青岛海湾大桥混凝土腐蚀机理与涂层防腐.doc

青岛海湾大桥混凝土腐蚀机理与涂层防腐
杨红光
摘要:本文介绍了混凝土结构在海洋环境中的腐蚀机理,提出了涂层防腐的涂料、涂装配套方案、涂装施工工艺及质量控制措施。
关键词:混凝土结构,海洋环境,腐蚀机理,涂层防腐
青岛海湾大桥横跨胶州湾海域,,,是我国最大规模的海湾大桥之一。处于海洋环境中的混凝土结构,由于钢筋腐蚀,引起混凝土结构过早破坏已成为全世界普遍关注并日益突出的一大灾害,国际上已经将钢筋锈蚀列为混凝土结构破坏的最重要原因。国内外混凝土结构的使用情况反映,处于表湿区混凝土结构中的钢筋腐蚀是最严重的。因此,在设计海工混凝土结构时应根据所处的的环境,考虑不同的防腐措施。青岛海湾大桥工程是国家重点重点工程,设计使用寿命为100年。在配制高性能混凝土基础上,对其表湿区混凝土采用表面涂层进行保护,可以起到叠加保护的效果,提高混凝土的耐久性,达到设计使用寿命的要求。
  1、桥梁混凝土的腐蚀机理
        混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中CO2气渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化,又称作中性化,其化学反应为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙,使混凝土孔隙中充满了饱和氢氧化钙溶液,其碱性介质对钢筋有良好的保护作用,使钢筋表面生成难溶的氧化亚铁膜,它可以钝化钢筋,阻止氧接触钢筋,对其起到保护作用。这种钝化作用在碱性环境中是很稳定的。碳化后使混凝土的碱度降低,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈。可见,混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化,对于素混凝土,碳化还有提高混凝土耐久性的效果,但对于钢筋混凝土来说,碳化会使混凝土的碱度降低,同时,增加混凝土孔溶液中氢离子数量,因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。
        在海边,由于空气中含有大量***离子,***离子的渗透会极大地加剧混凝土结构的腐蚀。其作用过程如下:
        ①***离子的侵入:在水分浸透的同时,由于碳酸气、***离子的渗透引起混凝土中性化。
        ②钢筋的腐蚀:由于浸入的水、气、***离子等,钢筋被腐蚀。即使不中性化,钢筋表层所含磷分,也会使钢筋发生腐蚀。
        ③裂纹的产生:由于钢筋被腐蚀、体积膨胀(),混凝土产生裂纹。
        ④强度降低:腐蚀物质从裂纹处进一步浸入,加速钢筋的腐蚀、体积膨胀,从而降低混凝土强度。
        总之,腐蚀会造成混凝土结构的强度降低,从而大大缩短桥梁的使用寿命。
        采用防腐涂料对桥梁混凝土结构是一种行之有效的防腐蚀措施,可以起到以下作用:
        ①在混凝土表面形成一层屏蔽阻隔层,以阻止***离子、二氧化碳等腐蚀介质浸入混凝土造成腐蚀。
        ②对于已碳化、疏松和开裂的混凝土表面起增强作用。
        ③通过涂装可使桥梁获得与周围环境景观相协调的色彩。
        2、混凝土防腐蚀涂料的选用
        由于混凝土属于强碱性建筑材料,因而要求混凝土防腐蚀涂层具有良好的耐碱性、附着力和抗渗透性,另外,涂层本身如果