海洋潮差区和浪溅区混凝土构件腐蚀防护方法

摘要

本发明公开了一种海洋环境下潮差区和浪溅区混凝土构件腐蚀防护处理的方法，属混凝土构件腐蚀防护领域。针对特殊腐蚀环境下的防护要求，先对混凝土外表面涂覆一道硅烷浸渍剂，渗透深度大于1mm；自然风干后，刮涂一层硅烷封端聚醚密封胶，厚度为2~5mm；完成后立即包覆预制保护罩；保护罩内刮涂一道密封胶；护罩上下两端和边角使用密封胶进行封闭处理；包覆体系整体涂覆耐候型面漆。本发明采用玻璃钢防护技术，结合硅烷封端聚醚密封胶的密封防护技术及硅烷浸渍防护技术，实现对潮差区和浪溅区混凝土构件的有效防护。技术施工简便、快捷，密封剂防护效果可靠、优良，具有良好的市场推广前景。

说明书

技术领域

 本发明涉及一种海洋潮差区和浪溅区混凝土构件腐蚀防护方法，属于防腐工程技术领域。

背景技术

近年来，我国经济飞速发展，基础建设投入剧增。其中建设了众多混凝土构件。混凝土作为一种非金属材料广泛地应用于跨海桥梁、沿海工程中，并且在海水中的腐蚀相当严重。混凝土构件的腐蚀防护已经得到业内技术人员足够重视，人们已经意识到不做任何腐蚀防护的混凝土构件腐蚀是非常严重的，难以达到设计的使用寿命，甚至有些混凝土构件在不到10年就已经被严重腐蚀，不得不大修，耗费巨额资金和资源的浪费。

混凝土构件在海洋中处于不同腐蚀环境，本领域技术人员一般将海洋腐蚀环境从上至下分为海洋大气区、浪溅区、潮差区、水下区和海泥区5个区域，现有研究表明处于浪溅区和潮差区的混凝土构件腐蚀速度最快，远大于其它区域，而这个区域的腐蚀防护方法一直是防腐工程领域的难题。

处于浪溅区和潮差区的混凝土构件腐蚀防护方法有很多，主要有增加混凝土保护层厚度、添加混凝土阻锈剂、采用环氧涂层钢筋、硅烷浸渍、外加涂层保护和对钢筋电化学保护等。现在使用最多的是外加涂层保护法，即在混凝土外表面涂覆涂料的方法。其做法一般是采用三涂层结构防腐，底层是环氧底漆，中间层是环氧中间漆，面层采用聚氨酯面漆或者氟碳面漆。这种方法是沿用钢构件的防腐方法，其防腐方法、工艺、涂层构件、涂料种类均和钢构件防腐相同，这种外加涂层防护的方法并没有根据混凝土特性来采取相对应的处理，因此虽然有一定的防腐效果，但是缺点也很明显。首先，应用外加涂层法对混凝土防腐，其涂层和混凝土基体的附着力低，仅有1~3MPa，涂层很容易脱落而导致防腐失效；其次，这种方法工艺过程复杂，要完成整个涂层大概要涂装4~7道涂料，而每道涂料都需固化时间4~24小时才能进行下道涂装，因此涂装周期很长，对处于浪溅区和潮差区环境下的工程很难进行施工；最后，涂料涂层在海洋环境下的耐久性低，大概5~10年就要进行彻底维修，其维修费用甚至比首次涂装还要高。

由于一直没有一个很好的方法解决浪溅区和潮差区混凝土构件的防腐问题，所以目前很多混凝土构件工程中仍然对此区域不作任何防腐处理，其结果必然会大大降低混凝土构件的耐久性。

发明内容

本发明提供一种海洋环境下浪溅区和潮差区混凝土构件腐蚀防护方法，具有高耐久性，相比于重防腐涂料涂层海生物对护罩很难破坏，在施工性能上操作简单、安全快捷并且现场施工周期短。

本发明解决上述问题的技术方案如下：

一种海洋潮差区和浪溅区混凝土构件腐蚀防护方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）对混凝土外表面进行打磨，清理掉表面浮灰和不牢固附着物，并对大于2mm的错台缝进行打磨过渡；

（2）涂覆一道硅烷浸渍剂，硅烷浸渍剂用量300g/㎡，渗透深度大于1mm；

（3）涂覆硅烷浸渍剂的混凝土构件表面自然风干后，刮涂一层硅烷封端聚醚密封胶，厚度为2~5mm；

（4）硅烷封端聚醚密封胶涂覆完成后立即包覆预制保护罩；保护罩内表面预先进行打磨粗化处理，并刮涂一道密封胶；

（5）护罩上下两端和边角使用密封胶进行封闭处理；

（6）包覆体系整体涂覆耐候型面漆；

所述的硅烷封端聚醚密封胶是由下述重量份的材料制备而成：

硅烷封端聚醚树脂 25-40份

聚醚多元醇 10-25份

纳米碳酸钙 30-42份

气相法二氧化硅 0.5-3份

钛白粉 0-5份

炭黑 0.1-1份

硅烷交联剂 0.5-2份

纳米氧化铈 0.3-1份

除水剂 0.2-1.0份

附着力促进剂 0.05-1.0份

催化剂 0.1-1.0份；

所述的气相法二氧化硅为经二甲基二氯硅烷封端的疏水型气相法二氧化硅；所述的硅烷交联剂为德固赛的9165型硅烷；所述的除水剂为乙烯基三甲氧基硅烷；所述的附着力促进剂是环氧基硅烷或封端氨基硅烷；所述的交联剂为苯基三甲氧基硅烷；所述的催化剂为有机锡或者螯合锡；

