环氧树脂涂覆钢筋防腐在水工混凝土结构中应用探讨_secret

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混凝土结构防腐蚀的实用方法

混凝土结构防腐蚀的实用方法

混凝土结构防腐蚀的实用方法一、引言混凝土结构是建筑工程中广泛采用的一种材料。

然而,混凝土结构在长期使用过程中会受到各种自然环境和人为因素的影响,导致腐蚀、开裂、老化等问题,严重影响结构的安全性和使用寿命。

因此,混凝土结构防腐蚀是建筑工程中必不可少的一项技术工作。

本文将详细介绍混凝土结构防腐蚀的实用方法,希望能为读者提供有用的参考。

二、混凝土结构腐蚀原因分析混凝土结构腐蚀主要受以下因素影响:1. 自然环境因素:如气候、温度、湿度、降雨等。

2. 化学因素:如酸碱性、盐度等。

3. 人为因素:如施工质量、使用环境等。

以上因素都会导致混凝土结构表面的保护层破坏,使内部钢筋暴露在外,进而引起钢筋锈蚀,从而使混凝土结构的使用寿命缩短。

三、混凝土结构防腐蚀的实用方法1. 表面防护混凝土结构的表面防护是防止混凝土结构表面保护层受到破坏,进而保护结构内部钢筋不受腐蚀的重要手段。

表面防护的方法包括:(1)涂层防护:涂层防护是目前最常用的混凝土表面防护方法。

涂层可以涂刷在混凝土表面,形成一层保护膜,防止外界环境对混凝土结构的侵蚀。

常用的涂层材料有聚氨酯、环氧树脂、有机硅等。

(2)砖瓦、石材等外覆层:这种方法适用于一些特殊的建筑结构,如立面墙等。

外覆层可以形成一个保护膜,防止混凝土结构受到侵蚀。

(3)喷涂混凝土:喷涂混凝土也是一种表面防护方法,它可以在混凝土表面形成一个厚实的保护层,保护混凝土结构的表面不受侵蚀。

2. 钢筋防护钢筋防护是防止钢筋锈蚀的重要手段。

钢筋防护的方法包括:(1)阴极保护:阴极保护是一种电化学方法,它可以通过施加电流的方式将钢筋表面变成阴极,从而防止钢筋发生氧化反应。

阴极保护广泛应用于桥梁、隧道、码头等混凝土结构中。

(2)涂层防护:涂层防护也可以应用于钢筋防护。

涂层可以在钢筋表面形成一层保护膜,防止外界的氧化物对钢筋的侵蚀。

常用的涂层材料有环氧树脂、有机硅等。

(3)缩小混凝土裂缝:当混凝土结构发生裂缝时,裂缝会使钢筋暴露在外,容易受到氧化物的侵蚀。

混凝土施工方案中的钢筋和混凝土金属腐蚀防治

混凝土施工方案中的钢筋和混凝土金属腐蚀防治

混凝土施工方案中的钢筋和混凝土金属腐蚀防治钢筋和混凝土是建筑施工中常用的材料,它们的结合形成了强大的力学性能,为建筑物提供了坚固的支撑。

然而,在建筑物的使用寿命中,钢筋和混凝土都会受到金属腐蚀的影响,从而降低其使用寿命和结构稳定性。

因此,在混凝土施工方案中,钢筋和混凝土的金属腐蚀防治显得尤为重要。

一、钢筋的金属腐蚀防治钢筋是混凝土中起到增强强度和抗拉能力的重要组成部分。

然而,钢筋在潮湿环境中容易受到腐蚀的影响,从而降低其力学性能。

为了防止钢筋的金属腐蚀,混凝土施工方案中常采取以下措施:1. 防止钢筋暴露在潮湿环境中:在混凝土施工中,应尽量避免钢筋暴露在潮湿环境中,因为潮湿环境会加速钢筋的腐蚀速度。

