CN103334425B - 耐腐蚀空心方桩的接头防护结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐腐蚀空心方桩的接头防护结构，所述方桩的接头处设有端板和裙板，端板焊接在一起，所述防护结构包括防腐涂层和/或阴极垫块，其中阴极垫块预埋于空心方桩的端部，防腐涂层涂覆于方桩的接头处且将端板及端板的焊接处包围在其内部。本发明提供的方桩接头防护结构，采用阴极保护技术和防腐涂层技术，可以根据不同腐蚀环境和类别，采用一种或多种保护结构，这样就可以提高方桩接头处的耐久性和耐腐蚀性能，解决混凝土或钢筋混凝土在腐蚀介质和环境中的使用寿命问题，使建筑材料和建筑物基础的安全性提高。

Description

耐腐蚀空心方桩的接头防护结构

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，具体属于一种涉及耐腐蚀和耐久性的空心方桩的接头防护结构。

背景技术

我国幅员辽阔，海洋环境各异且气候多样，如东南沿海地区的湿热、碳化和氯盐腐蚀，北方沿海地区的冻融、碳化和氯盐腐蚀，西部盐湖地区的干冷、干热、氯盐和硫酸盐腐蚀，这些都使得预制混凝土的破坏形式普遍、多样且复杂。

1991年召开的第二届混凝土耐久性国际会议上，Metha在题为“混凝土耐久性-五十年进展”的报告中指出“当今世界，混凝土构件破坏的主要原因按重要性递减排列顺序：钢筋锈蚀、冻融循环、侵蚀环境的物理化学作用”，也就是说，腐蚀是影响混凝土耐久性的主要因素之一，通常腐蚀包括酸、碱、盐对混凝土的腐蚀。

与现浇混凝土相比，预制混凝土关于耐腐蚀性、耐久性的研究和相关技术开发严重不足。2006年，由中山市三和建材有限公司、清华大学深圳研究生院、同济大学材料工程研究所联合完成了一项研究，该研究认为目前广泛使用的掺磨细砂、采用蒸压工艺生产的预应力高强混凝土桩的耐久性较低，不适宜用于干湿循环条件下有抗冻、抗氯离子渗透和硫酸盐腐蚀等要求的桩基工程。20世纪80年代，Mehta和Gerwick调查了旧金山湾San Mateo-Hayward大桥遭受腐蚀的梁体，该梁体混凝土的单方水泥用量为370kg，其中一部分梁采用蒸汽养护，一部分梁采用自然养护。经过17年的暴露后，采用蒸汽养护的梁已经发生了锈蚀而不得不进行修补，而自然养护的梁却还没有出现任何腐蚀的迹象。Detwiler等人的研究结果表明，较高温度下的养护会降低硅酸盐水泥混凝土抗氯离子渗透的能力，这说明蒸汽养护的混凝土构件比自然养护的构件更容易发生耐腐蚀性问题。

预制混凝土空心方桩端部通过端板进行连接，并在接头处进行焊接，但是方桩的接头处会受到外界环境或腐蚀介质的腐蚀，如果不进行防腐蚀及防水处理，这样会影响到方桩的使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐腐蚀空心方桩的接头防护结构，可以对方桩接头处的焊接部位及机械连接部位进行防腐保护，提高方桩连接处的耐腐蚀性。

为解决上述技术问题，本发明提供的耐腐蚀空心方桩的接头防护结构，所述方桩的接头处设有端板和裙板，端板焊接在一起，所述防护结构包括防腐涂层和/或阴极垫块，其中阴极垫块预埋于空心方桩的端部，防腐涂层涂覆于方桩的接头处且将端板及端板的焊接处包围在其内部。

较佳的，所述阴极垫块预埋于端板、裙板和方桩端部的交汇处。

其中，所述防腐涂层包括防锈漆、有机硅渗透型涂料、环氧树脂、聚氨酯防水涂料和沥青。所述防腐涂层的成型方式为表面成膜式、渗透式或封闭式。

本发明提供的方桩接头防护结构，采用阴极保护技术和防腐涂层技术，可以根据不同腐蚀环境和类别，采用一种或多种保护结构，这样就可以提高方桩接头处的耐久性和耐腐蚀性能，解决混凝土或钢筋混凝土在腐蚀介质和环境中的使用寿命问题，使建筑材料和建筑物基础的安全性提高。