硅烷封端聚醚密封胶制备方法是：将纳米碳酸钙、气相法二氧化硅、钛白粉、炭黑、纳米氧化铈放入双行星动力混合机中，在90℃下，抽真空缓慢搅拌2h，转速350rpm；除湿后完成，依次将硅烷封端聚醚树脂、聚醚多元醇、硅烷交联剂、附着力促进剂、催化剂、除水剂加入双行星动力混合机中，在90℃下，抽真空高速搅拌2h转速800rpm；分散均匀后，通冷却水进行冷却；冷却至50℃后，将催化剂加入双行星动力混合机，抽真空缓慢搅拌0.5h，然后开机、出料为成品。

上述的硅烷封端聚醚密封胶与混凝土、预制保护罩、涂料均有优异的粘结性能，且弹性好，内聚强度高；耐老化、防腐蚀性能优异；配方中添加了硅烷交联剂与纳米氧化铈材料，提高了高分子交联密度和整体的络合密度，且配方中大量添加了纳米粉体材料，同时提高的密封防水性能，配方中使用聚醚多元醇代替邻苯二甲酸酯类增塑剂，不含任何溶剂，真正做到绿色环保。

所述硅烷浸渍剂为异丁基三乙氧基硅烷或者异辛基三乙氧基硅烷。

所述的预制保护罩是以不饱和聚酯树脂为基体，加入玻璃纤维、碳纤维和金属纤维的任意一种，压制、交联固化成，形状及大小与被保护的混凝土构件的形状相配合。

护罩包覆后，在护罩上下涂覆硅烷改性聚氨酯密封胶、硅烷改性聚醚密封胶、聚硫密封胶、聚氨酯密封胶中的任意一种。

所述的包覆体系整体涂覆的耐候型面漆为丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆和聚硅氧烷面漆中的任意一种。

上述硅烷偶联剂为异丁基三乙氧基硅烷或异辛基三乙氧基硅烷，渗入混凝土表面微小孔隙中，可以增加混凝土和硅烷封端聚醚密封胶之间的粘结力，还具有憎水效果，进一步阻止水分进入混凝土基体。

所用耐候型面漆，具有很好的耐候性，可进一步提高预制保护罩的耐久性，同时可以使整个混凝土构件颜色保持一致，具有景观效果。

本发明的有益效果是：本发明克服了现在常用重防腐方法的缺点，硅烷封端聚醚密封胶的粘结和必要的物理加固使本发明的方法具有高附着力，预制保护罩使本发明的方法具有优异屏蔽性能、预制保护罩的高耐久性配合耐候型面漆确保本发明的方法具有高耐久性，相比于重防腐涂料涂层海生物对护罩很难破坏，在施工性能上本发明操作简单、安全快捷并且现场施工周期短。

本发明专用的硅烷封端聚醚密封胶具有创造性，本密封胶除了具备常规硅烷封端聚醚密封胶的特性以外，还具有如下特点：一是不含溶剂，不含邻苯二甲酸酯类的增塑剂，绿色环保；二是配方中添加交联剂和纳米氧化铈，提高了密封胶的交联密度和络合密度，进一步提高了密封胶的耐水性。

具体实施方式

下面结合实施例进一步阐明本发明的方案及效果：

国内某混凝土桥，处于海洋环境，采用本发明进行腐蚀防护。其中桥体的箱梁部位以及上部桥墩处于海洋大气腐蚀环境，桥墩中部位于浪溅区和潮差区腐蚀环境，桥墩下部处于水下区和海泥区腐蚀环境。对位于浪溅区和潮差区腐蚀环境的中部桥墩，采用本发明方法进行防腐。

首先进行硅烷封端聚醚密封胶的制备，制备方法如下：

按照重量份称取日本Kaneka公司的MS303树脂31份， PPG2000型聚醚多元醇21份，比利时苏威的322型纳米碳酸钙38份，德国赢创德固赛公司的R972型气相法二氧化硅2份，杜邦公司的R902+型钛白粉3.5份，德固赛的NP60型炭黑0.5份，德固赛的9165型苯基硅烷1.5份，美国迈图高新材料集团的A-171硅烷0.5份，美国迈图公司的A-1120型硅烷0.3份，广东瑞尔的稀土氧化铈0.5份，二月桂酸二丁基锡0.7份。将纳米碳酸钙、气相法二氧化硅、钛白粉、炭黑、稀土氧化铈放入双行星动力混合机中，在90℃下，抽真空缓慢搅拌2h（350rpm）；分别依次将MS303树脂、PPG2000型聚醚多元醇、9165型苯基硅烷、A171硅烷和A-1120型硅烷加入双行星动力混合机中，在90℃下，抽真空高速搅拌2h（800rpm）；分散均匀后，通冷却水进行冷却；冷却至50℃后，将二月硅酸二丁基锡加入双行星动力混合机，抽真空缓慢搅拌0.5h，然后开机、出料，备用。 

制备好密封胶后，即可进行现场安装工作。打磨清理混凝土表面浮灰和错台缝后，刷涂一道异辛基三乙氧基硅烷，用量为300g/m2；表面自然干燥后刮涂一道硅烷封端聚醚密封胶，厚度为3mm；将采用现有技术预制的不饱和聚酯玻璃钢保护罩内表面用砂纸打磨粗化后刮涂一道密封胶，并立即将预制保护罩粘结在混凝土基体上；同时在护罩的边角处刮涂快干型聚氨酯密封胶，将边角完全密封好；最后喷涂2道自清洁氟碳面漆，干膜厚度总计为80μm。

经实际应用，现场检测表明防护罩整体密封、防护效果优良，完全能够满足潮差区、浪溅区混凝土腐蚀防护要求。