可以通过加盖防水材料、使用防水涂料等方式来保护钢筋。

2. 使用防腐涂层:在混凝土施工中,可以对钢筋表面进行防腐涂层的处理,以防止钢筋受到腐蚀。

防腐涂层可以采用环氧树脂、聚氨酯等材料,具有良好的防腐性能。

3. 采用不锈钢钢筋:不锈钢钢筋具有较好的耐腐蚀性能,可以有效延长钢筋的使用寿命。

在一些特殊的建筑物中,如海洋工程、化工厂等,常采用不锈钢钢筋来替代普通钢筋,以增加结构的耐腐蚀性能。

二、混凝土的金属腐蚀防治混凝土是一种多孔材料,其内部存在着许多微细孔隙,这些孔隙会使混凝土受到潮湿环境中的水分和氧气侵蚀,导致金属腐蚀的发生。

为了防止混凝土的金属腐蚀,混凝土施工方案中常采取以下措施:1. 加入防腐剂:在混凝土配制过程中,可以加入一定比例的防腐剂,以减少混凝土中的孔隙和水分渗透。

防腐剂可以通过填充孔隙、抑制水分渗透等方式来保护混凝土的金属结构。

2. 使用高性能混凝土:高性能混凝土具有较低的孔隙率和较高的密实性,能够有效减少水分和氧气的渗透,从而降低金属腐蚀的风险。

在混凝土施工中,可以选择使用高性能混凝土来增加结构的耐腐蚀性能。

3. 增加混凝土覆盖层厚度:混凝土覆盖层是保护钢筋的第一道屏障,增加混凝土覆盖层的厚度可以有效防止钢筋受到外界环境的侵蚀。

环氧树脂涂层钢筋规范

环氧树脂涂层钢筋规范

中华人民共和国建筑工业行业标准环氧树脂涂层钢筋JG 3042-1997前言为推广应用钢筋防腐先进技术,保证钢筋环氧树脂涂层的制作质量,特制定本标准本标准是在参考了美国ASTM A775M-95a、ASTM A934M-95、英国BS7295:1992 及国际标准化组织ISO-14654(1995工作草案)等标准有关内容的基础上,结合我国国情编制的。

本标准的附录A和附录B为标准的附录,附录C和附录D为提示的附录。

本标准由建设部标准定额研究所提出。

本标准由建设部建筑工程处标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理。

本标准由中国建筑科学研究院负责起草,天津市轧二制钢有限公司、广东省海丰宏利环氧涂层钢材加工厂、北京市市政工程设计研究总院和中国市政工程华北设计研究院参加起草。

本标准主要起草人:陶学康、史志华、徐言忠、杨万里、徐有邻、李东、何德湛。

本标准由中国建筑科学研究院负责解释。

中华人民共和国建筑工业行业标准环氧树脂涂层钢筋JG 3042-1997Epoxy resin coateel bars1 范围1.1 本标准规定了环氧树脂涂层钢筋的产品型号、技术要求、试验方法、检验规则、涂层修补以及包装、标志、搬运和堆放。

1.2 本标准适用于在工厂生产条件下,用普通带肋钢筋和普通光圆钢筋采用环氧树脂粉末以静电喷涂方法生产的环氧树脂涂层钢筋。

2引用标准下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

在本标准出版时,所示版本均为有效。

所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB8923-88 涂装前钢材表面锈蚀等级和除夕锈等级GB/T1768-79(89)漆膜耐磨性测定法GB50152-92 混凝土结构试验方法标准SYJ37-89 管道防腐层阴极剥离试验方法SYJ39-89 管道防腐层化学稳定性试验方法SYJ40-89 管道防腐层抗冲击性试验方法(落锤试验法)SYJ0063-92 管道防腐层检漏试验方法标准SYJ0066-92 管道防腐层厚度的无损测量方法标准(磁性法)3产品型号3.1 环氧树脂涂层钢筋的型号由名称代号、特性代号、主参数代号和改型序号组成,并按下列顺序排列:GHT ? △ -- □ □改型序号:用A、B、C???表示主参数代号:钢筋直径,mm特性代号:原钢筋代号名称代号:环氧树脂涂层钢筋3.2 产品型号示例示例1:用直径为20mm、强度等级代号RL335热轧带肋钢筋制作的环氧树脂涂层钢筋,其产品型号为“GHT?RL335-20”。

污水处理构筑物钢筋混凝土的腐蚀与防治

污水处理构筑物钢筋混凝土的腐蚀与防治

污水处理构筑物钢筋混凝土的腐蚀与防治摘要:本文针对无数处理构筑物混凝土特点,分析了钢筋混凝土结构的腐蚀机理,总结了适用的防腐蚀方法,提出了耐久性设计需要解决的问题。

关键词:水工、钢筋混凝土、腐蚀、防治引言随着我国环保事业的发展,近年来我国东部沿海地区许多滨海环境下的污水处理厂已经或正在兴建。

滨海环境的地下水,由于受海水的影响,大多富含氯离子、硫酸根离子、镁离子等对钢筋混凝土有害的物质,在一些紧邻海岸线,地基土层透水性较强时,地下水水质甚至等同于海水。

如何解决滨海环境侵蚀性地下水对钢筋混凝土构筑物腐蚀问题,关系到工程的耐久性,目前已经成为水处理行业结构工程专业关注的焦点问题之一。

滨海环境侵蚀性地下水对钢筋混凝土结构的腐蚀机理分析和研究钢筋混凝土结构遭受腐蚀的原因进而采取相应的措施提高其抗侵蚀性是提高钢筋混凝土结构耐久性,延长构筑物使用寿命的重要措施。

