CN102674887B - 混凝土桥梁防撞墙防护结构的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种混凝土桥梁防撞墙防护结构的制备方法,适用于混凝土桥梁防撞墙的防护结构，也适用于其它混凝土结构的防护结构。这种混凝土桥梁防撞墙防护结构由渗透封闭层、隔离层和表面涂层组成，渗透封闭层采用可渗透到混凝土结构表层5毫米的硅烷溶液，显著降低了混凝土结构的吸水性和氯化物的渗透性，且保留混凝土结构原有的透气性，隔离层和表面涂层能阻隔腐蚀性介质对混凝土结构表面的侵蚀和渗透。防护结构的施工工艺简单易行，十分便于广泛使用。通过硅烷的作用，使无机材料和有机材料通过化学键有机结合起来，再配以隔离层和面层，从而形成有效的防护结构，提高了混凝土的耐久性，延长了使用寿命，从而获得可观的经济效益和社会效益。

Description

混凝土桥梁防撞墙防护结构的制备方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土桥梁防撞墙防护结构的制备方法,适用于混凝土桥梁防撞墙的防护结构，也适用于其它混凝土结构的防护结构。

背景技术

混凝土结构广泛地应用于建筑构筑物中，并且极易受到腐蚀。因此混凝土构筑物工程设计不仅要考虑强度指标,混凝土构筑物工程的耐久性更是重中之重。

在欧美等发达国家对混凝土构筑物调查表明，由于混凝土构筑物耐久性的问题，因而修复或更新的费用为当年建造造价的4倍或6倍，混凝土构筑物的预期寿命为75～l00年，因此，混凝土构筑物防腐工作有必要与构筑物整体实行同时设计、同时施工、同时运营。即倡导先行、主动采取防护措施，以减少后来在修复中的高花费。

对于混凝土结构的防撞墙，因为冬季道路扬洒融雪剂甚至是盐等进行除雪，造成防撞墙局部空气湿度大，该部位干湿交替、供氧充足，水、氧气尤其是氯离子的侵入易导致钢筋锈蚀，钢筋腐蚀后体积膨胀为原来的2.5倍从而导致混凝土防撞墙产生裂纹加速腐蚀，结果是混凝土防撞墙强度降低，影响桥梁的承载能力从而大大缩短桥梁的使用寿命。

早在上世纪70年代，欧美、澳大利亚等地已经大量应用“硅烷浸渍技术”于各类海港工程的防腐，并且是美国公路路桥防护中采用最广泛的防腐方案, 由于硅烷浸渍剂尤其是异丁基（烯）三乙氧基硅烷优异的防腐效果、经济的成本、以及简单的施工工艺，在国内得到了充分应用，但对恶劣的盐环境，因其挥发快而稍显不足。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供一种混凝土桥梁防撞墙防护结构的制备方法。该方法应通过硅烷的作用，使无机材料和有机材料通过化学键有机结合起来，再配以隔离层和面层，从而形成有效的防护结构。

本发明采用的技术方案是：一种混凝土桥梁防撞墙防护结构的制备方法，所述防护结构包括渗透封闭层、隔离层和表面涂层，渗透封闭层选择硅烷溶液为表面浸渍，硅烷溶液的组分及其质量百分比：硅烷为75%～85%，醇为5%～15%，硅氧烷为0.5%～1.0%，壬基酚为0.1%～0.3%，苯并三唑为0.08%～0.12%，水为8.5%～10.5%，隔离层的材料为有机环氧树脂或改性环氧树脂，表面涂层选用聚氨酯面漆、氟碳树脂面漆或硅氧烷面漆；所述防护结构制备方法的步骤如下：

（1）首先对混凝土防撞墙表面明显的剥落、空鼓、蜂窝、露石进行维修；

（2）其次采用15～25MPa压力水清洁表面，去除混凝土防撞墙表面油污、粉尘、不牢附着物和表面盐份；

（3）冲洗后等混凝土防撞墙彻底干燥，含水率小于8%，进行硅烷浸渍施工； 

（4）硅烷溶液的配置：将硅氧烷、壬基酚、苯并三唑依次加入醇中，搅拌；再将加入上述物质的醇加入水中，搅拌；使用前再将硅烷加入，搅拌3-8分钟，静置15-25分钟后使用；

