环保型高耐久混凝土防护材料在桥梁耐久性预养护中的应用

王建军1陈敏2

摘要：随着我国经济的快速发展,桥梁作为道路的重要组成部分，在我们日常生活中将发挥越来越重要的作用。多长期风吹日晒,局部和整体上都出现不同程度的破损,，本文进行如何对混凝土桥梁耐久性进行预养护进行了探讨，对施工有一定的借鉴作用。

关键词：防护材料、耐久性预养护

一、我国混凝土桥梁现状

混凝土材料以其高强耐久、价格低廉被广泛应用于各类桥梁建设中；据交通部统计公报数据显示：截至2014年底，我国公路桥梁达75.71万座，其中混凝土桥梁约60.6万座，占桥梁总数的约80%左右。长期以来，人们一直认为混凝土是一种耐久性材料，能够抵抗各种外界侵蚀因素的破坏，保持优异的性能；然而大量研究表明：混凝土材料在CO2、SO2等酸性气体及氯盐等有害介质的侵蚀作用下，加上自身性能缺陷（孔隙及微裂缝），会出现一系列影响混凝土正常使用的耐久性病害（混凝土碳化、钢筋锈蚀、混凝土开裂、剥落等）。

由于长期以来的“重建轻养”观念，导致桥梁养护工作不及时、不到位，使得桥梁耐久性病害得不到预防，或在发展初期得不到有效遏制。

据交通部相关数据显示，我国约有超过10万座桥梁存在耐久性病害问题，每年因耐久性问题造成的直接经济损失高达1800～3600亿元人民币。

混凝土耐久病害产生的原因主要有：

（1）内因:结构及材料本身设计不合理,主要在新建桥梁设计阶段考虑。

（2）外因：外界环境的侵蚀破坏作用。

二、预养护技术

美国国家公路与运输协会（AASHTO，1999）对桥梁预防性养护的定义为：在桥梁寿命期内，为保证桥况良好、延长桥梁寿命并将寿命周期内养护成本降到最低，而应用的一系列预防性养护措施的系统过程。在这一系统过程中，要在不增设建成公路系统及其附属设施的条件下，达到延缓桥梁状况退化、保持或改进系统功能性状况的目的。

通过预养护，运用现代先进检测手段和评价技术，发现并弥补桥梁及其设置的先天不足和使用缺点：⑴系统掌握桥梁技术状况，在适当的时机采取相应的养护措施，延长桥梁及其设施的使用寿命，延缓大中修周期，降低运营管理成本；⑵减少或杜绝由于桥梁及设施维护不当给使用者带来的意外损伤，避免因此带来不必要的经济损失。

1.预养护方法

桥梁常见耐久病害主要有混凝土基面缺陷、混凝土开裂、混凝土碳化、氯盐侵蚀破坏及钢筋锈蚀等。针对上述耐久病害，常用的预防性养护技术有：

⑴对较小面积的缺损、损坏深度较浅的缺陷，采用水泥砂浆修补；对较大面积的混凝土基面缺陷，采用高压喷浆修补；

⑵对混凝土结构表面裂缝，及时采取裂缝封闭、灌浆等处理措施，防止裂缝和缺陷扩展引起钢筋锈蚀病害；

⑶外界侵蚀因素是导致混凝土碳化、氯盐侵蚀、钢筋锈蚀等病害耐久性病害的主要原因，因此，预防性养护工作的重点是降低外界环境对桥梁的破坏作用——在混凝土桥梁表面涂覆防护涂层材料，阻断侵蚀介质进入混凝土的通道，是一种有效的技术手段！

2.预防性养护现状

我国大多数在役桥梁的养护采取的都是矫正性养护，但随着公路桥梁养护技术的发展，我国公路工程技术人员逐渐了解和接受桥梁预防性养护的观念和相关技术，认为相对矫正性养护而言，预防性养护更具前瞻性，能够有效避免或延缓病害的出现，保证桥梁耐久性和使用安全性；同时，还可以降低桥梁全寿命周期养护成本，确保桥梁使用寿命。混凝土桥梁预养护涂层技术已经在全国范围内进行了实施和研究，并取得了一定的成效。