1.1滨海环境侵蚀性地下水对混凝土的腐蚀机理1)溶出性侵蚀当混凝土长期与一些暂时硬度较小的水(如雨水、蒸馏水、重碳酸盐含量少的江河湖水)接触时,水泥石中的Ca(OH)2溶解析出,当为静水和无压水时,溶出反应仅限于混凝土表面,影响不大,但在流水及压力水作用下,会不断流失,随着浓度不断降低,水泥石中的C-S-H凝胶等水化产物也会分解溶出,使得混凝土内的孔隙增加、强度降低,进而造成混凝土中钢筋的腐蚀加剧。

2)离子交换腐蚀滨海环境地下水中的镁盐(如MgCl2)与水泥石中的Ca(OH)2发生反应Ca(OH)2+MgCl2 → CaCl2+Mg(OH)2生成的CaCl2 易溶于水,Mg(OH)2疏松无胶凝性。

当地下水中含有较多的CO2或混凝土处于干湿交替环境时,混凝土会发生碳化,使混凝土的碱性降低。

Ca(OH)2+CO2 +H2O → CaCO3+2H2OCaCO3+ CO2 +H2O → Ca(HCO3)2Ca(HCO3)2易溶于水, 混凝土中的Ca(OH)2减少,使得水化产物进一步分解,混凝土内的孔隙增加、强度降低,进而造成混凝土中钢筋的腐蚀加剧。

混凝土制品的防腐处理方法

混凝土制品的防腐处理方法

混凝土制品的防腐处理方法【混凝土制品的防腐处理方法】概述:混凝土是一种常见的建筑材料,但它也是容易受到腐蚀和破坏的。

混凝土制品的防腐处理是确保其长期使用寿命的重要环节。

本文将介绍几种常见的混凝土制品防腐处理方法,并对每种方法的优缺点进行评估。

一、涂层防腐处理方法:在混凝土制品表面涂层防腐是一种常见且有效的方法。

涂层可以阻止氧气、水分和化学物质对混凝土的侵蚀。

常用的涂层材料包括聚合物、油漆和涂料。

1. 聚合物涂层:聚合物涂层通常采用环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸等材料制成。

它们具有优异的抗腐蚀性能,能有效保护混凝土表面不受酸碱侵蚀,同时还能增强混凝土的硬度和耐磨性。

然而,聚合物涂层价格较高,施工难度大,对环境要求高,且可能存在耐候性不佳的问题。

2. 油漆涂层:油漆涂层是涂层防腐处理中最常用、最经济的方法之一。

油漆可以有效阻止氧气和水分进入混凝土内部,起到防腐和防水的作用。

但是,油漆涂层容易剥落、老化,需要定期维护和重新涂刷。

3. 涂料:涂料防腐处理是一种环保、经济实用的方法。

涂料可以形成一层保护膜,起到防水、防腐的作用,并且还可以改善混凝土表面的美观性。

但是,涂料的耐久性较差,容易受到气候、温度等外界因素的影响。

评估:涂层防腐处理方法是常用的混凝土制品防腐方法。

它们具有一定的防腐效果,但因材料特性和施工难度的不同,存在各自的优缺点。

二、电阻型防腐处理方法:电阻型防腐是通过在混凝土表面施加电流,利用电化学原理阻止金属腐蚀。

这种方法适用于金属渗入混凝土的情况,如钢筋混凝土结构。

1. 阳极保护:阳极保护是电阻型防腐处理中常用的方法之一。

它通过在混凝土中插入阳极(通常是铝或镁合金)和阴极(钢筋)构成电池,以防止钢筋腐蚀。

阳极保护具有抗腐蚀效果明显、使用寿命长等优点,但需要精确的设计和施工,并且对电流的控制要求较高。

2. 混凝土电阻性涂层:混凝土电阻性涂层是通过涂刷电阻性涂料在混凝土表面形成保护层,实现电阻型防腐。

混凝土结构中防蚀技术及规范

混凝土结构中防蚀技术及规范

混凝土结构中防蚀技术及规范一、前言混凝土作为一种常见的建筑材料,被广泛应用于各种不同类型的建筑物中,但同时也存在一些问题,如混凝土结构的腐蚀问题。

因此,本文将介绍混凝土结构中防蚀技术及规范,以帮助建筑师和工程师更好地了解如何在混凝土结构中使用防蚀技术和规范。

二、混凝土结构的腐蚀问题混凝土结构的腐蚀问题主要包括以下几个方面:1.混凝土表面的碱性会引起钢筋的腐蚀。

2.混凝土中的氯离子会引起钢筋的腐蚀。

3.混凝土中的碳酸盐会引起混凝土的腐蚀。

4.混凝土中的硫酸盐会引起混凝土的腐蚀。

5.混凝土中的氨会引起钢筋的腐蚀。

三、混凝土结构中的防蚀技术为了解决混凝土结构的腐蚀问题,建筑师和工程师可以采用以下防蚀技术:1.防蚀涂层:在混凝土表面涂上一层特殊的防蚀涂层,以保护钢筋免受腐蚀的侵害。

