沿海水閘砼防腐處理探討

鞏向鋒　趙昌遷

摘 要：海洋和近海地區接觸海水氯化物的配筋混凝土結構構件，應按海洋氯化物環境進行耐久性設計。對處于化學侵蝕性環境中的混凝土，應采用抗侵蝕性水泥，摻用活性摻合料，必要時可采用特殊的表面涂層等防護措施。本文結合膠州市云溪河防洪閘，對沿海砼防腐處理進行了方案比選，提出了處理方案，取得了較好的應用效果。

關鍵詞：沿海水閘 混凝土 防腐處理

中圖分類號：TU47 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2011）10（c）-0023-02

1 防腐處理的必要性

云溪河防洪閘位于云溪河入大沽河主河槽（樁號109+000）西側900 m，距膠州灣2 km，與營舊公路跨云溪河橋合建。防洪閘主要工程內容包括上游護底、上游鋪蓋、閘室、下游消力池、海漫、防沖槽、檢修橋等內容。

根據中華人民共和國住房和城鄉建設部2009年5月1日實施的《混凝土結構耐久性設計規范》（GB/T50476-2008）的相關要求，海洋和近海地區接觸海水氯化物的配筋混凝土結構構件，應按海洋氯化物環境進行耐久性設計。

根據中華人民共和國水利部2009年2月10日實施的《水工混凝土結構設計規范》（SL191-2008）3.3.10條的規定，對處于化學侵蝕性環境中的混凝土，應采用抗侵蝕性水泥，摻用活性摻合料，必要時可采用特殊的表面涂層等防護措施。

由于云溪河防洪閘距膠州灣只有2 km，海水經常性的侵蝕防洪閘砼。因此，從工程的耐久性和經濟性角度考慮，對云溪河防洪閘的砼進行防腐處理是非常有必要的。

2 防腐處理方案

本工程設計根據實際情況，選取了兩種防腐方案進行比選。

方案一：涂抹環氧樹脂表面防腐。

（1）環氧樹脂優點。

①環氧樹脂含有多種極性基團和活性很大的環氧基，因而與金屬、玻璃、水泥、木材、塑料等多種極性材料，尤其是表面活性高的材料具有很強的粘接力，同時環氧固化物的內聚強度也很大，所以其膠接強度很高。

②環氧樹脂固化時基本上無低分子揮發物產生。膠層的體積收縮率小，約1%～2%，是熱固性樹脂中固化收縮率最小的品種之一，因此內應力小，對膠接強度影響小。加之環氧固化物的蠕變小，所以膠層的尺寸穩定性好。

③環氧樹脂、固化劑及改性劑的品種很多，可通過合理而巧妙的配方設計，使膠黏劑具有所需要的工藝性，并具有所要求的使用性能。

④耐腐蝕性及介電性能好。能耐酸、堿、鹽、溶劑等多種介質的腐蝕。體積電阻率1013～1016 Ω·cm，介電強度16～35 kV/mm。

⑤通用型環氧樹脂、固化劑及添加劑的產地多、產量大，配制簡易，可接觸壓成型，能大規模應用。

⑥從經濟角度看，它的價格與聚脲比較相對較低。

（2）環氧樹脂的缺點。

①不增韌時，固化物一般偏脆，抗剝離、抗開裂、抗沖擊性能差。

②對極小的材料粘接力小，必須先進行表面活化處理。

③有些原材料如活性稀釋劑、固化劑等有不同程度的毒性和刺激性。

（3）實施方案。

建議橋墩、閘底板、閘墩、消力池砼采用涂抹環氧樹脂表面防腐。

材料選用環氧樹脂E-44，涂抹分底層、中層、和面層，總厚度不小于0.3 mm。

環氧樹脂涂抹面積12550 m2，單價60元/m2，共計約75.3萬元。

方案二：噴涂聚脲表面防腐。

（1）聚脲優點。

①不含催化劑，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產生流掛現象，5 s凝膠，1 min即可達到步行強度。

②對濕氣、溫度不敏感，施工時不受環境溫度、濕度的影響。

③優異的理化性能，如抗張強度、伸長率、柔韌率、耐磨性、耐老化、防腐蝕等。

④具有良好的熱穩定性，可在120 ℃下長期使用，可承受350 ℃的短時熱沖擊。

⑤使用成套設備，施工方便，效率極高，一次施工即可達到設計厚度要求，克服了以往多層施工的弊病。設備配有多種切換模式，既可噴涂，也可澆注。

⑥可以像普通涂料一樣，加入各種顏、染料，制成不同顏色的制品。

⑦原形再現性好，涂層連續、致密，無接縫、無針孔，美觀實用。

（2）聚脲缺點。

價格與環氧樹脂比較相對較高。

（3）實施方案。

建議橋墩、閘底板、閘墩、消力池砼采用噴涂聚脲表面防腐。

聚脲表面防腐材料選用聚脲spua-4，噴涂遍數為2～3遍，厚度不小于2 mm。

聚脲噴涂面積12550 m2，單價200元/m2，共計約251萬元。

3 方案選擇

由于本工程涂抹面積大，且為固定建筑物，無較大沖擊力影響，建議選用方案一，即價格低廉的環氧樹脂作為防腐涂層。

4 施工工藝及措施

（1）表面處理：規范性的表面處理是防腐涂料賴以附著于基體表面必不可少的前提，是最大限度的發揮涂料防腐性能的基礎，表面處理好壞，直接影響涂料的附著力、施工質量和使用壽命。