附图说明

附图是本发明的接头防护结构的示意图。

其中附图标记说明如下：

1为方桩；2为端板；3为裙板；4为焊接处；5为阴极垫块；6为防腐涂层。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供的耐腐蚀空心方桩的接头防护结构，如附图所示，所述方桩1的接头处设有端板2和裙板3，端板2焊接在一起，方桩通过焊接方式和机械连接方式进行连接。所述防护结构包括防腐涂层6和/或阴极垫块5，其中阴极垫块5预埋于空心方桩1的端部，防腐涂层6涂覆于方桩1的接头处且将端板2及端板的焊接处4包围在其内部。方桩接头处可以根据不同腐蚀环境和类别，单独采用防腐涂层的防护方式，也可以单独采用阴极垫块的防护方式，还可以采用二者结合的方式。

由电化学腐蚀原理可得，焊接处4的腐蚀速率不大于端板2的腐蚀速率，同时端板2的总焊接厚度应满足方桩的各项力学性能，因此为了保证耐腐蚀空心方桩在所设计的腐蚀年限内满足耐腐蚀空心方桩所需的力学性能，需要根据相关因素设计端板的焊接厚度。端板可以根据设计年限和所采用的耐腐蚀方案来预留腐蚀厚度，即增加焊接厚度。提高耐腐蚀空心方桩的腐蚀性能和耐久性能。不同环境情况和桩型，其腐蚀速率和腐蚀厚度（根据《港口工程钢结构设计规范》中的规律公式进行设计）如下：

常规涂料初期涂层破损系数应为：水中1%～2%，泥中25%～50%，涂层破损率为每年增加1%～3%。保护面积应包括金属结构在水中和泥中的面积，并应考虑影响金属结构阴极保护效果的其它金属结构的面积（包括端板、钢筋墩头等）。根据方桩的端板厚度和裙板的宽度对各种边长的方桩每个端头与水的接触的面积进行计算，计算结果如下所示（根据《水工金属结构防腐蚀规范》中的规律公式进行设计）。

因此，阴极保护即牺牲阳极根据不同质量制成合适厚度的裙板（增加板厚，满足焊接和连接要求）代替原来的裙板（厚度在1.5mm以下，无法满足焊接和连接等要求），用来保证阴极垫块的安放，本发明设计的牺牲阳极质量（根据规律公式进行设计）如下：

优选的，如图所示，阴极垫块5预埋于端板2、裙板3和方桩1端部的交汇处。

其中，防腐涂层包括防锈漆、有机硅渗透型涂料、环氧树脂、聚氨酯防水涂料和沥青，其中有机硅渗透型涂料可以渗透到混凝土的孔隙中。该防腐涂层的形成方法为表面成膜式、渗透式或封闭式，其中表面成膜式是防腐涂层在方桩表面形成防护膜，起到与外界隔绝的作用，渗透式则是防腐涂层渗透进入桩体内部，填实桩体的毛细孔洞，使桩体表面更加密实，外界物质无法渗透至其内部，而封闭式是表面成膜式和渗透式的结合，效果最佳。

本发明提供的方桩接头防护结构，采用阴极保护技术和防腐涂层技术，可以根据不同腐蚀环境和类别，采用一种或多种保护结构，这样就可以提高方桩接头处的耐久性和耐腐蚀性能，解决混凝土或钢筋混凝土在腐蚀介质和环境中的使用寿命问题，使建筑材料和建筑物基础的安全性提高。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，其并非对本发明进行限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员对本发明的接头防护结构的类型、位置及结构做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (3)

1.一种耐腐蚀空心方桩的接头防护结构，所述方桩的接头处设有端板和裙板，端板焊接在一起，其特征在于，所述防护结构包括防腐涂层和/或阴极垫块，其中阴极垫块预埋于端板、裙板和方桩端部的交汇处，防腐涂层涂覆于方桩的接头处且将端板及端板的焊接处包围在其内部。

2.根据权利要求1所述的耐腐蚀空心方桩的接头防护结构，其特征在于，所述防腐涂层包括防锈漆、有机硅渗透型涂料、环氧树脂、聚氨酯防水涂料和沥青。

3.根据权利要求2所述的耐腐蚀空心方桩的接头防护结构，其特征在于，所述防腐涂层的成型方式为表面成膜式、渗透式或封闭式。