大氣腐蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)的防腐涂裝方案
一、大氣環(huán)境下混凝土的腐蝕機理
混凝土的碳化是混凝土所受到的一種化學(xué)腐蝕?？諝庵蠧O2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)對鋼筋有良好的保護作用，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)碳化超過混凝土的保護層時，在水與空氣存在的條件下，就會使混凝土失去對鋼筋的保護作用，鋼筋開始生銹?？梢?，混凝土碳化作用一般不會直接引起其性能的劣化，對于素混凝土，碳化還有提高混凝土耐久性的效果，但對于鋼筋混凝土來說，碳化會使混凝土的堿度降低，同時，增加混凝土孔溶液中氫離子數(shù)量，因而會使混凝土對鋼筋的保護作用減弱。
在海邊，由于空氣中含有大量氯離子，氯離子的滲透會極大地加劇混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕。其作用過程如下:
① 氯離子的侵入:在水分浸透的同時，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 強度降低:腐蝕物質(zhì)從裂紋處進一步浸入，加速鋼筋的腐蝕、體積膨脹，從而降低混凝土強度。
總之，腐蝕會造成混凝土結(jié)構(gòu)的強度降低，從而大大縮短其使用壽命。
采用防腐涂料對混凝土結(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 對于已碳化、疏松和開裂的混凝土表面起增強作用。
③ 通過涂裝可使混凝土結(jié)構(gòu)獲得與周圍環(huán)境景觀相協(xié)調(diào)的色彩。
二、混凝土防腐蝕涂料的選用
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)計規(guī)范》和GB50212-2002《建筑防腐施工及驗收規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，環(huán)氧樹脂涂料、聚氨酯涂料、氯化橡膠涂料、乙烯樹脂涂料、丙烯酸樹脂涂料等被認(rèn)為是適用的涂料品種，根據(jù)國內(nèi)外橋梁混凝土防腐涂裝的經(jīng)驗來看，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其表面強度，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滲透性抗堿底漆，能深入滲透進混凝土，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)氧膩子補平層
由于混凝土表面凹凸不平,需采用膩子補平,環(huán)氧膩子具有***的附著力、耐堿性、耐腐蝕性和強度，是一種理想的補平材料，可以增加混凝土表面強度和涂層耐久性，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***的附著力、耐堿性和抗?jié)B透性，涂裝后增加涂層厚度，增強整個涂層的抗?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效涂裝系統(tǒng)的面漆，涂膜具有***的耐鹽霧性、耐海洋大氣腐蝕性，在強烈日光紫外線照射不易降解、粉化和變色，能使涂層長期保持良好外觀。
三、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:是否有開裂現(xiàn)象，表面平整光滑度，疏松度和強度等;
橋梁建成后，如未對混凝土表面進行防腐處理，在經(jīng)過若干年后，混凝土表面可能因腐蝕出現(xiàn)裂紋、松動、凹陷、孔洞等現(xiàn)象，隨使用時間而程度不同。在涂裝時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)計要求:如果已出現(xiàn)混凝土內(nèi)鋼筋腐蝕造成混凝土開裂，涂裝后是不能保證涂層因混凝土的進一步開裂而出現(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，對于橋墩，視原混凝土開裂程度和防腐設(shè)計要求進行局部粘貼玻璃纖維布或整體纏繞都是可行的防裂措施。