浅谈桥梁钢结构防腐热喷铝施工改进

发表时间:2020/9/9   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:安冉
[导读] 摘要:随着经济和科技水平的快速发展,在桥梁建筑期间就要采用防腐措施对混凝土的表层进行保护,这样才能有效的使混凝土内部与空气中的相关物质进行隔离,可以从根本上减少混凝土腐蚀的发生;其次,对于雨雪以及冰冻等原因导致的混凝土腐蚀也要根据发生原因设置相应的结构减少腐蚀的发生。
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        摘要:随着经济和科技水平的快速发展,在桥梁建筑期间就要采用防腐措施对混凝土的表层进行保护,这样才能有效的使混凝土内部与空气中的相关物质进行隔离,可以从根本上减少混凝土腐蚀的发生;其次,对于雨雪以及冰冻等原因导致的混凝土腐蚀也要根据发生原因设置相应的结构减少腐蚀的发生。只有不断地对桥梁的腐蚀进行分析,找到发生腐蚀的机理才能够制定出有效的解决措施,才能进一步提高我国桥梁的建筑质量以及受用寿命,推动我国桥梁建筑事业的发展。
        关键词:桥梁;改善喷涂方式;增强涂装质量;降低喷铝成本
        引言
        桥梁的钢结构相对于混凝土结构来说具有施工周期短以及质量轻和强度高等优点,钢结构桥梁一般被应用于城市交通要道的桥梁建设中,因为在交通要道涉及到大范围的运输,如果再用施工周期比较长的混凝土结构桥梁势必会严重影响我国的运输业影响国家经济的发展,而且施工现场存在很大的安全问题,交通要道来往的车辆过多不利于安全管理。另外在跨度比较大的桥梁建设中多数采用钢结构桥梁,只有钢结构才能满足大跨度对桥梁提出的要求。桥梁在经过长期的使用后,会受到环境的影响出现不同程度的腐蚀,本文将对桥梁混凝土腐蚀机理进行分析,并对桥梁混凝土的防腐工作进行探讨,进一步为桥梁防腐工作奠定基础。
        1影响热喷铝涂层质量主要原因分析
        (1)喷铝施工完成后铝涂层厚度能够达到设计要求,但铝层表面存在较多大的颗粒对外观质量有较大影响,因此要进行打磨处理,打磨处理虽清除了表面的大颗粒但同时也去掉了相当一部分铝层厚度。如果喷铝施工后铝层表面颗粒细密,则不需要对铝层进行打磨处理,所以控制铝层颗粒细密是影响铝层能否一次达标的重要原因。(2)通常即使喷铝铝层厚度达标,但后续因外观质量的打磨也易造成铝层厚度减少而不能达标。因此减少打磨量,减轻打磨的程度才能降低因打磨失去的涂层厚度,这就对打磨工人提出了更为严苛的要求。(3)桥梁腐蚀破坏形式。第一,梁体、地表墩柱腐蚀破坏的发展速度特别快,发生这种腐蚀的主要原因是盐腐蚀和冻融循环;第二,伸缩缝漏水导致的梁端、梁盖处混凝土腐蚀在大多数桥梁中普遍存在,这种腐蚀方式会使顺筋发生裂缝导致表层的混凝土出现大面积的脱落;第三,保护层脱落也是一种常见的桥梁腐蚀现象,发生这一问题的主要原因有两个,一是早期设计的保护层较薄二是在建筑桥梁时由于施工技术有限无法很好的掌控保护层的厚度;第四,防撞墙烂根。防撞墙建筑在桥梁最恶劣的环境中,当行驶的车辆驶过时,就会溅上融雪的盐水,再加上空气中存在的酸性气体会加剧腐蚀。
        2提升热喷铝质量的措施
        2.1涂装前处理工艺
        桥梁波形钢腹板涂装参照桥梁钢结构涂装技术要求,前处理有酸洗和喷丸、抛丸等方式。酸洗由于环境污染较大,且工件表面粗糙度难以保证,一般作为热浸镀预处理使用。电弧热喷涂前处理一般采用喷、抛丸处理工艺,不仅可以去除工件表面锈蚀、氧化皮等污物,还可以强化工件表面,部分消除工件焊接应力。喷丸或喷砂作业多用于室外现场作业,生产效率相对较低,劳动强度大,不适用于大批量涂装生产线作业场合;抛丸作业具有清理效率高、费用低、操作人员少等优点,适用于大批量生产。电弧热喷涂前处理要求工件表面除锈等级Sa3级、粗糙度40~80μm、清洁度1级。丸料选择须保证粗糙度要求,可以采用不同粒径的丸料组合使用,在粗糙度不够时,可以在丸料中添加钢丝切丸。
        2.2钢筋锈蚀