防蚀涂层可以根据具体的工程要求选择不同类型的涂层。

2.防蚀剂:防蚀剂是一种特殊的化学品,可以在混凝土中形成一层保护层,以保护钢筋免受腐蚀的侵害。

防蚀剂可以根据具体的工程要求选择不同类型的防蚀剂。

3.防蚀混凝土:防蚀混凝土是一种特殊的混凝土材料,具有抵御腐蚀的能力。

防蚀混凝土可以根据具体的工程要求选择不同类型的混凝土。

4.防蚀电位:防蚀电位是一种特殊的电位调节器,可以调节混凝土结构的电位,以保护钢筋免受腐蚀的侵害。

四、混凝土结构中的防蚀规范为了保证混凝土结构的耐久性和安全性,建筑师和工程师需要遵守相应的防蚀规范。

以下是一些常见的混凝土结构防蚀规范:1.《混凝土结构防腐蚀设计规范》:该规范适用于各种混凝土结构的防腐蚀设计,包括建筑、桥梁、隧道、水利工程等。

2.《混凝土结构防腐蚀施工与验收规范》:该规范适用于混凝土结构防腐蚀施工和验收,包括防腐蚀涂料、防腐蚀剂、防腐蚀混凝土等。

3.《混凝土结构防腐蚀维护技术规程》:该规程适用于混凝土结构防腐蚀的维护,包括清洗、修补、保养等。

4.《混凝土结构防腐蚀检测和评估规程》:该规程适用于混凝土结构防腐蚀的检测和评估,包括外观检查、物理检测、化学检测等。

环氧树脂在建筑的应用

环氧树脂在建筑的应用
环氧树脂在建筑行业中有广泛的应用,包括:
1. 地面涂料和封闭剂:环氧树脂可以用于地下车库、工厂、仓库等建筑物地面的涂料和封闭剂,提供耐磨、耐化学腐蚀和容易清洁的表面。

2. 防水涂料:环氧树脂可以用于建筑物的屋顶、地下室和浴室等防水涂料,提供可靠的防水性能。

3. 修复材料:环氧树脂可以用于混凝土修复材料,用于修复和加固建筑物中的裂缝、损坏或腐蚀的混凝土结构。

4. 粘接剂:环氧树脂可以用于建筑物中的粘接剂,如粘贴地板、墙壁、天花板、玻璃、瓷砖等。

5. 装饰涂料:环氧树脂可以用于墙面和天花板的装饰涂料,提供强度和耐用性。

6. 防腐涂料:环氧树脂可以用于建筑物的金属结构表面的防腐涂料,提供保护和延长金属结构的使用寿命。

7. 外墙涂料:环氧树脂可以用于建筑物外墙的涂料,提供耐候性和耐久性。

总之,环氧树脂在建筑行业中被广泛应用于地面涂料、防水涂
料、修复材料、粘接剂、装饰涂料、防腐涂料和外墙涂料等方面,为建筑物提供了优良的性能和功能。

混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护

混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护学号:姓名:摘要:研究了目前我国钢筋混凝土耐久性失效的主要原因,分析了钢筋在未开裂和裂缝状态下的锈蚀机理以及影响钢筋锈蚀的主要因素,提出了混凝土结构中钢筋的抗腐蚀对策,为增强结构耐久性,延长使用寿命打下了基础。

关键词:钢筋混凝土;耐久性;腐蚀;对策自从波特兰水泥问世以来,钢筋混凝土结构已成为世界上最为常用的建筑形式之一。

曾经一度有人认为混凝土材料有着较高的强度和良好的耐久性。

但是在混凝土材料长达150多年的使用历史中。

人们逐渐认识到钢筋混凝土结构也并非是十全十美的.其中关于混凝土结构耐久性的问题逐渐显现出来,引起了人们的关注。

然而在所有耐久性破坏形式中,混凝土中钢筋的腐蚀是结构耐久性和长期性能的最大威胁。

据统计,截止1986年,美国用于修复被腐蚀桥梁的费用已达240亿美元,而且以每年5亿美元的速度增长;2001年,据美国估算,其每年用于桥梁修复和更换的费用约为83亿美元,而且在未来的20年里,这一费用将达到每年94亿美元_l】。

