防腐涂装施工工艺在跨江大桥混凝土预制梁中的应用

李锦芳

【摘要】本文将以虎门大桥西岸引桥为工程背景，讨论防腐涂装施工工艺在跨江大桥混凝土预制梁中的运用，根据工程实际的控制要点讨论预制梁混凝土防腐涂装不同工序的喷涂手段，并详细闡述 工序检验与厚度的检测方法，对工程实际有一定指导意义。

【关键词】防腐涂装；混凝土；检测；预制梁

0 工程背景

随着工程施工技术的发展，越来越多新工艺运用到桥梁工程中。桥梁工程施工经常会遇到潮差区，此时混凝土结构的腐蚀现象尤为严重，得到足够的重视。腐蚀现象的产生是由于钢筋混凝土结构受海水侵蚀严重。以往工程实践中采取了较多混凝土预制梁的防腐工作，其中表面涂层技术应用效果良好，得到广泛的应用。

虎门大桥西岸引桥东起虎门大桥西引桥终点，桥跨结构均为预制预应力空心板梁，单向桥面宽度由15片预应力空心板梁组成，桥宽15.25 m。虎门大桥西岸引桥长期暴露于高温、高湿和高氯离子含量的气候中，处于中等偏重的大气及化学腐蚀环境。其他腐蚀环境还有：周边工厂、设施排放的废气、过往车辆、船只排放的废气等等。虎门大桥西岸引桥墩身局部出现钢筋生锈涨裂混凝土保护层的病害，为了解决结构安全隐患，延长桥梁的使用寿命，需要对其进行防腐涂装。

1 防腐机理分析

防腐涂装施工工艺之所以能够起到防腐作用，主要是实现了屏蔽作用、缓蚀作用与电化学作用。屏蔽作用指的是基体和外部环境被隔离开来，来实现防腐蚀的作用。由于涂层下金属发生腐蚀反应必须有水和氧气的参与，而且需要具备离子流通路径，因此通过限制H2O与O2的进入能够有效避免金属出现腐蚀现象。缓蚀作用指的是利用阳极或者阴极极化避免出现腐蚀现象，缓蚀剂是屏蔽作用的重要补充，二者相得益彰。电化学作用主要指的是在涂料内添加金属粉，从而达到电接触程度，防止基体出现腐蚀现象，常见的例如富锌底漆对钢铁的保护作用。跨江大桥混凝土预制梁的主流防护涂层体系如图1所示。

图1 混凝土结构防护涂层体系

2 施工工艺的研究

2.1 涂装区域的确定

进行防腐涂装施工前首先应当明确涂装区域，对涂装区域进行划分。本场预制梁根据施工图纸的不同划分为表干区，防腐涂装体系设计使用年限为二十年。在表干区选择环氧涂层实现防护功能，且分为底层、中间层和亚光层三层。在外露钢筋头周围用金刚切片将部分混凝土凿除，凿深2cm，割掉钢筋头，然后涂上一层环氧富锌底漆，中间涂两道。待油漆表干后再用树脂型腻子填充平整。

2.2 混凝土基层处理

工程实际中认为预制梁混凝土龄期应大于二十八天，而且应当在完成混凝土缺陷处理之后二十八天为宜。混凝土基层处理时应满足不平整度要求，通常要求为2米，凹陷气泡要求气泡表面不大于1cm2，，深度控制在五毫米以内。进行混凝土基层处理之前还必须检查其污染程度，主要检测对象为油污、浮浆等，也应当检查不平整度、凹凸程度等。如果在混凝土表面检查过程中出现明显气泡孔或者其他表面缺陷，完成基层处理后还需用相应环氧腻子将其充满填实，避免剩余空气停留在坑里，尽量做到高精度的表面平整与零裂隙存在。混凝土表面处理的要求是表面无尘土，避免表面潮湿，含水率必须控制在百分之六以内。当完成混凝土基层的处理后应立即完成涂覆封闭底漆。

检查混凝土表面，对蜂窝麻面、混凝土脱落、钢筋锈胀和外露等混凝土缺损病害等，使用手提砂轮机配金刚石切片等机械方法切割铲除，或使用钉锤等手工方法凿除。铲除或凿除缺陷后的所有混凝土表面均应达到良好牢固的混凝土表面。将铲除或凿除的区域清理干净，用环氧腻子修补、抹平坑洞。如果存在混凝土错台现象，则应凿除凸出部分，清理打磨干净凹进表面，用环氧腻子填补、抹平凹进部分。

2.3 防腐涂装

对跨江大桥混凝土预制梁采用防腐涂装施工工艺时应确保施工周围环境温度不低于5摄氏度，且不高于38摄氏度，空气相对湿度不高于80%。确保混凝土表面充分干燥，当遇到雨雪或者大风天气应停止施工作业。

防腐涂装采用的喷涂方法是首先试喷若干次，调试喷枪至最佳状态。在调试喷枪过程中应控制空气流量、出油量和喷雾幅宽等重要参数，否则对最终防腐涂装产生不良影响。经过喷枪喷出的漆膜的干湿情况统一重要，根据实际需求进行调整。当预制梁中存在喷涂困难部位时，可以由刷涂的方式代替，这类几何结构包括凹角、凸沿等，而且刷涂的厚度必须严格控制，不能过高或者过低于设计值。用腻子补平工作应封闭涂层完工油漆干燥后进行，在腻子补平工作完成腻子固化后尽快打磨平整。用于填平的腻子一次不能太厚，当填补厚度较厚时可分为几次填平，每次间隔大于4小时。

