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桥梁混凝土防腐涂装方案与腐蚀机理

摘要：混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝
土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土
孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。
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1、桥梁混凝土的腐蚀机理

混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。空气中ＣＯ２气渗透到混凝土内，与其碱性
物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性
化，其化学反应为：Ｃａ（ＯＨ）2＋ＣＯ2＝ＣａＣＯ3＋Ｈ2Ｏ。水泥在水化过程中生成大
量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护
作用，使钢筋表面生成难溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，称为纯化膜。碳化后使混凝土的碱度
降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋
的保护作用，钢筋开始生锈。可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于
素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的
碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。

在海边，由于空气中含有大量氯离子，氯离子的渗透会极大地加剧混凝土结构的腐蚀。其作
用过程如下：

①氯离子的侵入：在水分浸透的同时，由于碳酸气、氯离子的渗透引起混凝土中性化。

②钢筋的腐蚀：由于浸入的水、气、氯离子等，钢筋被腐蚀。即使不中性化，钢筋表层所
含磷分，也会使钢筋发生腐蚀。

③裂纹的产生：由于钢筋被腐蚀、体积膨胀（2.5倍），混凝土产生裂纹。

④强度降低：腐蚀物质从裂纹处进一步浸入，加速钢筋的腐蚀、体积膨胀，从而降低混凝
土强度。

总之，腐蚀会造成混凝土结构的强度降低，从而大大缩短桥梁的使用寿命。

采用防腐涂料对桥梁混凝土结构是一种行之有效的防腐蚀措施，可以起到以下作用：

①在混凝土表面形成一层屏蔽阻隔层，以阻止氯离子、二氧化碳等腐蚀介质浸入混凝土造
成腐蚀。

②对于已碳化、疏松和开裂的混凝土表面起增强作用。

③通过涂装可使桥梁获得与周围环境景观相协调的色彩。

2、混凝土防腐蚀涂料的选用

由于混凝土属于强碱性建筑材料，因而要求混凝土防腐蚀涂层具有良好的耐碱性、附着力和
抗渗透性，另外，涂层本身如果还应具有良好的耐候性和长效性。对于海边桥梁混凝土结构，
其表面涂层应具有极佳耐候性，耐日光紫外线降解，耐盐雾及海洋大气腐蚀，在有效防护期
内不出现严重粉化及变色、脱落、开裂等现象。

根据JTJ275-2001《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》、GB50046—95《工业建筑防腐蚀
设计规范》和GB50212—2002《建筑防腐施工及验收规范》等相关标准要求，环氧树脂涂
料、聚氨酯涂料、氯化橡胶涂料、乙烯树脂涂料、丙烯酸树脂涂料等被认为是适用的涂料品
种，根据国内外桥梁混凝土防腐涂装的经验来看，选用以下涂料可以获得良好的涂装效果：

2.1渗透型环氧封闭底漆

由于混凝土表面和钢材相比较为疏松多孔，因而涂装渗透性封闭底漆以增强其表面强度，增
加涂层与混凝土的附着力，还起到增加涂层封闭性和抗渗透性作用。

FPP502是一种高固体份低粘度的强渗透性抗碱底漆，它能深入渗透进混凝土，反应固化后
锚固和封闭基面，为后道涂装提供良好表面。

2.2环氧腻子补平层

由于混凝土表面凹凸不平,需采用腻子补平,环氧腻子具有极佳的附着力、耐碱性、耐腐蚀性
和强度，是一种理想的补平材料，可以增加混凝土表面强度和涂层耐久性，提高涂层的抗渗
透性。

2.3屏蔽型环氧厚膜型中涂漆

是一种高固体份厚膜中涂漆，具有极佳的附着力、耐碱性和抗渗透性，涂装后增加涂层厚度，
增强整个涂层的抗渗透性。

2.4耐候性优异的脂肪族聚氨酯面漆

该涂料常作为各种恶劣气候条件下长效涂装系统的面漆，涂膜具有极佳的耐盐雾性、耐海洋
大气腐蚀性，在强烈日光紫外线照射不易降解、粉化和变色，能使涂层长期保持良好外观。

3、桥梁混凝土涂装配套方案

桥梁混凝土涂装方案的确定要考虑以下因素：

3.1所处腐蚀环境：包括水上或水下，浪溅区、承重梁或路面等；

3.2混凝土表面状况:是否有开裂现象，表面平整光滑度，疏松度和强度等；

桥梁建成后，如未对混凝土表面进行防腐处理，在经过若干年后，混凝土表面可能因腐蚀出
现裂纹、松动、凹陷、孔洞等现象，随使用时间而程度不同。在涂装时需采取不同的防腐处
理措施。

3.3防腐层是否有抗裂性设计要求：如果已出现混凝土内钢筋腐蚀造成混凝土开裂，涂装后
是不能保证涂层因混凝土的进一步开裂而出现裂纹，这将造成局部防腐涂装失效，在这种情
况下，采用粘贴玻璃纤维布层提高涂层抗裂性