1、大氣環(huán)境下混凝土的腐蝕機(jī)理

混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學(xué)腐蝕。空氣中ＣＯ２氣滲透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過(guò)程稱為混凝土碳化，又稱作中性化，其化學(xué)反應(yīng)為：Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2＝ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ。水泥在水化過(guò)程中生成大量的氫氧化鈣，使混凝土空隙中充滿了飽和氫氧化鈣溶液，其堿性介質(zhì)對(duì)鋼筋有良好的保護(hù)作用，使鋼筋表面生成難溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，稱為純化膜。碳化后使混凝土的堿度降低，當(dāng)碳化超過(guò)混凝土的保護(hù)層時(shí)，在水與空氣存在的條件下，就會(huì)使混凝土失去對(duì)鋼筋的保護(hù)作用，鋼筋開(kāi)始生銹。可見(jiàn)，混凝土碳化作用一般不會(huì)直接引起其性能的劣化，對(duì)于素混凝土，碳化還有提高混凝土耐久性的效果，但對(duì)于鋼筋混凝土來(lái)說(shuō)，碳化會(huì)使混凝土的堿度降低，同時(shí)，增加混凝土孔溶液中氫離子數(shù)量，因而會(huì)使混凝土對(duì)鋼筋的保護(hù)作用減弱。

在海邊，由于空氣中含有大量氯離子，氯離子的滲透會(huì)極大地加劇混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕。其作用過(guò)程如下：

①    氯離子的侵入：在水分浸透的同時(shí)，由于碳酸氣、氯離子的滲透引起混凝土中性化。

②    鋼筋的腐蝕：由于浸入的水、氣、氯離子等，鋼筋被腐蝕。即使不中性化，鋼筋表層所含磷分，也會(huì)使鋼筋發(fā)生腐蝕。

③    裂紋的產(chǎn)生：由于鋼筋被腐蝕、體積膨脹（2.5倍），混凝土產(chǎn)生裂紋。

④    強(qiáng)度降低：腐蝕物質(zhì)從裂紋處進(jìn)一步浸入，加速鋼筋的腐蝕、體積膨脹，從而降低混凝土強(qiáng)度。

總之，腐蝕會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低，從而大大縮短其使用壽命。

 

采用防腐涂料對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)是一種行之有效的防腐蝕措施，可以起到以下作用：

①    在混凝土表面形成一層屏蔽阻隔層，以阻止氯離子、二氧化碳等腐蝕介質(zhì)浸入混凝土造成腐蝕。

②    對(duì)于已碳化、疏松和開(kāi)裂的混凝土表面起增強(qiáng)作用。

③    通過(guò)涂裝可使混凝土結(jié)構(gòu)獲得與周圍環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)的色彩。

 

2、混凝土防腐蝕涂料的選用

    由于混凝土屬于強(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，涂層本身如果還應(yīng)具有良好的耐候性和長(zhǎng)效性。對(duì)于海邊混凝土結(jié)構(gòu)，其表面涂層應(yīng)具有極佳耐候性，耐日光紫外線降解，耐鹽霧及海洋大氣腐蝕，在有效防護(hù)期內(nèi)不出現(xiàn)嚴(yán)重粉化及變色、脫落、開(kāi)裂等現(xiàn)象。

     根據(jù)JTJ275-2001《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》、GB50046—95《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB50212—2002《建筑防腐施工及驗(yàn)收規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，環(huán)氧樹(shù)脂涂料、聚氨酯涂料、氯化橡膠涂料、乙烯樹(shù)脂涂料、丙烯酸樹(shù)脂涂料等被認(rèn)為是適用的涂料品種，根據(jù)國(guó)內(nèi)外橋梁混凝土防腐涂裝的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，選用以下涂料可以獲得良好的涂裝效果：

2.1滲透型環(huán)氧封閉底漆

 由于混凝土表面和鋼材相比較為疏松多孔，因而涂裝滲透性封閉底漆以增強(qiáng)其表面強(qiáng)度，增加涂層與混凝土的附著力，還起到增加涂層封閉性和抗?jié)B透性作用。

 一種高固體份低粘度的強(qiáng)滲透性抗堿底漆，能深入滲透進(jìn)混凝土，反應(yīng)固化后錨固和封閉基面，為后道涂裝提供良好表面。

2.2環(huán)氧膩?zhàn)友a(bǔ)平層

    由于混凝土表面凹凸不平,需采用膩?zhàn)友a(bǔ)平,環(huán)氧膩?zhàn)泳哂袠O佳的附著力、耐堿性、耐腐蝕性和強(qiáng)度，是一種理想的補(bǔ)平材料，可以增加混凝土表面強(qiáng)度和涂層耐久性，提高涂層的抗?jié)B透性。

2.3屏蔽型環(huán)氧厚膜型中涂漆

    是一種高固體份厚膜中涂漆，具有極佳的附著力、耐堿性和抗?jié)B透性，涂裝后增加涂層厚度，增強(qiáng)整個(gè)涂層的抗?jié)B透性。

2.4耐候性優(yōu)異的脂肪族聚氨酯面漆

  該涂料常作為各種惡劣氣候條件下長(zhǎng)效涂裝系統(tǒng)的面漆，涂膜具有極佳的耐鹽霧性、耐海洋大氣腐蝕性，在強(qiáng)烈日光紫外線照射不易降解、粉化和變色，能使涂層長(zhǎng)期保持良好外觀。

3、混凝土結(jié)構(gòu)涂裝配套方案

   混凝土結(jié)構(gòu)涂裝方案的確定要考慮以下因素:

