防腐涂裝施工工藝在跨江大橋混凝土預(yù)制梁中的應(yīng)用

李錦芳

【摘要】本文將以虎門大橋西岸引橋為工程背景，討論防腐涂裝施工工藝在跨江大橋混凝土預(yù)制梁中的運用，根據(jù)工程實際的控制要點討論預(yù)制梁混凝土防腐涂裝不同工序的噴涂手段，并詳細(xì)闡述 工序檢驗與厚度的檢測方法，對工程實際有一定指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】防腐涂裝；混凝土；檢測；預(yù)制梁

0 工程背景

隨著工程施工技術(shù)的發(fā)展，越來越多新工藝運用到橋梁工程中。橋梁工程施工經(jīng)常會遇到潮差區(qū)，此時混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，得到足夠的重視。腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生是由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受海水侵蝕嚴(yán)重。以往工程實踐中采取了較多混凝土預(yù)制梁的防腐工作，其中表面涂層技術(shù)應(yīng)用效果良好，得到廣泛的應(yīng)用。

虎門大橋西岸引橋東起虎門大橋西引橋終點，橋跨結(jié)構(gòu)均為預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板梁，單向橋面寬度由15片預(yù)應(yīng)力空心板梁組成，橋?qū)?5.25 m。虎門大橋西岸引橋長期暴露于高溫、高濕和高氯離子含量的氣候中，處于中等偏重的大氣及化學(xué)腐蝕環(huán)境。其他腐蝕環(huán)境還有：周邊工廠、設(shè)施排放的廢氣、過往車輛、船只排放的廢氣等等。虎門大橋西岸引橋墩身局部出現(xiàn)鋼筋生銹漲裂混凝土保護(hù)層的病害，為了解決結(jié)構(gòu)安全隱患，延長橋梁的使用壽命，需要對其進(jìn)行防腐涂裝。

1 防腐機(jī)理分析

防腐涂裝施工工藝之所以能夠起到防腐作用，主要是實現(xiàn)了屏蔽作用、緩蝕作用與電化學(xué)作用。屏蔽作用指的是基體和外部環(huán)境被隔離開來，來實現(xiàn)防腐蝕的作用。由于涂層下金屬發(fā)生腐蝕反應(yīng)必須有水和氧氣的參與，而且需要具備離子流通路徑，因此通過限制H2O與O2的進(jìn)入能夠有效避免金屬出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。緩蝕作用指的是利用陽極或者陰極極化避免出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，緩蝕劑是屏蔽作用的重要補(bǔ)充，二者相得益彰。電化學(xué)作用主要指的是在涂料內(nèi)添加金屬粉，從而達(dá)到電接觸程度，防止基體出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，常見的例如富鋅底漆對鋼鐵的保護(hù)作用。跨江大橋混凝土預(yù)制梁的主流防護(hù)涂層體系如圖1所示。

圖1 混凝土結(jié)構(gòu)防護(hù)涂層體系

2 施工工藝的研究

2.1 涂裝區(qū)域的確定

進(jìn)行防腐涂裝施工前首先應(yīng)當(dāng)明確涂裝區(qū)域，對涂裝區(qū)域進(jìn)行劃分。本場預(yù)制梁根據(jù)施工圖紙的不同劃分為表干區(qū)，防腐涂裝體系設(shè)計使用年限為二十年。在表干區(qū)選擇環(huán)氧涂層實現(xiàn)防護(hù)功能，且分為底層、中間層和亞光層三層。在外露鋼筋頭周圍用金剛切片將部分混凝土鑿除，鑿深2cm，割掉鋼筋頭，然后涂上一層環(huán)氧富鋅底漆，中間涂兩道。待油漆表干后再用樹脂型膩子填充平整。

2.2 混凝土基層處理

工程實際中認(rèn)為預(yù)制梁混凝土齡期應(yīng)大于二十八天，而且應(yīng)當(dāng)在完成混凝土缺陷處理之后二十八天為宜。混凝土基層處理時應(yīng)滿足不平整度要求，通常要求為2米，凹陷氣泡要求氣泡表面不大于1cm2，，深度控制在五毫米以內(nèi)。進(jìn)行混凝土基層處理之前還必須檢查其污染程度，主要檢測對象為油污、浮漿等，也應(yīng)當(dāng)檢查不平整度、凹凸程度等。如果在混凝土表面檢查過程中出現(xiàn)明顯氣泡孔或者其他表面缺陷，完成基層處理后還需用相應(yīng)環(huán)氧膩子將其充滿填實，避免剩余空氣停留在坑里，盡量做到高精度的表面平整與零裂隙存在。混凝土表面處理的要求是表面無塵土，避免表面潮濕，含水率必須控制在百分之六以內(nèi)。當(dāng)完成混凝土基層的處理后應(yīng)立即完成涂覆封閉底漆。