混凝土表面處理。

①用鏟刀、鋼絲刷或磨光機除去表面已經起鼓、剝皮的老化漆膜、浮塵、水泥渣及疏松的混凝土顆粒，并用清洗劑徹底清洗干凈。

②混凝土基體必須堅固、密實、平整，不應有起砂、起殼、裂縫、蜂窩麻面及油污現象。

③基體表面必須進行表面處理，在深為20 mm厚度內，混凝土含水率不應大于6%，特別是橋墩、橋臺底部應做徹底的清理，保證創造并達到標準施工條件。

（2）涂料的調配：所用材料開桶后應首先檢查是否有失效或結皮現象，如果失效杜絕使用，結皮應從桶中取出，不允許搗碎混入漆液中，使用前必須充分攪拌，將桶底沉積的顏料和填料全部攪起并攪拌均勻，以保證涂膜成份及性能的一致性，確保涂料的質量及與金屬表面的附著力。攪拌均勻的涂料經過濾除去涂料中的雜質和臟物，方可使用。調料時應根據環境條件加入適量的專用稀釋劑，將涂料調至適宜操作的粘度，一般濃度以35～40 s為宜。稀釋劑只能用明確規定的稀釋劑。環氧樹脂是雙組份涂料，調配時應分別按照說明書中各自的配比使用方法調配，并充分攪拌均勻，以備后用。底漆為增加涂料與基體的浸潤能力和粘結力應適當的調稀一些，濃度以25～35 s為宜，面漆調制35～40 s為宜。

（3）涂裝方法：精心施工，規范性涂裝是保證質量和防腐效果的重要保證，本項目混凝土結構計劃采用環氧樹脂2底3面。漆膜厚度180 um左右。

1）施工工藝流程。

表面處理涂刷環氧樹脂底漆一道涂刷環氧樹脂中間漆一道刷環氧樹脂中間漆一道涂刷環氧樹脂面漆一道涂刷環氧樹脂面漆一道驗收移交（漆膜厚度達180 um）。

2）施工方法：采用人工刷涂和機械噴涂。

①涂刷底漆：表面處理驗收合格后，在6 h內涂刷已經調制好的環氧底漆，底漆起著承上啟下的作用，與基體有優異的附著力，第一道底漆涂刷前，應用棉紗蘸汽油首先將表面擦洗干凈，除去表面的雜物和浮塵，底漆要求均勻一致，無流淌、無漏涂、無針孔、無氣泡，表面漆膜要光滑，薄厚一致。漆膜厚度25～35 um。底漆用量80～90 g/m2。轉彎處、陰陽角要多刷一遍。涂刷時，立面要先上后下、先左后右、先難后易、縱橫交錯涂刷。待第一道底漆自然固化后，表面除出雜物和浮塵，即可用同樣的方法涂刷第二道環氧樹脂底漆。第二道底漆的厚度35～40 um，用量100 g/m2左右，并保證無針孔、無流淌、無漏涂，表面應平整、均勻、豐滿，光澤一致。混凝土表面坑凹不平處、裂縫和漏點應用環氧樹脂膩子填補找平，然后在進行涂刷第二道環氧樹脂底漆的涂刷。

②涂刷中間漆：待環氧樹脂底漆自然固化24 h基本干燥后，經驗收合格，即用同樣的涂刷方法涂刷環氧樹脂中間漆，每道涂料用量110～125 g/m2，漆膜厚度為45 um，并保證無針孔、無流淌、無漏涂，表面應平整、均勻、豐滿，光澤一致。

③涂刷面漆：待中間漆徹底干燥，并檢驗合格后，除去表面浮塵，即可涂刷第一道環氧樹脂面漆，用量100～125 g/m2，漆膜厚度40～50 um；待第一層面漆干燥后，依次涂刷第二道面漆，厚度為80～100 um，最后一道面漆是關鍵的一道工序，涂刷時一定要保證漆液豐滿、顏色均一、光滑平整，有一定的光澤，外觀美觀一致。

（4）注意事項。

①涂刷時層間應縱橫交錯，每層宜往復進行，涂刷要均勻一致，表面要光滑、平整、無氣泡、無漏涂、外觀要光澤一致。

②涂刷后每層要用濕膜測厚儀測量濕膜厚度，保證干膜達到設計厚度。

③嚴格控制間隔時間，根據氣候環境和實際施工經驗，確定適宜的間隔時間，每道涂料的施工必須控制在上一道工序驗收合格之后，才能進行下一道工序的施工。

④涂刷施工的適宜溫度應在5～35 ℃之間，濕度低于80%，露點溫度3 ℃上，風、雨、雪、霧和較大風塵天氣環境，杜絕施工。

⑤涂裝后4 h內應有保護措施，免受雨水淋的應急措施，并應保持周圍環境的清潔，防止灰塵污染。

⑥認真執行驗收規范，作好全過程質量控制工作，施工中要認真作好自檢、互檢，發現不符合質量標準的部位，要及時進行翻工、修補。

5 應用效果

在橋墩、閘底板、閘墩、消力池砼表面采用涂抹環氧樹脂進行防腐處理，既能保證防腐質量，減少了海水對砼的腐蝕，又能降低工程投資。環氧樹脂防腐處理在膠州市云溪河防洪閘中的成功應用，可作為其他同類工程的參考依據。

參考文獻

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