        混凝土在正常情况下使高碱性,可以在钢筋的表层钝化保护膜,起到隔绝水分和氧气的作用,通过隔绝接触来防止钢筋发生腐蚀。而钝化的保护膜经过长期的使用也会出现失效,常见的失效形式有:混凝土碳化和氯盐侵入。

混凝土碳化是空气存在的二氧化碳进入到混凝土的内部,与水泥的水产化物氢氧化钙发生化学反应形成了碳酸钙,使混凝土的碱性减弱直接导致钝化的保护膜无法继续发挥隔绝水分和氧气的作用,导致腐蚀的发生;第二,氯盐的侵入。当氯原子扩散到钢筋的内部之后,如果氯原子的含量比较少的时候不会影响到钝化的保护膜,但是积累到一定的程度之后达到临界的浓度就会破坏钝化的保护膜,导致钢筋发生腐蚀。当钢筋发生腐蚀之后就会产生一定的物质,这些物质的体积膨胀后就会破坏混凝土的顺筋和保护层;其次,腐蚀还会影响钢筋与混凝土之间的粘着力以及钢筋的截面面积,严重影响桥梁的质量,加大安全隐患。
        2.3热浸镀锌防腐蚀
        这种防腐蚀策略适用于桥梁钢结构的小零件上,首先需要用酸溶液将钢结构部件上的锈渍清洗干净并保持湿润,然后将零件放入准备好的500oC左右的锌溶液中,大约5min左右就可以取出,冷却一段时间后钢结构部件表面会形成一层保护层。钢结构表面的锌层一方面可以有效的将钢结构部件与外界的腐蚀环境分离;另一方面当涂层损坏后也可以通过牺牲阳极的方式对钢结构进行保护。
        2.4机器人喷铝和喷漆
        机器人喷铝和喷漆系统由喷涂机器人、机器人变位机系统、工件定位系统、喷涂系统和控制系统等组成。热喷涂机放置在喷铝室外部,气管及电缆线穿管进入室体,通过拖链与机器人连接,送丝机放置在变位机上与机器人一起移动。喷漆采用高压无气喷涂,供漆系统设在喷漆室外侧,亦通过拖链与机器人连接。喷铝、喷漆机器人根据手腕负载能力及满足运动空间范围要求,经过离线模拟仿真,沿室体长度方向各设置2台机器人。为增大机器人工作范围,室内沿纵向相对设置有2台国产机器人直线变位机系统,直线变位机系统架设于钢制承重柱上。轨道上加装PVC风琴防尘护罩,防止灰尘进入;导轨采用线性导轨,并加装了自动润滑系统,维护方便。工件定位与机器人变位机系统集成在一起,其核心元件为光电传感器,它利用被检测物对光束的遮挡或反射,由同步回路选通电路,从而检测物体的有无。为保证机器人安全,在喷铝室及底漆喷漆室口加装激光测距系统,激光测距仪安装在上下往复运动的机构上,测量上下两点到工件的距离,得出的差值在设定范围时可以喷涂;当工件吊装偏斜超过设定范围时,系统自动报警,由人工调整吊挂偏差后,将确认信号发送至总控制系统,然后再进行喷涂。
        2.5桥梁混凝土防腐措施
        第一,梁边设有滴水檐或者滴水槽。这样下雨时,可以阻止雨水倒流;第二,设置符合规范要求的泄水管,减少泄水孔周围和附近的腐蚀;第三,做好伸缩缝的防水施工。通过严格控制伸缩缝的漏水,可以减少对墩台的腐蚀,提高桥梁的使用安全;第四,混凝土表层及逆行防腐处理。同在混凝土的表层涂上有机硅或者氟碳涂料,这样可以有效控制有害物质的侵入。
        结语
        目前,我国大多数桥梁都存在不同程度、不同位置的腐蚀现象,由于腐蚀问题加剧了混凝土的开裂和露筋问题的出现,对桥梁的使用寿命和质量产生极大的影响。此外,空气和雨雪等自然环境也会在一定程度上加速桥梁混凝土的腐蚀。因此,深入研究桥梁混凝土腐蚀机理并进行有效的防腐操作已经成为提高桥梁建筑质量的关键环节,为了提高桥梁的使用寿命和质量,桥梁混凝土腐蚀机理和防腐操作受到了高度的重视。
        参考文献
        [1]罗冬.桥梁混凝土钢筋腐蚀检测技术探讨[A].中国腐蚀与防护学会.2017第四届海洋材料与腐蚀防护大会论文集[C].中国腐蚀与防护学会:北京丰盈环蚀技术有限公司,2017:14.
        [2]张培雷.桥梁混凝土腐蚀分析及探讨[J].天津建设科技,2010,20(01):46-47+61.
        [3]《金属和其他无机覆盖层厚度测量方法评述》GB/T6463-2005.
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