三、预养护涂层

高耐久环保型混凝土防护涂层是一种水性涂料，涂覆于混凝土表面形成致密的漆膜，可有效阻止或延缓外界侵蚀介质（二氧化碳、水、除冰盐等）对混凝土的侵蚀破坏作用，减少混凝土耐久病害的发生，从而保证混凝土结构的使用安全性和耐久性。

该防护涂层绿色环保，具备优异的防护功能，抗老化性能佳，耐候性能良好，与混凝土基面粘结牢固，具备一定的协同变形能力，可调制成不同色系，满足桥梁景观需求。

该防护涂层由渗透层和防护层组成。其中渗透层通过采用超微纳米技术使渗透层材料的尺寸处于原子簇和宏观物体交界的过渡区，以其较小的尺寸具有特殊的结构特征，进而使渗透层材料可以快速渗入混凝土内部，达到一定渗透深度；渗入混凝土毛细孔壁的材料与水化的水泥发生反应，形成互穿网络结构，通过牢固的化学键合反应，对混凝土进行表面预修复，封闭混凝土表面微小孔隙及裂缝，提高混凝土基面与防护面层之间的粘结性能。

防护涂层涂覆于混凝土基材上，水分蒸发，胶乳颗粒逐渐靠拢，直至达到紧密堆积状态；在挤压作用下，胶乳颗粒发生变形，表面的亲水膜破裂，同时，在表面张力作用下，胶乳颗粒界面分子链相互扩散、渗透、缠绕，最终形成具有一定机械强度的漆膜。

1.施工工艺

（1）混凝土基面处理：①蜂窝及缺陷的处理：铲除水泥浮浆或杂物，清理空鼓、疏松部位，混凝土基面应牢固，不掉粉、不起砂、无剥离等；②混凝土基面油污清理：油污或污渍可采用煤油、汽油或者专用清洗剂清理，也可以用角磨机轻轻打磨掉，混凝土基面应清洁，无灰尘、无浮浆、无油迹等污染物；③模板连接缝处缺陷的处理：错模部位有高度差的，将多余部分用砂轮机打磨或用錾刀铲平，缺失部分用修补材料修补，修补面积尽量要小，修补后用手指触摸感觉不平的地方用砂纸或角磨机打磨平整；④基面找平：对外观要求高的工程应用找平材料进行全部混凝土基面找平，待干燥后用砂纸打磨，确保面坚实、平整、洁净、无浮灰、棱角分明。同时，混凝土基面含水率应小于6%。

（2）渗透层施工：渗透层材料涂装1道，使用剂量约0.1kg/m2/遍~0.2kg/m2/遍，施工完毕需干燥30min左右（温度25℃）再进行防护层的施工。

（3）防护层施工：共涂刷2道，2道施工间隔一般为30min（温度25℃）；每道涂刷剂量约为0.10kg/m2~0.15kg/m2，湿膜厚度应控制在60μm左右；全部施工完毕后干燥24h，此期间保证防护层不淋雨、不浸水、不接触腐蚀物质、不被刮擦。

2.施工质量现场检测及控制

为了保证施工质量，需要对防护体系施工质量进行现场检测，主要包括：外观检查和厚度检测。

外观检查主要包括：目测防护面层是否连续、均匀、平整，不允许有漏涂、流挂、变色、色差、针孔、起泡等缺陷。

厚度检测：每2000m2～5000m2为一个检验批，每一检测单元面积为10m2，每个检测单元随机检测9个测点，以9个测点的涂层干膜厚度算术平均值代表涂层的平均干膜厚度。防护体系干膜厚度应≥30μm（经反复试验验证，干膜厚度满足以上要求时，即能保证优异的防碳化性能）。

四、总结

环保型高耐久混凝土防护材料，通过对现有的混凝土高架桥及护栏进行护涂，让旧桥焕然一新，经试验证明大大的提高了使用寿命。

参考文献

[1]何明辉，公路桥梁的养护与维修加固[J].交通世界.车辆运输，2015年36期：70-71.