝕性和防水性優(yōu)良的面漆，可保障混凝土的長期耐久性。PS 9500聚脲面漆常作為各種惡劣氣候條件下長效涂裝體系的面漆，具有高抗沖擊性、高拉伸強(qiáng)度、高伸長率（高達(dá)300%），以及卓越的耐磨性、耐老化性、抗變色性、耐化學(xué)腐蝕性、防水性、耐鹽霧性和耐海洋大氣腐蝕性，能使涂層長期保持良好外觀。

由于該面漆價(jià)格相對(duì)較高，從降低施工費(fèi)用出發(fā)，也可采用氟碳面漆，或可復(fù)涂聚氨酯面漆取代，只是可復(fù)涂聚氨酯面漆5 a左右就要簡單清理后，再重新涂裝1道聚氨酯面漆。

3　鋼筋混凝土表面防腐維修施工方案

3.1施工準(zhǔn)備

現(xiàn)場按照安全施工措施搭設(shè)腳手架，安裝吊籃，經(jīng)安全檢查合格后，方可進(jìn)行防腐維修施工。

3.2基面處理

（1） 清除混凝土表面開裂或松動(dòng)的涂層，鑿去銹蝕鋼筋鼓起的混凝土，嚴(yán)重部位開V型坡口，全面清理開裂的混凝土，達(dá)到徹底干凈。

（2） 噴砂、拉毛處理。局部暴露的銹蝕鋼筋進(jìn)行噴射或拋射除銹達(dá)Sa 2.0級(jí)，鋼筋表面應(yīng)無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和舊漆層等附著物，應(yīng)顯現(xiàn)均勻的金屬色澤，并采用角磨機(jī)打磨混凝土表面進(jìn)行拉毛處理。

3.3涂裝施工方案

暴露鋼筋經(jīng)噴砂處理后，刷涂725-H45-88厚漿長效帶銹涂料，膜厚100 μm；混凝土表層經(jīng)拉毛處理后，噴涂低黏度、高滲透性環(huán)氧封閉底漆EP 1304，膜厚80 μm；混凝土開裂部位填補(bǔ)無溶劑環(huán)氧砂漿膩?zhàn)?PS 8500天冬聚脲彈性膩?zhàn)樱≒S 8500厚度不超過500 μm，超過部分用環(huán)氧砂漿膩?zhàn)犹钛a(bǔ)）；已涂覆高滲透底漆的混凝土表面涂覆725-H53-81環(huán)氧云鐵中間涂料，膜厚100 μm，以提高混凝土的整體防護(hù)性能；最外層涂覆PS 9500聚脲面漆或725-H43-26氟碳面漆或可復(fù)涂725-BS43-91聚氨酯面漆，刷涂2道或噴涂1道，膜厚80 μm。

科思創(chuàng)夯實(shí)涂料原材料市場的領(lǐng)導(dǎo)地位——新建世界級(jí)HDI工廠在中國上海啟動(dòng)

為滿足亞洲市場對(duì)于高性能涂料和黏合劑產(chǎn)品的需求，材料制造商科思創(chuàng)投資擴(kuò)建HDI產(chǎn)能，以滿足這一重要的原材料供應(yīng)。日前，一座全新的世界級(jí)HDI工廠在科思創(chuàng)上海一體化基地正式投入運(yùn)營。該新建HDI工廠年產(chǎn)量為5萬t，采用了最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)環(huán)保、高效及更高安全性。隨著該工廠的正式運(yùn)營也標(biāo)志著科思創(chuàng)完成了中國投資發(fā)展計(jì)劃的又一里程碑項(xiàng)目。

新建HDI工廠的投產(chǎn)使得科思創(chuàng)上海一體化基地成為全球最大的HDI生產(chǎn)中心之一，也是科思創(chuàng)全球八大中心之一。這一新工廠是科思創(chuàng)在中國超過30億歐元分期投資項(xiàng)目的一部分，該項(xiàng)目啟動(dòng)于十多年前，現(xiàn)仍在進(jìn)程階段?！靶鹿S的優(yōu)勢在于我們采用了最前沿的生產(chǎn)技術(shù)，” 科思創(chuàng)董事會(huì)成員兼全球首席工業(yè)運(yùn)營官蕭楓博士介紹：“我們在確保安全、高效的同時(shí)，特別注重生產(chǎn)過程對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響，這是目前其他類似工廠無法企及的?！?/p>

The Anticorrosive Maintenance Painting Program for Surface of Anchored Reinforced Concrete Structure of Haicang Bridge in Xiamen

Wen Yaoqing1，Wen Wenchun1，Sun Zuxin2
（1.Xiamen Xinjincheng Anticorrosive Engineering Co.，Ltd.，Xiamen Fujian，361005，China；2.Xiamen Sunrui Ship Coating Co.，Ltd.，Xiamen Fujian，361101，China）

Taking the anticorrosive maintenance painting engineering for surface of anchored reinforced concrete structure of Haicang Bridge in Xiamen as an example，the damage causes for surface of reinforced concrete structure in marine environment，general principle of anticorrosive maintenance painting，selection of anticorrosive coatings and plan of painting technology were introduced.

Haicang Bidge in Xiamen；reinforced concrete；anticorrosive maintenance painting program

TQ 639

A

1009-1696（2016）04-0049-03

2016-03-29

溫耀清（1967—），男，畢業(yè)于福建省交通技術(shù)職業(yè)學(xué)院，工程師?，F(xiàn)任鑫金誠防腐工程（廈門）有限公司董事長，對(duì)化學(xué)品船、成品油船、橋梁涂裝較為熟悉，曾出色完成廈門海滄大橋、杏林大橋、演武大橋、集美大橋、馬尾青洲大橋的維修方案設(shè)計(jì)及施工總指揮工作；對(duì)多種腐蝕環(huán)境條件下，準(zhǔn)確評(píng)估腐蝕、正確設(shè)計(jì)防腐方案、合理選擇防腐材料具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。