通过以上数据可以知道,由于混凝土结构的腐蚀造成了巨大的经济损失。

虽然我国在混凝土结构腐方面蚀没有全面、系统、深入的调查,但是国外发达国家的先例提醒我们应该重视混凝土结构的耐久性,尽可能降低由于腐蚀破坏所带来的损失。

所以,对于混凝土结构中钢筋的腐蚀与防护的研究有着重要的意义。

1 混凝土中钢筋腐蚀的原因混凝土是一种多孔复合材料,在其内部由于CH晶体的存在使其孔溶液具有较强的碱性(pH值为12~13),钢筋在混凝土的强碱性环境下会生成一层致密的钝化膜,从而阻止钢筋腐蚀。

但是当环境中的不利因素使得混凝土产生劣化后,钢筋就会失去混凝土的保护作用,从而产生锈蚀。

其中,促使混凝土发生劣化的原因有以下几种:1.1 氯离子侵蚀随着除冰盐的应用以及越来越多海洋结构投入使用,氯离子的侵入逐渐成为造成混凝土中钢筋锈蚀的重要因素。

通常而言,混凝土中氯离子的来源主要有两种,一种在拌和混凝土的过程中掺人的Cl¯,如使用含有Cl¯的外加剂,以及浇筑海洋结构时溅入的海水等;另一种是外界环境中的Cl谘液通过混凝土的孔隙渗透到混凝土中。

混凝土中钢筋防腐处理方法

混凝土中钢筋防腐处理方法一、前言钢筋是混凝土结构中的重要组成部分,它承担着混凝土结构的受力作用。

然而,钢筋在混凝土结构中长期处于潮湿环境下,容易受到氧化腐蚀的影响,从而导致混凝土结构的损坏和破坏。

因此,在混凝土中的钢筋防腐处理是非常必要的。

二、防腐处理方法1.防锈涂料法防锈涂料法是最常用的防腐处理方法之一。

防锈涂料可以形成一层坚硬、密封性好的防护膜,可以隔绝钢筋与混凝土之间的接触,从而达到防腐的效果。

但是,防锈涂料的质量和涂层厚度必须得到保证,否则会影响防腐效果。

2.热镀锌法热镀锌法是一种将钢筋浸入高温熔融锌液中,在钢筋表面形成一层锌层的方法。

这种方法可以有效地防止钢筋的氧化腐蚀,但是需要对钢筋进行预处理,包括去除钢筋表面的油污、锈迹等杂质,否则会影响热镀锌效果。

3.电镀锌法电镀锌法是一种利用电化学原理,在钢筋表面镀上一层锌层的方法。

这种方法可以使钢筋表面光滑、均匀,从而达到防腐的效果。

但是,电镀锌法需要设备、设施和技术条件较为复杂,成本较高。

4.钢筋镀塑法钢筋镀塑法是一种将钢筋浸入含有防腐剂的塑料溶液中,在钢筋表面形成一层塑料膜来达到防腐效果的方法。

这种方法可以有效地防止钢筋的氧化腐蚀,且成本相对较低,适用于一些中小型工程。

5.防腐油漆法防腐油漆法是一种在钢筋表面涂刷防腐油漆来达到防腐效果的方法。

这种方法可以有效地防止钢筋的氧化腐蚀,但是防腐油漆的质量和涂层厚度必须得到保证,否则会影响防腐效果。

三、防腐处理的注意事项1.钢筋表面必须清洁干净,去除钢筋表面的油污、锈迹等杂质,否则会影响防腐效果。

2.钢筋防腐处理应该在混凝土浇筑前进行。

3.防腐涂料、防腐油漆等防腐材料的质量必须得到保证,否则会影响防腐效果。

4.防腐涂料、防腐油漆等防腐材料的涂层厚度必须得到保证,否则会影响防腐效果。

5.不同的防腐处理方法适用于不同的工程和环境,应根据具体情况来选择防腐处理方法。

四、总结钢筋防腐处理是混凝土结构中必不可少的一部分,它能够有效地防止钢筋的氧化腐蚀,从而保证混凝土结构的安全和稳定。

预应力筋防腐新技术——环氧涂层

预应力筋防腐新技术——环氧涂层前言随着预应力施工技术的不断发展,预应力筋表面防腐技术也在不断更新改进,在裸露的预应力筋周围充满灰浆作为防腐是可行的办法。

然而,当暴露环境的条件恶劣或作用很重要的作非超静定构件或体外索时,有必要采用更先进、更可靠、更高级的防腐系统,特别是预应力使用的预应力筋,对腐蚀更敏感,为达到长久的耐腐蚀保护,也有必要采取更可靠有效的防腐系统。

