嘉绍大桥混凝土结构表面涂装方案

1、嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥混凝土结构表面涂装技术要求中交公路规划设计院有限公司2010年8月1.概述 嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥（以下简称嘉绍大桥）横跨钱塘江河口段水域，为海洋性环境，混凝土结构容易受到腐蚀。为确保嘉绍大桥结构使用寿命并适当兼顾大桥景观要求，针对嘉绍大桥特定的建设条件和功能要求，提出嘉绍大桥混凝土结构表面防腐涂装技术要求。2.混凝土结构表面涂装的必要性 嘉绍大桥所处的海洋环境对混凝土结构及钢结构具有强腐蚀性作用。为保证结构耐久性，在大桥设计阶段进行了结构耐久性和防腐蚀措施专题研究。专题研究成果表明，目前提高钢筋混凝土结构耐久性的主要技术措施有：采用高性能混凝土、提高钢筋

2、保护层厚度、对混凝土外表面进行防腐涂装、改善钢筋材质或采用环氧涂层钢筋、混凝土中掺加钢筋腐蚀抑制剂阻锈剂、使用阴极保护（防护）系统等。在海洋环境下，混凝土结构的耐久性很难通过上述某单一措施得到保证，这就必然要求根据具体的环境条件和设计要求，有机组合上述若干种技术措施，以保证整体耐久性达到设计要求。因此，嘉绍大桥混凝土结构表面进行防腐涂装是保证结构耐久性的必要措施。3.涂装范围及涂装方案 3.1 涂装范围嘉绍大桥混凝土防腐涂装范围包括全桥混凝土箱梁、防撞护栏底座及墩顶横系梁，主桥索塔、塔座、辅助墩及过渡墩，全部引桥桥墩。防腐涂装体系设计使用年限为15年。对于北岸水中区引桥桩基施工钢护筒予以保留的

3、墩柱，护筒内墩身不要求进行防腐涂装。3.2 涂装区域划分根据所处位置及工作环境不同，将全桥需涂装混凝土表面划分为4个不同的区域。参考杭州湾跨海大桥混凝土防腐涂装的施工及使用情况，并考虑嘉绍大桥桥位处环境条件特点，对嘉绍大桥4个防腐涂装区域分别制定了不同混凝土涂装防护体系。具体内容见表1。表1防腐体系涂装区域划分区域名称工程部位防护方案表干区全桥混凝土主梁、防撞护栏底座、墩顶横系梁、水中区桥墩浪溅区（标高+9m以上）以上部分、陆地区桥墩有机材料涂装防护体系表湿区水中区桥墩浪溅区及以下部分（标高+9m以下）硅烷浸渍有机材料涂装双重防护体系索塔上部区主航道桥索塔上塔柱（X型托架顶面以上部分）有机材料

4、涂装防护体系索塔下部区主航道桥索塔下塔柱及塔座（X型托架顶面以下部分）硅烷浸渍有机材料涂装双重防护体系3.3 表干区涂装防护体系表干区混凝土涂层设计总干膜平均厚度350m。涂层系统配套应符合表2的规定。表2表干区混凝土表面涂装防护体系配套涂层名称配套涂料名称涂层干膜平均厚度（m）底层环氧树脂封闭漆50（注）中间层环氧树脂漆260（注）面层聚氨酯面漆90涂层总干膜平均厚度350注：底层干膜平均厚度50m，底层和中间层干膜总平均厚度为260m。3.4 表湿区涂装防护体系3.4.1 表湿区涂装防护体系1对于北副航道桥、跨南岸规划堤桥及跨堤引桥堤内墩，其表湿区在进行涂装施工时可利用承台施工挡水结构在干

5、处进行施工。故其表湿区涂装防护体系配套应符合表3的规定。表3表湿区混凝土表面涂装防护体系配套1涂层名称配套涂料名称涂层干膜平均厚度（m）浸渍层硅烷浸渍（用量300ml/m2）渗透型，浸渍深度达到600800m底层环氧树脂封闭漆50（注）中间层环氧树脂漆280（注）面层氟碳面漆70涂层总干膜平均厚度350注：底层干膜平均厚度50m，底层和中间层干膜总平均厚度为280m。3.4.2 表湿区涂装防护体系2对于北岸水中区引桥及南岸水中区引桥（墩号B13B44、N1N6、N11N14），其表湿区涂装防护体系配套应符合表4的规定。表4表湿区混凝土表面涂装防护体系配套2涂层名称配套涂料名称涂层干膜平均厚度（