（5）渗透封闭层施工：将配制好的硅烷溶液采用3～5MPa压力无气喷涂、刷涂或滚涂，保持混凝土防撞墙表面湿润15～25分钟；

（6）隔离层施工：待上述工序干燥后，进行隔离层施工，隔离层采用4～6 MPa压力无气喷涂、刷涂或滚涂；

（7）保护面层施工：待隔离层干燥后，进行保护面层施工，保护面层采用4～6 MPa压力无气喷涂、刷涂或滚涂。

本发明的有益效果是：这种混凝土桥梁防撞墙防护结构由渗透封闭层、隔离层和表面涂层组成，渗透封闭层采用可渗透到混凝土结构表层5毫米的硅烷溶液，显著降低了混凝土结构的吸水性和氯化物的渗透性，且保留混凝土结构原有的透气性，隔离层和表面涂层能阻隔腐蚀性介质对混凝土结构表面的侵蚀和渗透。通过硅烷的作用，使无机材料和有机材料通过化学键有机结合起来，再配以隔离层和面层，从而形成有效的防护结构，提高了混凝土的耐久性，延长了使用寿命，从而获得可观的经济效益和社会效益。

具体实施方式

混凝土桥梁防撞墙防护结构由渗透封闭层、隔离层和表面涂层组成。渗透封闭层选择硅烷溶液为表面浸渍，硅烷溶液的组分及常用配方：

配方（%）	方案1	方案2	方案3	方案4	方案5	方案6	方案7	方案8	方案9	方案10
											硅烷	85	83	82	81	80	79	78	77	76	75
醇	5	6	7	8	9	10	11	12	13	15
											硅氧烷	0.5	0.55	0.60	0.65	0.7	0.75	0.8	0.85	0.9	1.0
壬基酚	0.1	0.1	0.15	0.15	0.2	0.25	0.25	0.3	0.3	0.3
											苯并三唑	0.08	0.08	0.09	0.1	0.1	0.1	0.11	0.11	0.12	0.12
水	9.32	10.27	10.16	10.1	10	9.9	9.84	9.74	9.68	8.58

隔离层的材料为有机环氧树脂或改性环氧树脂。表面涂层选用聚氨酯面漆、氟碳树脂面漆或硅氧烷面漆。

混凝土桥梁防撞墙防护结构的制备方法采用的主要步骤如下：

（1）为获得最大的渗透深度和最佳的保护效果，硅烷浸渍材料使用前，要求对混凝土防撞墙进行表面处理：

首先要对混凝土防撞墙表面明显的剥落、空鼓、蜂窝、露石进行维修。

其次采用高压水（压力不小于20MPa）清洁表面，去除混凝土防撞墙表面油污、粉尘、不牢附着物和表面盐份。

冲洗后需等混凝土防撞墙彻底干燥，含水率小于8%，才能进行硅烷浸渍施工。 

（2）硅烷溶液的配置：

将硅氧烷、壬基酚、苯并三唑依次加入醇中，搅拌；再将加入上述物质的醇加入水中，搅拌；使用前再将硅烷加入，搅拌5分钟，静置20分钟可以使用。

（3）渗透封闭层施工：硅烷溶液施工尽可能采用高压无气喷涂施工方法，压力3~5 MPa。如条件不允许时，可采用刷涂或滚涂，保持混凝土防撞墙表面湿润20分钟。

（4）隔离层施工：待上述工序干燥后进行隔离层施工，隔离层采用高压无气喷涂施工方法，压力4~6 MPa。如条件不允许时，可采用刷涂或滚涂。

（5）混凝土防撞墙保护面层施工：待隔离层实干后进行保护面层施工，保护面层采用耐候性面层，保护面层采用高压无气喷涂施工方法，压力4~6 MPa。如条件不允许时，可采用刷涂或滚涂。

采用上述的技术方案，混凝土防撞墙提高耐久性的主要技术措施分为基本措施和附加措施。这里采用一种新型防护方法作为有效提高混凝土防撞墙结构耐久性的附加措施，是预防混凝土防撞墙腐蚀的措施中最有效和最经济的根本方法。

混凝土防撞墙防护选择硅烷为表面浸渍作为渗透封闭层，再配以隔离层、表面涂层，才能使混凝土防撞墙结构最大限度的得到保护，有效地防止混凝土防撞墙的防护。

硅烷渗透封闭层作用主要是高渗透性和有机无机的偶联作用，可渗透深度达5毫米的混凝土结构表层，显著降低混凝土结构的吸水性和氯化物的渗透性，且保留混凝土结构原有的透气性，使混凝土结构内的水蒸气自由的蒸发出去，提高对混凝土结构的保护作用。