现今已有许多的预应力筋防腐方法。

鉴此,本文阐述一种新的预应力防腐技术mdash;mdash;复环氧钢绞线。

1 预应力筋防腐性能比较对预应力筋防腐措施,国际、国内预应力工业已采取了许多办法。

目前,国内许多工程大多采用正常外裸、镀锌预应力筋及聚乙烯外套管几种防腐措施,然而,以上几种措施随着对长久耐腐蚀砼的要求愈来愈高而证明了其多有不足。

1.1正常外裸防护措施。

预应力砼具有良好的耐久性这是众所周知的,然而对于暴露于含盐份环境中的砼构件,为防止氯离子等侵蚀性溶液渗透而必须采用足够的砼保护厚度。

因为保护层厚度稍增加氯离子相对含量就会大幅度减小,从而减少有害介质的侵蚀,但在恶劣环境之下就应考虑新的防腐措施。

1.2镀锌预应力筋。

镀锌预应力筋被认为是一种有效的防腐措施,其优点在于运输、安装过程中不易损伤。

可是不同的镀锌制作工艺却直接影响着预应力筋的力学性能。

实践证明,由于预应力筋对氰脆很敏感,以致可能降低了预应力筋的使用性能。

另外,在损伤处,锌+铁+灰浆产生的电化学反应,即阴极腐蚀反应,则直接构成对预应力筋表面的腐蚀。

1.3聚乙烯外套管和复环氧涂层。

由于这两种防腐措施是采用非金属有机物介质将钢与电介质有效地隔离,特别是阻止了氯离子的侵蚀,从而达到了防腐效果。

2 复环氧涂层涂层材料作为主要的防腐介质,必须符合技术要求,即除了具有良好的防腐性能外,还须具备满足预应力筋使用的机械性能,基于我国关于金属涂层的防护标准,参照国外的技术要求,引出如表2的技术检测项目及性能要求。

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环氧树脂涂覆钢筋防腐在水工混凝土结构中应用探讨一、水工混凝土结构中钢筋的锈蚀钢筋处于混凝土中,混凝土减缓了氧和水分向钢筋的渗透,同时由于水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙,使混凝土空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Fe2O3和Fe3O4,称为纯化膜,它能阻止阳极铁的溶解,保护钢筋不被锈蚀。

因此,一般情况下,通过提高混凝土密实性、控制保护层厚度等措施可有效防止钢筋的锈蚀。

但是,混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料,由于施工和本身变形、约束等一系列问题,硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。

在荷载、温差等长期作用下,通常无害的微裂缝就会不断的扩展和连通,最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝,也就是混凝土工程中常说的裂缝,裂缝的存在和发展使混凝土内的钢筋产生腐蚀。

另一方面,水工混凝土结构多处在恶劣的环境中,受泥沙、水流、物理、化学、气温等影响因素颇多,混凝土碳化、冻融破坏极为常见。

碳化使混凝土的碱度降低,当碳化超过混凝土的保护层时,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,在水与空气存在的条件下,钢筋开始生锈;冻融破坏致使混凝土表层削落、结构疏松,钢筋裸露、锈蚀。