6、m）浸渍层硅烷浸渍（用量300ml/m2）渗透型，浸渍深度达到600800m底层湿固化环氧树脂封闭漆50（注）中间层湿固化环氧树脂漆310（注）面层聚氨酯面漆90涂层总干膜平均厚度400注：底层干膜平均厚度50m，底层和中间层干膜总平均厚度为310m。3.5 索塔上部区涂装防护体系索塔上部区混凝土涂层设计总干膜平均厚度350m。涂装防护体系配套应符合表5的规定。表5索塔上部区混凝土表面涂装防护体系配套涂层名称配套涂料名称涂层干膜平均厚度（m）底层环氧树脂封闭漆50（注）中间层环氧树脂漆280（注）面层氟碳面漆70涂层总干膜平均厚度350注：底层干膜平均厚度50m，底层和中间层干膜总平均厚度为2

7、80m。3.6 索塔下部区涂装防护体系索塔下部区混凝土涂层设计总干膜平均厚度350m。涂装防护体系配套应符合表6的规定。表6索塔下部区混凝土表面涂装防护体系配套涂层名称配套涂料名称涂层干膜平均厚度（m）浸渍层硅烷浸渍（用量300ml/m2）渗透型，浸渍深度达到600800m底层环氧树脂封闭漆50（注）中间层环氧树脂漆280（注）面层氟碳面漆70涂层总干膜平均厚度350注：底层干膜平均厚度50m，底层和中间层干膜总平均厚度为280m。3.7 防腐涂装工程数量嘉绍大桥全桥混凝土表面防腐涂装工程数量见下表。表7混凝土表面防腐涂装工程数量区域名称涂装面积（m2）表干区504500表湿区15630表湿区

8、210290索塔上部区28950索塔下部区28050硅烷浸渍区43970全桥涂装面积总计5774204. 硅烷浸渍材料、有机涂料及涂层性能要求4.1 硅烷用于大桥防腐涂装的硅烷浸渍材料应能有效提高混凝土的抗侵入性，性能要求符合海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ275-2000）对“混凝土表面硅烷浸渍”质量验收的规定（每遍用量为300ml/m2，涂装两遍）。吸水率平均值不应大于0.01mm/min1/2；浸渍深度应达到23mm；氯化物吸收量的降低效果平均值不小于90%。 “二次抗渗压力增长率”：基准混凝土28d的抗渗压力为1.21.5MPa，二次抗渗压力增长率平均值不小于50%。注：二次抗

9、渗压力增长率测试方法如下：按普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法（GBJ8285）测定基准混凝土（S6）透水压力值S0。然后，将试件卸下，烘干后，再在迎水面上均匀涂刷两道硅烷浸渍产品，室温条件下放置14天后，重新装模，进行抗渗性试验，测定透水压力S1，二次抗渗压力增长率平均值可按下式计算：S=（S1S0）/ S0100%。硅烷浸渍混凝土表面和环氧涂层的粘结强度：涂层标准养护后，不小于2.0MPa。注：硅烷浸渍混凝土表面和环氧涂层的粘结强度，按现行海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ275-2000）附录C的混凝土涂层试验方法测定。对于表湿区，涂层性能的检测应在水下固化后进行。4.2 涂料用

10、于大桥防腐涂装的涂料，其性能应满足表8的要求。表8涂料性能要求检验项目标准检验依据颜色满足标准色卡要求中国建筑色卡CBCC（GSB16-1517.1-2002）主漆粘度(s)符合产品规定要求涂料粘度测定法（GB/T 1723-1993）固体含量(%)符合产品规定要求涂料固体含量测定法（GB 1725-1979）密度(g/ml)符合产品规定要求色漆和清漆密度的测定（GB 6750-1986）遮盖力(g/m2)符合产品规定要求涂料遮盖力测定法（GB 1726-1979）干燥时间(25)符合产品规定要求漆膜、腻子膜干燥时间测定法（GB 1728-1979）流挂性符合产品规定要求色漆流挂性的测定（GB