3.1所處腐蝕環(huán)境：包括水上或水下，浪濺區(qū)、承重梁或路面等；

3.2混凝土表面狀況:是否有開(kāi)裂現(xiàn)象，表面平整光滑度，疏松度和強(qiáng)度等；

橋梁建成后，如未對(duì)混凝土表面進(jìn)行防腐處理，在經(jīng)過(guò)若干年后，混凝土表面可能因腐蝕出現(xiàn)裂紋、松動(dòng)、凹陷、孔洞等現(xiàn)象，隨使用時(shí)間而程度不同。在涂裝時(shí)需采取不同的防腐處理措施。

3.3防腐層是否有抗裂性設(shè)計(jì)要求：如果已出現(xiàn)混凝土內(nèi)鋼筋腐蝕造成混凝土開(kāi)裂，涂裝后是不能保證涂層因混凝土的進(jìn)一步開(kāi)裂而出現(xiàn)裂紋，這將造成局部防腐涂裝失效，在這種情況下，采用粘貼玻璃纖維布層提高涂層抗裂性能是必要的，對(duì)于橋墩，視原混凝土開(kāi)裂程度和防腐設(shè)計(jì)要求進(jìn)行局部粘貼玻璃纖維布或整體纏繞都是可行的防裂措施。

3.4防腐蝕設(shè)計(jì)年限要求及維修重涂間隔時(shí)間計(jì)劃。

 

對(duì)于新建的或腐蝕尚不嚴(yán)重的橋墩混凝土，推薦的防腐涂裝方案如下：

類別	所用涂料或材料	施工方式	涂膜厚度	參考用量 (KG/M2)
基面處理	見(jiàn)4.1條
封閉底漆	無(wú)溶劑環(huán)氧封閉底漆	采用輥涂、刷涂或噴涂方式涂裝1-2道，直至底材完全封閉。	滲透性底漆(50-100)	0.1-0.15/道
	溶劑型環(huán)氧封閉底漆
找平膩?zhàn)?/p>	環(huán)氧膩?zhàn)?/p>	采用刮涂方式滿刮一道，直至表面平整順滑。	/	0.2-0.3/道
中涂漆	環(huán)氧厚膜型中涂漆	采用輥涂、刷涂或無(wú)空氣噴涂方式涂裝2道。	150	0.4
面漆	脂肪族聚氨酯面漆或氟碳面漆	采用輥涂、刷涂或噴涂方式涂裝2道。	80	0.22-0.3

采用該涂裝方案，在海洋大氣環(huán)境下，15年內(nèi)不需重涂和維修。

 

注：對(duì)于不同的涂裝方式和不同的環(huán)境，涂料用量的數(shù)值會(huì)有不同。

4、防腐施工工藝及質(zhì)量控制措施

4.1前期工作
4.1.1表面處理
    搭設(shè)腳手，安裝吊船，經(jīng)安全檢查后用電動(dòng)角磨機(jī)打磨混凝土表面，除去表面疏松層。鑿去脹裂或松動(dòng)的混凝土。用高壓水槍噴射沖洗墩柱混凝土表面，沖洗后自然干燥。
    質(zhì)量要求為：沖洗后混凝土表面應(yīng)潔凈、牢固密實(shí)無(wú)松動(dòng)，局部混凝土凸面磨平，方能進(jìn)入下一工序。 
    4.1.2對(duì)外露的鋼筋和型鋼進(jìn)行表面除銹處理，涂刷環(huán)氧樹(shù)脂防銹底漆二道。
    4.1.3對(duì)混凝土局部大的凹陷、孔洞及裂縫處可以采用丙烯酸乳膠水泥砂漿進(jìn)行局部修補(bǔ)，再用丙烯酸乳膠水泥膩?zhàn)优�刮，也可以先涂裝環(huán)氧封閉底漆，然后用環(huán)氧膩?zhàn)优�刮補(bǔ)平。
 

4.2封閉底漆施工

環(huán)氧封閉底漆為雙組份，在使用前將甲乙組份混合后攪拌均勻后即可使用，要求涂刷完成涂膜干燥后，混凝土表面密實(shí)，有可見(jiàn)漆層。
 

4.3環(huán)氧膩?zhàn)邮┕?/p>

將環(huán)氧膩?zhàn)影匆?guī)定比例將甲乙組份混合攪拌均勻后，滿刮一道，刮平表面。經(jīng)過(guò)中間檢查后進(jìn)入下一工序。
 

4.4環(huán)氧厚膜型中涂漆施工

  將環(huán)氧厚膜型中涂漆按規(guī)定比例將甲乙組份混合攪拌均勻后，可采用刷涂、輥涂或高壓無(wú)空氣噴涂方式施工兩道。

注：如需粘貼貼玻璃纖維布，應(yīng)先鏟除表面棱角毛刺，用砂布打磨平滑，去除浮灰。然后正確裁剪布并留有搭接余量，邊刷涂料邊鋪貼布，貼布先上后下，貼實(shí)并趕盡氣泡，不得皺褶。
 

4.5脂肪族聚氨酯面漆施工
    將面漆按規(guī)定比例將甲乙組份混合攪拌均勻后，可采用刷涂、輥涂或高壓無(wú)空氣噴涂方式施工兩道。

 

4.6質(zhì)量檢查
    該工程可執(zhí)行如下規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)：

“海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范”JTJ275-2001
    ”建筑防腐蝕工程施工及驗(yàn)收規(guī)范” GB50212-2002
    “建筑防腐蝕工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)” GB50224-95