CN104120743A - 一种海洋环境中混凝土桩防护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋环境中混凝土桩防护方法，首先对混凝土桩表面进行打磨，然后在桩表面喷涂环氧底漆层及环氧中间漆层，待油漆涂层固化后在其上面缠绕防蚀带，之后进一步用预制好的护甲进行包覆紧固，然后在所述的护甲包覆紧固后上下两端及法兰连接处填充水中固化环氧胶黏剂，用来提高整个防护体系的密封性。结构简单、施工方便、防腐效果显著，实现对混凝土桩的长效防护，保证混凝土工程的使用寿命达到甚至超过设计要求。采用本海洋环境中混凝土桩防护方法，防护寿命至少能够保证在20～30年以上，而且如果护甲受到外力破坏后，可以针对护甲进行快速更换，而不用破坏整个体系，在后期的维护维修中施工非常方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种海洋环境中混凝土桩防护方法，具体是一种海洋环境中潮差区和浪溅区混凝土桩的包覆防护方法，属于混凝土防腐工程技术领域。
背景技术
随着我国大型跨海桥梁和其它海港工程建设的迅速发展，处于海洋环境中的钢筋混凝土桩的腐蚀问题越来越受到重视。特别是在海水潮差区和浪溅区的恶劣环境下使得混凝土桩腐蚀防护问题受到了很大挑战，位于海洋潮差区和浪溅区的海洋混凝土工程不仅涉及干湿交替问题，还有海浪的溅射、水流泥沙冲刷、海洋生物侵蚀、异物碰撞等问题，使得混凝土桩的老化速度加快，对内部钢筋造成腐蚀，影响海洋构筑物的使用寿命。在该环境下，高浓度的盐分、化学离子、氧气、温差以及由于受到海洋漂浮物所造成的机械损坏，使得海洋环境中潮差区和浪溅区成为混凝土桩最容易受损和腐蚀速度最快的区域。在我国，许多处于海洋环境中的混凝土桩使用了许多年，腐蚀和受损相当严重，需要经常性维修，一直没有很好的办法彻底解决这个难题，造成了巨大的经济损失。
目前，对处于此类海洋环境中混凝土桩构件的常用防护方法主要有添加混凝土阻锈剂、硅烷浸渍处理、聚脲涂层防护、包覆预制护甲防护及湿固化油漆涂层防护等方式。但是上述各种方法在混凝土桩防护过程中都存在一个较为严重的共有的缺陷，即混凝土阻锈剂只能对混凝土的腐蚀起到一定的防护作用，而对水流泥沙的冲刷及海生物的侵蚀起不到防护作用。
具体的，在硅烷浸渍处理的过程中，因硅烷用量、涂装工艺、环境温度、混凝土表面湿度等因素的影响，使得硅烷的渗透深度和附着性降低，且硅烷老化快，无法达到持续、理想的防护效果；此外，硅烷浸渍对混凝土含水量有非常高的要求，只有在混凝土达到相当高的干燥程度时，浸渍才有好的效果，这是在很多海洋环境中满足不了的条件；而且硅烷渗入混凝土表层后，其斥水作用使混凝土的 含水量降低，方便了CO2向混凝土内部的扩散，加深了混凝土基体的碳化深度。
聚脲涂层虽然无污染，具有快速固化、优异的理化性能、优异的热稳定性、耐磨性好等特点，但由于聚脲材料反应速度快，不能在基层上很好的渗透，易剥离而丧失其防护作用，同时完全使用聚脲材料作为防护材料价格比较昂贵，这在一定程度上限制了聚脲材料的应用。
包覆预制护甲防护虽然能对海水泥沙的冲刷及异物的撞击起到有效防护，但由于包覆结构与被包覆基体间难免存在一定的缝隙，这就会造成氯离子通过这些缝隙渗透到护甲与基体界面，从而对混凝土桩造成腐蚀。
湿固化油漆涂层防护体系虽然可以对混凝土基体表层进行有效防护，涂层的韧性及装饰性较好，老化速度慢，但是涂层与混凝土基体的附着力低，涂层很容易脱落而导致防腐失效；此外这种方法工艺过程复杂，涂装周期长，对处于浪溅区和潮差区环境中的工程很难进行施工；而且油漆涂层在海洋环境中的耐久性低，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。