封闭底漆通常使用环氧树脂实现，可以有效封闭底层的水与碱性物质，使底层具备较强附着力，避免出现粉化或者起泡影响涂装质量，除此之外还有利于提升腻子层强度。如果完成底层封闭漆的涂装以后，混凝土预制梁表面还是存在缺陷，此时应当进行二次刮涂腻子。

为进一步提升防腐涂装质量，还应当涂装中间漆，这样可以使封闭作用更明显，使漆膜丰满度更高。通过清理封闭涂层表面，除去灰尘等污染物。中间漆分两层涂装，每层厚度100μm，共200μm。涂装完后应及时对涂层表面的色泽均与、气泡针孔、裂缝等缺陷进行目视检查，发现问题及时进行修复。但是该工序在工作环境低于5摄氏度时应立即停止。最后是涂装面漆，涂装过程需要认真检查，避免出现漏刷，重复刷的情况。清理中间漆涂层表面，除去灰尘等污染物。面漆分两层涂装，每层厚度50μm，共100μm。涂装完后应及时对涂层表面的色泽均与、气泡针孔、裂缝等缺陷进行目视检查，发现问题及时进行修复，现场监理对面漆涂装按照隐蔽工程进行验收。

2.4 涂层漆膜修补

针对清洁修补区域需要完成除油与清除灰尘的工序，在修补区域表面时运用打磨方式，使底基层有较高可靠度。对缝宽大于或等于0.15mm的一般裂缝用电动切割片沿裂缝方向切割成V型槽，深度1cm，然后用环氧腻子抹平后再进行后续施工。机械打磨完成并经混凝土含水量检查合格后4小时内进行封闭底漆涂装。环氧树脂封闭底漆按厚度大于50μm的油漆用量涂装。施工过程中随时用湿膜厚度规检查涂层湿度厚度，以控制涂层的最终厚度及其均匀性。涂装后进行涂装外观目视检查。涂层表面应厚度和色泽均匀、无气泡、无针孔、裂缝等缺陷。出现缺陷时及时进行修复处理。当使用腻子完成填充工作时，事先需要事先涂封闭漆，然后才用腻子进行填补。在混凝土预制梁防腐涂装过程中如遇到小面积刷涂情况下，应多次进行涂层漆膜修补，直至其满足涂抹厚度要求为止。

2.5 涂层保护

完成上述工序之后即进入养护阶段，此时由于涂膜并未整体固化，因此必须采取相应措施以防涂膜受到不必要的损伤。通常对未固化的涂膜进行临时封闭工作。在涂料完全变干之前不能让雨水或其他腐蚀性物质与涂料接触，通常可以用全梁塑料布对其起到保护作用。在没有征得工程科同意的情况下不可对完成涂装的梁进行其他施工，也要阻止其他无关人员或者器械在预制梁周围开展作业，当必须开展其他作业的情况下必须用土工布保护预制梁。尽量不要提移梁，完成二层存梁以后如果不得不提移梁，当完成其他施工后还需再次修补涂层。

2.6 施工控制要点分析

在防腐涂装施工工艺中首先必须注重表面清洁度的控制，任意一层涂料正式开始施工之前必须保证梁表面足够清洁，否则直接影响涂装质量，对工程质量控制不利。其次还应当注重中间漆与面漆膜厚度的严格控制，在涂装过程中实时地监控湿膜的厚度，以防由于厚度过厚或者过薄不利于外观控制。完成防腐涂装施工工艺后应确保涂层表面足够光滑与平整，色泽方面也有必要保持一致性，减少划痕或者蹭痕，做到无漏涂、无针孔，避免一切漆病的出现。

3 防腐涂装施工工艺的检验

3.1 工序检验

检验主要对以下工序进行检验：基层、环氧腻子修补面、环氧中间漆、聚氨酯面漆、各涂层干膜厚度。基层处理应做到表面不存在浮沉及其他异物，将表面的凸起物清理干净，确保基层表面没有附着不牢实的修补灰，如果存在脱落情况应立即再次完成表面处理。环氧腻子修补时尽量采用配套技术，及时发现表面缺陷，将坑中的空气排净，然后用环氧腻子填补表面孔洞，完成腻子打磨之后应使表面尽可能平顺。中间漆的检验主要关注漆膜的均匀性，避免出现气泡或裂纹，但考虑到工艺实际情况，允许在局部位置存在流挂。聚氨酯面漆的检验应确保光泽与颜色基本相同，保持涂层足够平整，尽可能减少漏涂、裂纹等不良缺陷的出现。在确定干膜厚度时必须考虑到涂料的耐腐蚀性能，通常要求底层平膜平局厚度小于50μm，而面漆厚度小于90μm。

3.2 涂层厚度的检测方法

涂层厚度对于预制梁防腐涂装影响较大，主流的检测方法为无损涂层测厚仪检测法语随炉件法两种方法。前者针对各个检测单元都设置九个测点，分别检测九个测点涂层干膜厚度计算算术平均值来表示涂层平均厚度；后者把0.5*50*100的白铁皮放置在检测区域之内，分别在底板、翼缘板与两侧腹板设置三块，在涂装完成一周以后用磁性测厚仪得到白铁皮上干膜厚度，可以认为此厚度等同于混凝土基面涂装厚度。

在完成涂装工作一周之后测得涂层厚度，每五十平方米的面积内设置一个测点，保持总测点数多于25。一般要求平均干膜厚度大于设计干膜厚度，且最小干膜厚度大于80%设计干膜厚度。

4 小结

防腐涂装施工工艺在虎门大桥西岸引桥工程中取得良好工程效果，积累大量养护经验，有效缓解海水对混凝土结构的腐蚀作用，创造了良好经济效益与社会效益。

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