在较为恶劣的强侵蚀环境中,由于广泛存在的氯离子和二氧化碳等使钢筋表面的氧化膜破坏,进而导致处于潮湿环境未采取进一步有效防护措施的钢筋发生严重的锈蚀。

钢筋锈蚀不仅削弱了钢筋强度,也使钢筋与混凝土间的结合性能遭到破坏,从而严重地影响混凝土结构的耐久性与安全性。

防止新建工程中钢筋的锈蚀和对原有建筑物中已锈蚀钢筋进行处理,已成为一个迫切需要解决的问题。

二、在钢筋表面涂覆环氧树脂进行防护通过在钢筋表面涂覆环氧树脂涂层直接保护钢筋防止钢筋锈蚀,是国外发展的一项新技术,在我国还处于起步阶段。

环氧涂覆材料分干粉和液体两种。

干粉环氧树脂涂覆方法之一是静电法,其原理是将环氧树脂粉末涂覆钢筋表面,通过加热,粉末融化后便形成连续的薄膜,我国已有钢厂生产这种涂覆钢筋。

与液态环氧涂膜相比,干粉环氧涂膜具有附着力高,针孔数量少等优点,但由于需工厂生产、运输、加工不方便及技术要求高,尤其在中小型工程中推广使用有一定困难。

液态环氧树脂涂覆就是用刷子、喷枪等把环氧树脂涂覆在钢筋表面,干燥后形成涂层。

这一方法工艺简单,且在现场操作,既可用于中小型新建建筑物钢筋的防腐,也可用于对结构中已锈蚀钢筋的处理。

1. 环氧树脂涂料配方环氧树脂涂料配方由环氧树脂基液、固化剂、溶剂组成。

其中环氧树脂基液是在环氧树脂(6101)中加入填料锌粉组成,锌粉用量(填料/干膜重)60%~70%。

填料可提高防腐涂层的屏蔽作用,减少氯离子等的透过,并能增强涂层与钢筋的附着力。

通过对不同配合比例时的粘度、厚度、附着力、柔韧性、耐蚀性的对比试验,并考虑便于施工操作等因素,提出环氧树脂防腐配方如下表:固化剂和溶剂的用量应随气温的高低及施工方法适当调整。

该配方适用于气温15℃~25℃。

气温低于15℃固化很慢,10℃以下难以固化。

环氧树脂涂膜厚度应同时满足柔韧性、粘结力和耐蚀性的要求,根据美国标准ASTM A-775-81,涂膜厚度应在130~300μm 之间。

该配方单层涂膜厚度30~60μm ,涂覆2~4层,涂膜总厚度为130~240μm 。

2.施工工艺液态环氧涂料的涂覆工艺较简单,施工方法有三种:刷涂法、喷涂法和浸渍法。

涂覆工艺如下图:液态环氧树脂的涂覆工艺图(1)钢筋表面处理未经处理的金属表面有油脂、水分、尘埃和铁锈等污垢及腐蚀物质,这些物质影响涂膜与金属表面直接接触,造成附着力下降,从而影响涂膜的防腐效果。

因此,在涂覆前,必须对钢筋进行表面预处理。

常用的表面处理的方法有:手工铁刷或砂纸除锈,酸洗除锈,喷砂除锈等。

(2)环氧树脂涂料制备环氧涂料由富锌环氧树脂基液、固化剂、溶剂三部分组成。

配方见上表。

应根据实晾干际要求、气温情况及施工方法通过试配确定固化剂和溶剂的具体用量。

涂料配合时首先向干净容器中加入环氧防腐涂料基液,再按比例加入固化剂、溶剂,并用铁棒充分搅拌均匀。

应根据需要确定配量,一次配量不宜过多,并应注意即配即用。

气温低于10℃时涂料难以固化,除非采取加热措施,否则不宜施工。

(3)涂覆方法①涂刷法首先焊制摆放钢筋的支架,支架应坚固、稳定,高度也要使工人便于操作不易疲劳。

涂刷应在室内或室外阴凉、通风且无粉尘污染处进行。

把经过表面处理的钢筋平铺在支架上,钢筋之间应留一定空隙,防止涂层干燥前接触。

将配置好的环氧涂料搅拌均匀,然后用普通毛刷涂刷钢筋,涂刷时要注意涂层均匀、不流淌,对于螺纹钢筋,应顺螺纹方向涂刷。

每层涂膜表干后,再刷下一层。

固化时间随固化剂用量及气温而变,一般为12h左右。

②喷涂法用喷枪将液态环氧涂料喷涂在钢筋表面,操作时应特别注意喷涂均匀且不产生流淌。

每层涂膜表干后,再喷涂下一层。

③浸涂法这种方法需要一个特制的液槽,先把液态环氧涂料倒入槽内,再把经过表面处理的钢筋浸入液体中,取出后放在支架上晾干。

该法可在大批量处理钢筋时使用,掌握不好很难涂覆均匀,为提高涂料与钢筋的基本粘着,需增大溶剂的含量。

(4)注意事项环氧涂覆钢筋的使用和方法与普通钢筋没有原则性区别,施工人员只需掌握一些常识即可。

但由于环氧涂膜具有一定的脆性,在使用过程中要特别注意涂膜的完整性,以确保涂覆钢筋的耐蚀性能。

①运输与贮存吊装涂覆钢筋时,不宜用金属吊索,宜用尼龙或PVC绳捆扎结实,以防冲撞和滑落。

堆放时,地面需铺垫塑料垫板。

②弯曲与装配最好在涂覆前进行钢筋的弯曲与焊接。

若必须涂覆后在现场弯制与切断,由于加工时受压侧涂膜易被圆钢棒擦伤,而受拉侧涂膜易出现开裂,故最好用尼龙布包衬弯制钢筋用的圆钢棒,以减少受压侧涂膜的损伤。

弯曲半径或弯曲角度过小,受拉侧涂膜易破裂,所以宜选择适当的弯曲半径和弯曲角度。

③损伤修补根据美国标准ASTM A775,允许在运输及装配过程中涂膜有少量损伤,但当损伤数量超过规定限值时,损伤处应用与涂膜材质相同的液态树脂涂刷,涂覆钢筋切断端头及受拉侧涂膜的裂缝则必须实行修补。