11、 9264-1988）流平性符合产品规定要求涂料流平性测定法（GB 1750-1979）涂料的红外光谱分析符合产品一致性要求红外光谱分析方法通则（GB/T 6040-2002）涂料的气相色谱-质谱联用分析符合产品一致性要求参照化学试剂气相色谱法通则（GB9722-1988）及质谱分析方法通则（GB/T 6041-2002）涂料在450的含灰量（%）符合产品一致性要求涂料灰分测定法（GB 1747-1979）面漆细度(m)50（表湿区为100）涂料细度测定法（GB 1724-1979）附着力（级）2漆膜附着力测定法（GB 1720-1979）冲击强度(cm)50漆膜耐冲击测定法（GB/T 173

12、2-1993）中间漆和面漆的耐磨性(g) (1kg500r)0.05漆膜耐磨性测定法（GB 1768-1979）柔韧性(mm)面漆：2底漆和中间漆：1漆膜柔韧性测定法（GB/T 1731-1993）氟碳面漆氟含量（%）24交联型氟树脂涂料（HG/T 3792-2005）对于表湿区，涂料湿固化性能应满足如下条件：(1)在25时，涂料可以30min后浸水（桥位处底平潮时间仅1h左右，30min的指标要求为估计值，具体实施指标应根据涂装施工时间要求及相关试验确定）；(2)涂料浸水后可继续在水下进行固化。4.3 涂层大桥混凝土结构表面有机材料涂装防护体系由底层、中间层和面层等配套材料组成，选用的配套材

13、料之间应具有良好的相容性，面层涂料应具有良好的保色、保光性能，同时应具有良好的重涂性能。涂层性能应满足表9的要求。表9防腐涂层性能要求项目试验条件标准涂层外观涂层标准养护后涂层均匀、无色差、无流挂、无斑点、不起泡、不龟裂、不剥落等涂层耐老化性聚氨酯面漆耐老化试验1500h、氟碳面漆耐老化试验3000h不粉化、不起泡、不龟裂、不剥落涂层耐碱性耐碱试验30d不起泡、不龟裂、不剥落涂层抗氯离子渗透性活动涂层片抗氯离子的渗透性试验30d氯离子穿过涂层片的渗透量在5.010-3mg/cm2d以下涂层与潮湿混凝土表面的粘结强度涂层标准养护后不小于2.0MPa注：涂层性能试验按涂层系统设计的底层中间层面层复

14、合涂层组成。涂层的耐老化性系采用涂装过的尺寸为70mm70mm20mm的砂浆试件，按现行色漆和清漆人工气候老化和人工辐射暴露（滤过的氙弧辐射）（GB/T 1865-1997）测定；涂层的耐碱性、涂层抗氯离子渗透性、涂层与混凝土表面的粘结强度，按现行海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ275-2000）附录C的混凝土涂层试验方法测定。对于表湿区，涂层性能的检测应在水下固化后进行。5. 表面涂装防护体系施工相关要求及建议5.1 涂装小区试验硅烷浸渍要求每个潜在供应商在大桥现场实地进行浸渍硅烷喷涂试验。试验区面积应为15 m2。完成试验区的喷涂工作后，应按海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范（JTJ

15、2752000）附录E规定的方法，在试验区随机钻取二个芯样，进行硅烷浸渍深度测试。之后还要在试验区域内涂装环氧涂层，进行硅烷浸渍混凝土表面和环氧涂层之间的层间粘结强度试验。硅烷浸渍混凝土表面和环氧涂层之间的层间粘结强度应不小于2.0MPa环氧涂层要求每个潜在供应商在大桥表干区、表湿区及索塔区各选20m2面积试验区进行涂装小区试验。小区试验位置应选择具有代表性的部位，特别应考虑风力、风向等对涂料耗用量的影响。小区试验整个过程应记录存档，可结合摄像或录像方式记录。小区试验经评定合格后，作为各区段混凝土构件确认涂装材料及制定涂装施工工艺的依据。5.2混凝土表面处理混凝土表面存在的因施工需要设置的各种