檢查混凝土表面，對蜂窩麻面、混凝土脫落、鋼筋銹脹和外露等混凝土缺損病害等，使用手提砂輪機(jī)配金剛石切片等機(jī)械方法切割鏟除，或使用釘錘等手工方法鑿除。鏟除或鑿除缺陷后的所有混凝土表面均應(yīng)達(dá)到良好牢固的混凝土表面。將鏟除或鑿除的區(qū)域清理干凈，用環(huán)氧膩子修補(bǔ)、抹平坑洞。如果存在混凝土錯臺現(xiàn)象，則應(yīng)鑿除凸出部分，清理打磨干凈凹進(jìn)表面，用環(huán)氧膩子填補(bǔ)、抹平凹進(jìn)部分。

2.3 防腐涂裝

對跨江大橋混凝土預(yù)制梁采用防腐涂裝施工工藝時應(yīng)確保施工周圍環(huán)境溫度不低于5攝氏度，且不高于38攝氏度，空氣相對濕度不高于80%。確保混凝土表面充分干燥，當(dāng)遇到雨雪或者大風(fēng)天氣應(yīng)停止施工作業(yè)。

防腐涂裝采用的噴涂方法是首先試噴若干次，調(diào)試噴槍至最佳狀態(tài)。在調(diào)試噴槍過程中應(yīng)控制空氣流量、出油量和噴霧幅寬等重要參數(shù)，否則對最終防腐涂裝產(chǎn)生不良影響。經(jīng)過噴槍噴出的漆膜的干濕情況統(tǒng)一重要，根據(jù)實際需求進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)預(yù)制梁中存在噴涂困難部位時，可以由刷涂的方式代替，這類幾何結(jié)構(gòu)包括凹角、凸沿等，而且刷涂的厚度必須嚴(yán)格控制，不能過高或者過低于設(shè)計值。用膩子補(bǔ)平工作應(yīng)封閉涂層完工油漆干燥后進(jìn)行，在膩子補(bǔ)平工作完成膩子固化后盡快打磨平整。用于填平的膩子一次不能太厚，當(dāng)填補(bǔ)厚度較厚時可分為幾次填平，每次間隔大于4小時。

封閉底漆通常使用環(huán)氧樹脂實現(xiàn)，可以有效封閉底層的水與堿性物質(zhì)，使底層具備較強(qiáng)附著力，避免出現(xiàn)粉化或者起泡影響涂裝質(zhì)量，除此之外還有利于提升膩子層強(qiáng)度。如果完成底層封閉漆的涂裝以后，混凝土預(yù)制梁表面還是存在缺陷，此時應(yīng)當(dāng)進(jìn)行二次刮涂膩子。

為進(jìn)一步提升防腐涂裝質(zhì)量，還應(yīng)當(dāng)涂裝中間漆，這樣可以使封閉作用更明顯，使漆膜豐滿度更高。通過清理封閉涂層表面，除去灰塵等污染物。中間漆分兩層涂裝，每層厚度100μm，共200μm。涂裝完后應(yīng)及時對涂層表面的色澤均與、氣泡針孔、裂縫等缺陷進(jìn)行目視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行修復(fù)。但是該工序在工作環(huán)境低于5攝氏度時應(yīng)立即停止。最后是涂裝面漆，涂裝過程需要認(rèn)真檢查，避免出現(xiàn)漏刷，重復(fù)刷的情況。清理中間漆涂層表面，除去灰塵等污染物。面漆分兩層涂裝，每層厚度50μm，共100μm。涂裝完后應(yīng)及時對涂層表面的色澤均與、氣泡針孔、裂縫等缺陷進(jìn)行目視檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時進(jìn)行修復(fù)，現(xiàn)場監(jiān)理對面漆涂裝按照隱蔽工程進(jìn)行驗收。

2.4 涂層漆膜修補(bǔ)

針對清潔修補(bǔ)區(qū)域需要完成除油與清除灰塵的工序，在修補(bǔ)區(qū)域表面時運用打磨方式，使底基層有較高可靠度。對縫寬大于或等于0.15mm的一般裂縫用電動切割片沿裂縫方向切割成V型槽，深度1cm，然后用環(huán)氧膩子抹平后再進(jìn)行后續(xù)施工。機(jī)械打磨完成并經(jīng)混凝土含水量檢查合格后4小時內(nèi)進(jìn)行封閉底漆涂裝。環(huán)氧樹脂封閉底漆按厚度大于50μm的油漆用量涂裝。施工過程中隨時用濕膜厚度規(guī)檢查涂層濕度厚度，以控制涂層的最終厚度及其均勻性。涂裝后進(jìn)行涂裝外觀目視檢查。涂層表面應(yīng)厚度和色澤均勻、無氣泡、無針孔、裂縫等缺陷。出現(xiàn)缺陷時及時進(jìn)行修復(fù)處理。當(dāng)使用膩子完成填充工作時，事先需要事先涂封閉漆，然后才用膩子進(jìn)行填補(bǔ)。在混凝土預(yù)制梁防腐涂裝過程中如遇到小面積刷涂情況下，應(yīng)多次進(jìn)行涂層漆膜修補(bǔ)，直至其滿足涂抹厚度要求為止。