④浇注混凝土尽管环氧涂覆钢筋具有理想的防腐性能,但仍应浇注优质混凝土。

布料及振捣棒插捣时不应触碰涂覆钢筋,以防擦伤。

⑤锚固长度在结构设计中,应考虑环氧涂膜对粘结的削弱作用。

通常,钢筋在混凝土中锚固长度宜比未涂覆钢筋增加10%。

三、环氧涂覆钢筋的耐腐蚀性能1.加速试验中的耐腐蚀性通过盐水浸渍试验得知,涂膜的耐盐水性能随涂层的厚度逐渐增加,但厚度在240μm以上时,增幅不再明显。

采用海水循环浸泡法进行加速试验一年后所得的结果表明,涂膜厚度为100μm,无缺陷的涂覆钢筋即便保护层厚为20mm,在干湿交替作用下也不发生腐蚀。

对拔出后钢筋的观察发现,涂覆钢筋不仅保持了原有的光泽,而且还保持了最初的粘结强度和硬度。

而裸钢筋在加速试验一年后根据保护层厚度和龄期的不同,已发生了不同程度的侵蚀。

2.长期暴露试验结果美国K.W.J.Treadaway等在骨灰比6:1和8:1两种混凝土中分别埋入直径10mm 环氧涂覆钢筋,环氧涂膜的厚度为10μm。

试件脱膜后置于大气暴露环境中,5年后对所有试件进行电化学和破型检查。

试验结果表明,环氧树脂涂覆钢筋均未受到腐蚀,在没做修补处理的钢筋截断处出现了混凝土表面的裂缝,破型后可观察到黑色锈蚀产物。

英国Dakhil等根据ASTM用1:0.45的水灰比,制作了120×120×350mm的棱柱体,每个棱柱体内都有4种长度的钢筋。

通过向拌和用水中加入NaCL,得到三个水平的氯盐外加剂(分别为2.4、4.8和19.2kg/m3),并埋入三种类型的钢筋:软钢、镀锌钢筋和环氧涂覆钢筋。

在新鲜水中养护28d后,所有试件都在具有典型沿海平原环境的沙特阿拉伯Dhahran的一个露天场地放置了7年。

根据混凝土裂缝的产生与发展,除去疏松锈层所引起的重量损失及钢筋表面生锈或产生点蚀的百分率,对钢筋的锈蚀进行评定,结果表明锈蚀及裂缝的严重程度明显随氯盐含量的增加而增加。

在氯盐含量仅为2.4 kg/m3的情况下,软钢便产生了重量损失。

在氯盐含量仅为4.8 kg/m3的情况下,软钢出现了非常严重的断面损失,镀锌钢筋全部失去了它们的镀锌层,尽管钢筋的螺纹仍然存在,的确产生了均匀的锈蚀,而环氧涂覆钢筋仍然处于一个很好的状态。

只是在氯盐含量19.2 kg/m3的混凝土中,在环氧涂层上产生了与钢筋平行的裂缝,在裂缝处有明显的锈蚀。

对于长时期暴露在自然环境中的情况,国外的上述试验已初步表明,环氧涂覆钢筋的耐蚀性要优于裸钢和镀锌钢筋。

四、存在问题1.尽管环氧树脂与钢筋及混凝土之间的粘结能力都较好,环氧涂层的存在仍然会降低钢筋与混凝土间的粘结力,并且这一影响随涂层厚度的增加而增大。

根据《钢筋与混凝土的粘结强度试验》GB50152-92规定的第三种试验方法即立方体中心拔出试验法,进行环氧涂覆钢筋与混凝土的粘结性能试验,得出:螺纹钢筋、涂层厚度为270μm时,钢筋与混凝土粘结强度的降低值仅为4.41%,大大低于ASTM标准的允许值。

2. 采用环氧涂覆钢筋需消耗环氧树脂防腐涂料、增加用工,相应的机械台班用量也会有所增加,直接成本要比普通钢筋有一定幅度的提高。

但采用环氧涂覆钢筋能使钢筋的防腐能力明显加强,从而能大大延长处于恶劣环境下的水工混凝土结构的寿命及安全性,大量地节省结构的维护费用,由此而产生的社会效益及经济效益会远远超过防腐涂料所带来的一次性成本的增加。

液态环氧树脂涂覆钢筋,既可用于新建工程钢筋的防腐,也可用于老化结构锈蚀钢筋的处理。

作为较有效的钢筋防腐措施之一,环氧树脂涂覆钢筋可在延长处于恶劣环境下的水工建筑物的寿命及安全性方面发挥重要的作用。

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