16、预埋件，由土建施工单位按有关规定在涂装施工前28天处理完毕。混凝土表面存在的裂缝、缺陷等，由土建施工单位按相关规定在涂装施工前28天完成修补工作。在涂装施工中对混凝土表面处理后发现的裂缝和缺陷，由涂装施工单位按相关规定进行修补。因施工原因存在于混凝土表面的金属焊渣、绑扎铁丝头、铁钉头等应清除干净。混凝土表面宜采用高压水（压力不小于20MPa）清洁，或者使用各种动力打磨工具进行打磨，彻底除去混凝土表面上的不牢灰浆、尖角、碎屑、海生物、苔藓、油污等污染物及其它松散附着物，必要时可用适当溶剂抹除油污。清理后的混凝土表面，应用饮用水冲洗干净，混凝土表面应无油污等影响涂层质量的物质。对于混凝土表面因打磨

17、和金属焊渣等杂物清楚所产生的缺陷涂装施工单位应用改性环氧腻子修补平整。在混凝土涂层上涂装下一道涂层前，应对上一道涂层进行表面清洁，应使用饮用水彻底除去涂层面上的盐分、泥尘、油污等污染物，可用清洁剂清除油污。如上一道涂层太光滑影响下一道涂层的粘结强度，应对上一道涂层进行打毛处理。5.3涂装施工要求硅烷浸渍硅烷浸渍材料应原罐密封，储存于阴凉干燥处，并设立警告牌。硅烷施工原则上应采用低压喷涂法，当条件不允许时也可以用滚涂、刷涂等方法。浸渍硅烷前应对混凝土进行下列表面处理： (a) 用水泥浆修补蜂窝、露筋、孔洞裂缝等明显缺陷；用钢铲刀清除表面碎屑及不牢固的附着物； (b) 清除不利于硅烷浸渍的灰尘、油

18、污等有害物与污染物； (c) 当混凝土采用脱模剂或养护剂时，通过喷涂试验确定脱模剂或养护剂对硅烷浸渍的影响，否则在硅烷浸渍前，应充分清除。喷涂硅烷的混凝土表面应为面干状态。使用饮用水冲洗后，则应在冲洗后自然干燥72h。在水位变动区，应在低潮位混凝土表面看不到水时喷涂硅烷，以尽量延长喷涂前的自然干燥期。禁止在雨天、强风、强烈阳光直射下或浓雾天气及冰冻季节喷涂硅烷。浸渍硅烷施工应符合下列规定： (a) 涂硅烷的混凝土龄期应不少于28d，或混凝土修补后应不少于14d； (b) 混凝土表面温度应在540之间； (c) 浸渍所需的全部硅烷用料在施工现场应一次备足，使用前方可启封，并应于启封后72h内用完

19、，否则应予废弃； (d) 施工现场附近应无明火，操作人员应使用必要的安全保护设施； (e) 浸渍硅烷工作，应按硅烷制造厂家的技术要求，由经验丰富的操作人员实施； (f) 应注意避免硅烷和氯丁橡胶、沥青质密封材料等其他可能腐蚀的材料接触；注意避免硅烷混入其他各类液体材料。浸渍硅烷工作应连续施涂，施涂可采用连续喷涂、刷涂或滚涂工艺，施涂时必须使被涂表面饱和溢流。在立面上，应自下向上地施涂，被涂立面至少有5秒钟保持“看上去是湿的”状态；而在顶面或底面上，都至少有5秒钟保持“看上去是湿的镜面”状态。硅烷浸渍由1#、2#液组成。1#液是高渗透型硅烷和硅氧烷，2#液是催化剂。硅烷浸渍的用量：施涂一遍1#液，待表面干燥后再施涂一遍2#液。每遍喷涂量为150ml/ m2。环氧涂层针对混凝土构件情况，应设计适用于混凝土表面处理、涂装及质量检查的工作平台，并安全、牢固、移动和拆装方便。应充分考虑桥上风力对涂装平台的不利影响。应根据涂料的物理性能、施工条件、涂装要求和被涂构