基于首件制的服役混凝土桥梁防腐涂装施工关键技术研究

基于首件制的服役混凝土桥梁防腐涂装施工关键技术研究

张佳 邱业亮

中交二航局建筑科技有限公司 武汉 430040

摘要：为全面开展服役桥梁大规模混凝土防腐涂装作业，本文以国类某服役双塔三跨斜拉桥主塔为研究对象，基于防腐涂装首件制施工作业，深入研究了防腐涂装施工工艺关键技术。通过对比分析不同涂装施工工艺，发现了混凝土防腐涂装典型病害特征，分析了病害原因，并针对病害特征提出了防治措施。同时归纳总结了最优混凝土防护涂装关键施工工艺，确定了施工机械的选型和配套组合，对指导后续大规模主塔混凝土防腐涂装作业具有显著意义。

关键词：首件制 服役桥梁 混凝土 防腐涂装 施工工艺 典型病害

引言

随着我国国民经济的飞速发展，各种形式的桥梁如雨后春笋般涌现出来。目前，桥梁建设的重点也从新桥建造转变为服役桥梁的维修加固与养护。桥梁服役时间增长、环境影响、交通量陡增、后期管养不到位等因素导致运营周期中的桥梁出现了许多病害。因此充分加强服役桥梁运营期中维修加固与养护工作，提高桥梁的耐久性，延长其服役寿命显得极其重要。

1工程背景

本文依托背景工程为国内某双塔双索面大跨度斜拉桥，主塔为钢筋混凝土钻石形结构，主塔高达148m。斜拉桥主梁结构型式采用“混合型”，518m主跨和100m边跨主梁形式为钢箱梁，在边跨各2孔47m范围内主梁形式为预应力混凝土箱梁。

2 混凝土防腐涂装体系

该桥位于海洋腐蚀环境，目前全桥范围内普遍存在混凝土构件表面锈胀、开裂、剥蚀等病害。考虑到涂层体系寿命问题，主塔混凝土涂装采用《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》（JT/T695-2007）腐蚀环境下的涂层体系中涂层编号为S4.06（塔柱）的涂层体系。混凝土防腐涂装涂层体系与涂装方案如表2-1。

3 防腐涂装施工工艺

3.1 施工顺序

施工准备-基面处理-涂装环氧封闭漆-涂装环氧树脂漆-涂装氟碳面漆-检查验收-场地清理。

3.2 施工技术

（1）基面处理

基面处理施工工艺主要有手工打磨、水喷砂等，利用上述方法将混凝土表面既有涂层、疏松残渣、疏松浆块等清除干净。针对混凝土局部凸出位置，需采用打磨机磨平。针对局部受油渍污染基面，可采用洗涤剂、溶剂等先行处理，然后用淡水冲洗直至中性。冲洗后要确保混凝土基层表面干净，基层紧密无松动现象。

2. 涂装环氧封闭漆

使用AB两组份的环氧封闭底漆，基层处理完成后将AB两组份按使用说明比例进行机械搅拌，混合涂料需搅拌均匀。然后采用辊涂、喷涂方式等在混凝土基层表面涂刷1～2遍。涂装前要保证环氧封闭漆的黏度适中,确保油漆充分深入混凝土中。涂装后混凝土表面应有明显可见涂层，涂层应密实无缝，涂层在混凝土表面应均匀分布。应避免露底、漏涂等问题。针对边角、细坑槽、蜂窝等辊涂、喷涂不方便涂刷位置，可采用毛刷对上述位置进行补涂，以确保涂膜厚度满足设计要求。

2. 涂装环氧树脂漆

采用随炉件法对环氧封闭漆漆膜厚度进行检测，检测合格后方可进行环氧树脂漆涂装施工。使用AB两组份的环氧树脂漆，将AB两组份按使用说明比例进行机械搅拌，混合涂料需搅拌均匀。然后采用辊涂、喷涂方式等在环氧封闭漆表面涂刷1～2遍。环氧树脂漆涂膜厚度应满足设计要求。

2. 涂装氟碳面漆

采用随炉件法对环氧树脂漆涂漆膜厚度进行检测，检测合格后方可进行氟碳面漆涂装施工。在涂装氟碳面漆之前，将存在流挂的底涂层位置打磨平整。使用AB两组份的氟碳面漆，将AB两组份按使用说明比例进行机械搅拌，混合涂料需搅拌均匀。然后采用辊涂、喷涂方式等在环氧脂漆涂表面涂刷1～2遍。采用随炉件法对漆膜厚度进行检测，氟碳面漆涂膜厚度应满足设计要求。