发明内容
针对上述现有技术中存在的海洋环境中潮差区和浪溅区混凝土桩的长效防护问题，本发明提供一种海洋环境中混凝土桩防护方法，针对海洋环境潮差区和浪溅区的混凝土桩提供一种结构简单、施工方便、防腐效果显著的防护体系，从而实现对混凝土桩的长效防护，保证混凝土工程的使用寿命达到甚至超过设计要求。
为了实现上述目的，本海洋环境中混凝土桩防护方法包括以下步骤：
步骤一，首先对混凝土桩表面进行打磨，清理掉表面浮灰和不牢固附着物，对表面存在的凹陷进行填平，保证混凝土桩表面平整；然后对混凝土桩表面进行干燥处理；
步骤二，对处理好的混凝土桩表面涂装环氧底漆层，待底漆固化后，涂装环氧中间漆层，环氧中间漆层分两道进行涂装；
步骤三，待环氧中间漆层表干后，将防蚀带采用螺旋式缠绕的方式形成防蚀带缠绕层；
步骤四，测量好准确的位置，采用压力设备将预制好的具有韧性的整体形护 甲弯曲包覆紧贴在已经缠绕好的防蚀带缠绕层上，形成护甲结构层；
步骤五，护甲两端具有预留好的用来固定的法兰，将护甲的法兰上螺栓孔的位置对准，包覆紧固好后通过螺栓进行紧固；
步骤六，在护甲结构层的上下两端端部及法兰连接空隙处填充水中固化环氧胶黏剂。
进一步，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带是将合成纤维布在混合有惰性油性矿酯、填充剂、缓蚀剂、防腐剂的溶剂中浸渍而成，再覆以密封膜形成具有多层结构的防蚀带。
进一步，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带是将混合有惰性油性矿酯、填充剂、缓蚀剂、防腐剂的溶剂涂覆在所述合成纤维布的两面，再覆以密封膜形成具有多层结构的防蚀带。
进一步，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带的宽度为200～600mm，厚度为1～2mm，所述防蚀带缠绕层缠绕时采用满足50～60％宽度的搭边，缠绕时紧紧地按住始端，使其紧贴于混凝土桩表面，每缠绕一卷沿螺旋缠绕方向压平搭接处，避免将胶带放得太长；在缠绕的过程中始终保持一定的拉力，使得混凝土桩的顶部和底部均至少完整缠绕一整圈。
进一步，所述步骤二中环氧底漆层的涂装厚度为30～60μm，两道环氧中间漆层的涂装厚度为180～250μm，每道厚度为90～125μm。
进一步，所述步骤四及步骤五中护甲结构层的护甲材质为聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯。
进一步，所述步骤五中螺栓紧固的顺序为从所述护甲结构层的两端到中间依次进行紧固。
进一步，所述步骤四及步骤五中护甲结构层的长度根据被保护区域的低潮位及高潮位之间的落差高度而定，护甲结构层的下端达到低潮位以下500～1000mm，护甲结构层的上端达到高潮位以上500～1000mm；护甲结构层厚度为1.6～3.0mm。
与现有技术相比，本海洋环境中混凝土桩防护方法针对海洋环境潮差区和浪 溅区的混凝土桩提供一种结构简单、施工方便、防腐效果显著的包覆式防护体系结构，即在油漆涂层的基础上进行防蚀带缠绕后再进行护甲包覆防护，充分整合利用两种技术的优势，实现对海工混凝土的长效保护，从而实现对混凝土桩的长效防护，保证混凝土工程的使用寿命达到甚至超过设计要求。
本海洋环境中混凝土桩防护方法的具体有益效果如下：
1、本发明中混凝土桩表面经过打磨处理以及中间漆的过渡处理，能够保证防蚀带的缠绕与桩紧密贴合；
2、本发明采用环氧底漆进行桩表面封闭处理，从而能够有效防止腐蚀介质渗透到护甲里面对桩造成腐蚀；
3、本发明选用的护甲材料具有良好的韧性，可以有效避免外力的冲撞造成护甲的破坏；