硅烷其结构如下：

n-Si-OR

其中：n为有机官能基团；

      -为硅氧烷间化学键；

      Si为硅基；

      OR为烷氧基。

其中有机官能集团可与其它有机极性基团形成化学键；烷氧基可与无机的金属羟基形成化学键，这样无机材料和有机材料形成完整的一体。

硅烷溶液的性能指标：

密度：0.88~0.92克每毫升；

闪点：103℃ ；

动粘度：1060—1500平方毫米每秒；

硅烷使用后性能指标：

检验项目	测量值
		吸水率（mm/min0.5）	0.0028～0.0053
浸渍深度—染色法(mm)	4.2～6.8
		氯化物吸收量降低百分比（%）	92～96

硅烷渗透封闭层具有和无机混凝土结构亲和的极性基团，又有和有机材料亲和的极性基团。具有突出的憎水性和化学稳定性。能在混凝土结构表面及毛细内壁形成保护层，有效防止水分的渗透和转移，降低氯离子吸收率90%以上，有效抑制碳化作用，减少干缩应力，防止干缩裂缝的出现，从而提高混凝土防撞墙结构耐久性和使用寿命。

硅烷浸渍完成后，按500 m²钻取6个芯样分别进行检验，结果表明芯样吸水率、浸渍深度、氯化物吸收量降低百分比三项指标均满足《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》。

芯样检验结果统计表

检验项目	最小值	最大值	平均值	规范要求
					吸水率（mm/min0.5）	0.0028	0.0053	0.0041	≤0.01
浸渍深度—染色法（mm）	4.2	6.8	5.5	达到3-4
					氯化物吸收量降低百分比（%）	92	96	94	≥90

混凝土防撞的隔离层能阻隔腐蚀性介质对混凝土结构表面的侵蚀、渗透。一般作为混凝土防撞墙表面隔离层的材料为有机的环氧或改性环氧树脂，与硅烷的有机极性键形成化学键，具有优良的附着力、耐碱性及与其他面漆的良好配套性。隔离层采用喷涂、刷涂或滚涂的方法涂敷在硅烷渗透封闭层的外面。保护面层主要有聚氨酯面漆、氟碳树脂面漆、硅氧烷面漆等，采用高压无气喷涂、刷涂或滚涂的方法涂敷在隔离层上。

Claims (1)

1.一种混凝土桥梁防撞墙防护结构的制备方法，其特征在于：所述防护结构包括渗透封闭层、隔离层和表面涂层，渗透封闭层选择硅烷溶液为表面浸渍，硅烷溶液的组分及其质量百分比：硅烷为75%～85%，醇为5%～15%，硅氧烷为0.5%～1.0%，壬基酚为0.1%～0.3%，苯并三唑为0.08%～0.12%，水为8.5%～10.5%，隔离层的材料为有机环氧树脂或改性环氧树脂，表面涂层选用聚氨酯面漆、氟碳树脂面漆或硅氧烷面漆；所述防护结构制备方法的步骤如下：

（1）首先对混凝土防撞墙表面明显的剥落、空鼓、蜂窝、露石进行维修；

（2）其次采用15～25MPa压力水清洁表面，去除混凝土防撞墙表面油污、粉尘、不牢附着物和表面盐份；

（3）冲洗后等混凝土防撞墙彻底干燥，含水率小于8%，进行硅烷浸渍施工；

（4）硅烷溶液的配制：将硅氧烷、壬基酚、苯并三唑依次加入醇中，搅拌；再将加入上述物质的醇加入水中，搅拌；使用前再将硅烷加入，搅拌3-8分钟，静置15-25分钟后使用；

（5）渗透封闭层施工：将配制好的硅烷溶液采用3～5MPa压力无气喷涂、刷涂或滚涂，保持混凝土防撞墙表面湿润15～25分钟；

（6）隔离层施工：待上述工序干燥后，进行隔离层施工，隔离层采用4～6 MPa压力无气喷涂、刷涂或滚涂；

（7）保护面层施工：待隔离层干燥后，进行保护面层施工，保护面层采用4～6 MPa压力无气喷涂、刷涂或滚涂。