2.5 涂層保護(hù)

完成上述工序之后即進(jìn)入養(yǎng)護(hù)階段，此時由于涂膜并未整體固化，因此必須采取相應(yīng)措施以防涂膜受到不必要的損傷。通常對未固化的涂膜進(jìn)行臨時封閉工作。在涂料完全變干之前不能讓雨水或其他腐蝕性物質(zhì)與涂料接觸，通常可以用全梁塑料布對其起到保護(hù)作用。在沒有征得工程科同意的情況下不可對完成涂裝的梁進(jìn)行其他施工，也要阻止其他無關(guān)人員或者器械在預(yù)制梁周圍開展作業(yè)，當(dāng)必須開展其他作業(yè)的情況下必須用土工布保護(hù)預(yù)制梁。盡量不要提移梁，完成二層存梁以后如果不得不提移梁，當(dāng)完成其他施工后還需再次修補(bǔ)涂層。

2.6 施工控制要點分析

在防腐涂裝施工工藝中首先必須注重表面清潔度的控制，任意一層涂料正式開始施工之前必須保證梁表面足夠清潔，否則直接影響涂裝質(zhì)量，對工程質(zhì)量控制不利。其次還應(yīng)當(dāng)注重中間漆與面漆膜厚度的嚴(yán)格控制，在涂裝過程中實時地監(jiān)控濕膜的厚度，以防由于厚度過厚或者過薄不利于外觀控制。完成防腐涂裝施工工藝后應(yīng)確保涂層表面足夠光滑與平整，色澤方面也有必要保持一致性，減少劃痕或者蹭痕，做到無漏涂、無針孔，避免一切漆病的出現(xiàn)。

3 防腐涂裝施工工藝的檢驗

3.1 工序檢驗

檢驗主要對以下工序進(jìn)行檢驗：基層、環(huán)氧膩子修補(bǔ)面、環(huán)氧中間漆、聚氨酯面漆、各涂層干膜厚度。基層處理應(yīng)做到表面不存在浮沉及其他異物，將表面的凸起物清理干凈，確保基層表面沒有附著不牢實的修補(bǔ)灰，如果存在脫落情況應(yīng)立即再次完成表面處理。環(huán)氧膩子修補(bǔ)時盡量采用配套技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)表面缺陷，將坑中的空氣排凈，然后用環(huán)氧膩子填補(bǔ)表面孔洞，完成膩子打磨之后應(yīng)使表面盡可能平順。中間漆的檢驗主要關(guān)注漆膜的均勻性，避免出現(xiàn)氣泡或裂紋，但考慮到工藝實際情況，允許在局部位置存在流掛。聚氨酯面漆的檢驗應(yīng)確保光澤與顏色基本相同，保持涂層足夠平整，盡可能減少漏涂、裂紋等不良缺陷的出現(xiàn)。在確定干膜厚度時必須考慮到涂料的耐腐蝕性能，通常要求底層平膜平局厚度小于50μm，而面漆厚度小于90μm。

3.2 涂層厚度的檢測方法

涂層厚度對于預(yù)制梁防腐涂裝影響較大，主流的檢測方法為無損涂層測厚儀檢測法語隨爐件法兩種方法。前者針對各個檢測單元都設(shè)置九個測點，分別檢測九個測點涂層干膜厚度計算算術(shù)平均值來表示涂層平均厚度；后者把0.5*50*100的白鐵皮放置在檢測區(qū)域之內(nèi)，分別在底板、翼緣板與兩側(cè)腹板設(shè)置三塊，在涂裝完成一周以后用磁性測厚儀得到白鐵皮上干膜厚度，可以認(rèn)為此厚度等同于混凝土基面涂裝厚度。

在完成涂裝工作一周之后測得涂層厚度，每五十平方米的面積內(nèi)設(shè)置一個測點，保持總測點數(shù)多于25。一般要求平均干膜厚度大于設(shè)計干膜厚度，且最小干膜厚度大于80%設(shè)計干膜厚度。

4 小結(jié)

防腐涂裝施工工藝在虎門大橋西岸引橋工程中取得良好工程效果，積累大量養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗，有效緩解海水對混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕作用，創(chuàng)造了良好經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

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