2. 检查验收

涂装完成后要求涂层表面色泽一致、平整光滑，不得出现流挂、刷痕、气泡皱纹等涂装病害。涂装完成后对涂层进行养护，养护工作完成后对最终的防腐涂装质量进行现场检测。最终质量检查内容包括涂层外观检查、涂层厚度检测、涂层附着力检测等。

4 典型病害及防治措施

1. 流挂

1. 流挂现象:涂料在混凝土表面、坑槽、蜂窝、结构边角位置流淌，最终导致漆膜厚度不均匀。

2. 形成原因:

1)混合涂料配比不精准导致涂料粘度过低；2)辊涂涂刷时一次蘸料太多；3)喷枪的孔径太大导致出料过多，喷枪压力、与涂面之间距离控制不均匀；4)涂刷面存在小坑槽，在小坑槽处涂料聚集；5)料的密度大，在涂料中含有密度大的颜料、填料。

3. 防治措施:

1)应合理调整涂料配方，精确控制AB组分混合比例。同时控制好混合涂料的粘度，按照使用说明要求的粘度进行施工；2)合理控制填料密度，尽可能使用细粉填料；3)严格确保在设计要求的环境温度、湿度范围内开展现场施工。

2. 刷痕

1. 刷痕现象：涂层干燥后漆膜厚度不均匀，表现为高低错落的刷纹、刷毛痕迹等。

2. 形成原因:

1)稀释剂在高温下挥发过快；2)涂料粘度太高导致流平性太差；3)基底或底涂层过于干燥，表层涂料被基底或底层涂料过分吸收导致涂刷困难。

3. 防治措施:

1)施工前检测环境温度和湿度，确保在合理范围内；2)加入增稠流变剂改善涂料的流平性；3)结合结构特点和涂料特性优化刷子、辊筒选型；4)采用水砂纸将出现刷痕的局部打磨平整，用湿布将表面清理干净后再次涂刷。

3. 皱纹

1. 皱纹现象:涂刷完成后漆膜里、外两层干燥速度不一致，外层向上急剧收缩。

2. 形成原因:

1)施工环境温度过高，涂膜在高温环境下暴晒；2)底漆涂刷完后养护时间不足或底漆厚度过大，在底漆尚未干透的情况下便进行下道油漆涂刷。

3. 防治措施:

1)在设计要求的施工温度、湿度范围内施工，严禁高温或太阳暴晒情况下施工；2)底漆涂刷时控制漆膜厚度均匀分布，避免局部漆膜厚度过大；3)保证底漆涂刷完成后的干燥、固化时间，底漆干透后方可进入下道油漆涂刷作业；4)合理加入稀释剂避免涂料粘度过大。

4. 起泡

1. 起泡现象:涂膜表面出现大小不均、不规则的圆形突起物。

2. 形成原因:

1)底层漆膜未完全干时便进行下层涂料涂刷作业；2)底层漆膜遇雨水后尚未完全干透便涂刷了面层涂料，底层漆膜在高温下环境下干结过程中产生的气体将面层涂料顶起。

3. 防治措施:

1)确保基层充分干燥后再进行下一道油漆涂装；2)在潮湿处选用高耐水涂料，底层漆膜完全干时方可进行下层涂料涂刷作业；3)合理控制涂膜粘度与厚度，避免涂膜粘度和一次涂膜厚度过大。

5. 咬底

1. 咬底现象:底层涂料在面层涂料的作用下呈现出软化、咬起、膨胀。

2. 形成原因:

1)涂刷面层涂料时底层涂料没有完全干透；2)面层涂料粘结强度高于底层涂料粘结强度；3)面层涂料反复涂刷次数过多。

3. 防治措施:

1)底层涂料涂刷完成后，在确保完全干透后方可进行面层涂料涂刷施工；2)底层涂料和面层涂料做到配套使用。

5施工工艺总结

1. 基面处理采用了水喷砂和手工打磨两种工艺。采用水喷砂进行基面处理时，水、砂混合物对混凝土施加的压力导致混凝土表面出现不规则小坑槽，不利于后续涂装作业。鉴于主塔高达148m,在进行上塔柱基面处理时会出现水喷砂设备导管长度不足、水喷砂压力不足而影响现场施工等情况。而采用手工打磨不会对混凝土表面完整性产生影响，且手工打磨灵活性更强。综合对比上述两种工艺，采用手工打磨方式进行混凝土基面处理为更优工艺。

2. 油漆涂装采用了喷涂和辊涂两种工艺。喷涂方式施工效率优于辊涂。首件施工时发现喷涂过程中油漆在风力作用下会出现飘散情况，从而造成油漆损耗增加，施工成本增大。且飘散的油漆会对桥面其他结构和来往车辆造成污染。鉴于主塔高达148m，可以预见在上塔柱顶部采用喷涂油漆飘散情况会愈发严重。采用辊涂时油漆飘散情况基本没有，油漆损耗也随之降低。喷涂时若压力大小控制不均会产生流挂现象。综合对比上述两种工艺，采用辊涂方式进行混凝土油漆涂装为更优工艺。

3. 基面处理时要将混凝土既有旧涂层清除干净，同时要清除表面留有的浮渣、灰尘等。针对表面存在的细小孔洞、缺陷等需涂刷封闭漆、刮涂腻子。针表面存在的裂缝需根据裂缝宽度大小分别进行封缝和灌浆处理。基面处理后要保证基面平整、无坑槽。

4. 现场施工之前需对环境温度、湿度、风力大小进行检测，确保符施工要求。避免在高温、太阳暴晒环境下施工，雨雪、大风及扬尘天气下禁止施工。

5. 要严格控制好油漆AB组分的比例。采用机械搅拌分别将AB组分单独搅拌均匀，再按油漆使用说明要求的比例将混合涂料搅拌均匀后方可进行现场涂刷。

6. 要严格控制好涂料的施工粘度，涂料粘度需根据施工环境温度、湿度等进行适当调整。粘度调节用到的稀释剂应与油漆配套使用，结合厂家使用说明书参考用量和首件试验用量确定实际合理用量。涂料的限制使用时间参考使用说明书，底涂层干燥后方能进行下一道涂层施工。每道油漆涂装完成后通过随炉件检测漆膜厚度，需保证漆膜厚度满足设计要求。

7. 针对边角、小坑槽、蜂窝等辊涂、喷涂不方便涂刷位置，可采用毛刷对上述位置进行补涂。结合结构特点和涂料特性优化刷子、辊筒选型。涂层应密实无缝，涂层在混凝土表面应均匀分布。应避免露底、漏涂等问题。

8. 同一个涂刷面应保证使用同一批号的涂料，结合厂家使用说明书参考时间间隔和首件试验时间间隔，并考虑环境温度、湿度影响确定合理的涂层之间重涂时间间隔。若超出前一道涂层的最大重涂间隔，则应对前一道涂层进行表面拉毛处理，用蘸有溶剂的湿布将表面清理干净后再进行涂刷。

9. 涂装完成后要求涂层表面色泽一致、平整光滑，不得出现流挂、刷痕、气泡、皱纹等涂装病害。涂装完成需进行养护，严禁养护时间不足便投入使用。做好养护期间涂膜保护工作，避免损伤涂膜。实时监控天气情况，严禁涂膜在养护期间淋雨、浸水或被腐蚀性物质腐蚀等。

6 总结

通过主塔混凝土防腐涂装首件施工，确定了最优混凝土防护涂装施工工艺，发现了混凝土防腐涂装典型病害特征并有针对性地提出了防治措施。形成了防腐涂装标准化作业流程，可以用于指导后续大规模混凝土防腐涂装作业。主塔防腐涂装作业人员对涂装施工工序理解更深刻，增强了其质量把控意识。技术人员发现了施工中各项关键细节，为后续施工过程质量控制提供了保障。

参考文献

[1]陈林.混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术经济分析及应用研究[D].天津大学,2012.

[2]王宇达.钢筋混凝土桥梁防腐涂装工艺研究[J].全面腐蚀控制,2020,34(05).

[3]黄超,肖来兵,周如明.桥梁混凝土表面防腐涂层施工技术研究及应用[J].建筑安全,2015,30(11).

[4]JT/T695-2007,混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件[S].北京：交通工业出版社，2007.

2