4、本发明护甲的上下两端及法兰连接处都填充了可以在水中固化环氧胶黏剂，可以有效防止海水的侵入，从而提高了整个体系的防护性能；
5、本发明护甲是通过专用压力设备将护甲紧固在被防护桩上的，两者之间的紧密性很好，保证了整个防护体系能够牢固地固定在需要防护的桩部位。
采用本海洋环境中混凝土桩防护方法，防护寿命至少能够保证在20～30年以上，而且如果护甲在受到外力破坏后，可以针对护甲进行快速更换，而不用破坏整个体系，在后期的维护维修中施工非常方便。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
本海洋环境中混凝土桩防护方法的具体步骤是：
步骤一，首先对混凝土桩表面进行打磨，清理掉表面浮灰和不牢固附着物，对表面存在的凹陷进行填平，保证混凝土桩表面平整；然后对混凝土桩表面进行干燥处理；
步骤二，对处理好的混凝土桩表面涂装环氧底漆层，待底漆固化后，涂装环氧中间漆层，环氧中间漆层分两道进行涂装；环氧底漆层起到一个封闭空隙的作用，能够进一步封闭混凝土桩表面的空隙；环氧中间漆层分两道涂装能够强化环氧底漆层的作用，同时在防蚀带缠绕层与环氧底漆层之间起到过度层的作用，使 防蚀带缠绕层能够与油漆层更加紧密贴合，保证防护效果。
步骤三，待环氧中间漆层表干后，将防蚀带采用螺旋式缠绕的方式形成防蚀带缠绕层；
步骤四，测量好准确的位置，采用压力设备将预制好的具有韧性的整体形护甲弯曲包覆紧贴在已经缠绕好的防蚀带缠绕层上，形成护甲结构层；能够更好的与混凝土桩贴合，整体型护甲进行弯曲包覆紧固后仅存在一条法兰结合缝隙，有效减少了腐蚀介质进入的通道，显著提高了防护效果。
步骤五，护甲两端具有预留好的用来固定的法兰，将护甲的法兰上螺栓孔的位置对准，包覆紧固好后通过螺栓进行紧固；
步骤六，在护甲结构层的上下两端端部及法兰连接空隙处填充水中固化环氧胶黏剂。水中固化环氧胶黏剂在潮湿的环境中，能够快速固化；在水中能够有良好的密封性能；具有优异的耐老化耐腐蚀性能。
进一步，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带是将合成纤维布在混合有惰性油性矿酯、填充剂、缓蚀剂、防腐剂的溶剂中浸渍而成，再覆以密封膜形成具有多层结构的防蚀带。具有优良的耐老化、耐腐蚀性能。
进一步，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带是将混合有惰性油性矿酯、填充剂、缓蚀剂、防腐剂的溶剂涂覆在所述合成纤维布的两面，再覆以密封膜形成具有多层结构的防蚀带。采用在合成纤维布两面涂覆上述混合溶剂同样能够起到良好的耐老化、耐腐蚀性能。
进一步，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带的宽度为200～600mm，厚度为1～2mm，所述防蚀带缠绕层缠绕时采用满足50～60％宽度的搭边，缠绕时紧紧地按住始端，使其紧贴于混凝土桩表面，每缠绕一卷沿螺旋缠绕方向压平搭接处，避免将胶带放得太长；在缠绕的过程中始终保持一定的拉力，使得混凝土桩的顶部和底部均至少完整缠绕一整圈。采用上述搭边的缠绕方式能够起到双层缠绕的效果，而且能够保证防蚀带缠绕层4紧密地贴合在混凝土桩上。
进一步，所述步骤二中环氧底漆层的涂装厚度为30～60μm，两道环氧中间漆层的涂装厚度为180～250μm，每道厚度为90～125μm。达到最佳的密封防护效果。
进一步，所述步骤四及步骤五中护甲结构层的护甲材质为聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯，能够满足弯曲包覆在混凝土桩上的可行性。
进一步，所述步骤五中螺栓紧固的顺序为从所述护甲结构层的两端到中间依次进行紧固，保证了护甲结构层的紧固效果。
进一步，所述步骤四及步骤五中护甲结构层的长度根据被保护区域的低潮位及高潮位之间的落差高度而定，护甲结构层的下端达到低潮位以下500～1000mm，护甲结构层的上端达到高潮位以上500～1000mm；护甲结构层厚度为1.6～3.0mm。使得护甲结构层的防护效果得到有效的保障，显著延长防护寿命。
采用本海洋环境中混凝土桩防护方法，混凝土桩的防护寿命至少能够保证在20～30年以上，而且如果护甲在受到外力破坏后，可以针对护甲进行快速更换，而不用破坏整个体系，在后期的维护维修中施工非常方便。
Claims (8)
1.一种海洋环境中混凝土桩防护方法，其特征在于，所述防护方法的具体步骤是：
步骤一，首先对混凝土桩表面进行打磨，清理掉表面浮灰和不牢固附着物，对表面存在的凹陷进行填平，保证混凝土桩表面平整；然后对混凝土桩表面进行干燥处理；
步骤二，对处理好的混凝土桩表面涂装环氧底漆层，待底漆固化后，涂装环氧中间漆层，环氧中间漆层分两道进行涂装；
步骤三，待环氧中间漆层表干后，将防蚀带采用螺旋式缠绕的方式形成防蚀带缠绕层；
步骤四，测量好准确的位置，采用压力设备将预制好的具有韧性的整体形护甲弯曲包覆紧贴在已经缠绕好的防蚀带缠绕层上，形成护甲结构层；
步骤五，护甲两端具有预留好的用来固定的法兰，将护甲的法兰上螺栓孔的位置对准，包覆紧固好后通过螺栓进行紧固；
步骤六，在护甲结构层的上下两端端部及法兰连接空隙处填充水中固化环氧胶黏剂。
2.根据权利要求1所述的一种海洋环境中混凝土桩防护方法，其特征在于，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带是将所述合成纤维布在混合有惰性油性矿酯、填充剂、缓蚀剂、防腐剂的溶剂中浸渍而成，再覆以密封膜形成具有多层结构的防蚀带。
3.根据权利要求1所述的一种海洋环境中混凝土桩防护方法，其特征在于，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带是将混合有惰性油性矿酯、填充剂、缓蚀剂、防腐剂的溶剂涂覆在所述合成纤维布的两面，再覆以密封膜形成具有多层结构的防蚀带。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种海洋环境中混凝土桩防护方法，其特征在于，所述步骤三中防蚀带缠绕层采用的防蚀带的宽度为200～600mm，厚度为1～2mm，所述防蚀带缠绕层缠绕时采用满足50～60％宽度的搭边，缠绕时紧紧地按住始端，使其紧贴于混凝土桩表面，每缠绕一卷沿螺旋缠绕方向压平搭接处，避免将胶带放得太长；在缠绕的过程中始终保持一定的拉力，使得混凝土桩的顶部和底部均至少完整缠绕一整圈。
5.根据权利要求1所述的一种海洋环境中混凝土桩防护方法，其特征在于，所述步骤二中环氧底漆层的涂装厚度为30～60μm，两道环氧中间漆层的涂装厚度为180～250μm，每道厚度为90～125μm。
6.根据权利要求1所述的一种海洋环境中混凝土桩防护方法，其特征在于，所述步骤四及步骤五中护甲结构层的护甲材质为聚乙烯、聚氯乙烯或聚丙烯。
7.根据权利要求1所述的一种海洋环境中混凝土桩防护方法，其特征在于，所述步骤五中螺栓紧固的顺序为从所述护甲结构层的两端到中间依次进行紧固。
8.根据权利要求1或6所述的一种海洋环境中混凝土桩防护方法，其特征在于，所述步骤四及步骤五中护甲结构层的长度根据被保护区域的低潮位及高潮位之间的落差高度而定，护甲结构层的下端达到低潮位以下500～1000mm，护甲结构层的上端达到高潮位以上500～1000mm；护甲结构层厚度为1.6～3.0mm。
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