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一、工程概况
1、工程地理位置及主要工程内容
112线高速—海滨大道大神堂西互通立交位于天津市汉沽区境内，国道112线高速公路与海滨大道相交处，两线位成T型交叉。海滨大道为双向六车道高速公路标准，净空5.0米。大神堂西互通立交根据路线需要，桥梁设置包括A线桥、B线桥和D线桥。A线桥根据路线走向需要上跨海滨大道后并入海滨大道；D线桥根据路线走向需要先上跨A线桥，然后上跨海滨大道后并入国道112线。立交桥梁面积27769.3平米。
大桥混凝土结构表面涂层防腐蚀范围包括：承台、桥墩、箱梁、装饰块和防撞护栏底座等。涂层系统由底层、中间层和面层组成，面层涂料颜色暂定为海灰色，色号B05。
2、环境气候
大神堂西互通立交桥桥址区位于中纬度欧亚大陆东岸， 面对太平洋，季风环流影响显著，冬季受蒙古冷高气压控制，盛行偏北风；夏季受西太洋副热带高气压左右， 多偏南风。天津气候属暖温带半湿润大陆季风型气候，有明显由陆到海的过渡特点：四季明显，长短不一；降水不多，分配不均；季风显著，日照较足；地处滨海，大陆性强。年平均气温大致在11.1~12.3℃。7月最热，月平均气温可达25.6~26.4℃；1月最冷，月平均气温为-3.90~-5.70℃。年平均降水量为550～680毫米,夏季降水量约占全年降水量的80％。
年平均日照时数2731.9h，年平均日照率为47~50%。
桥址位于滨海平原地区，母质多为浅海沉积物，属盐碱化土壤，主要由亚粘土组成，黄灰色、含云母、有机质、碎贝壳，软塑~可塑，中~高压缩性；含有多层软土夹层，灰色、含云母、有机质、贝壳碎片，流塑状态，高压缩性。
本区段地表水主要为盐池。浅层地下水主要是第四系孔隙潜水，受到降水及海水补给。据钻探显示静止地下水位埋深大致在0.5~3.50米，相当于标高1.98~-0.45米。本区段地下水对混凝土结构表现为严重腐蚀性，应采取特种防护措施。
二、抗腐原理
1、造成混凝土被腐蚀的因素
所谓腐蚀是指材料在周围环境介质作用下遭到破坏或质量下降的现象或过程，既可以指明显的破坏，也可以指不明显的恶化现象。混凝土的腐蚀是一个非常复杂的不均相反应过程，其机理主要是化学反应，即混凝土和周围环境介质发生化学作用而产生的腐蚀（在和酸特别是无机酸接触时表现为强烈的反应，大多数时候表现为缓慢的恶化），但出于混凝土中的钢筋腐蚀则以电化学为主。混凝土的腐蚀因素主要有以下几个方面。
⑴、大气中的二氧化碳：
空气中的CO2可导致混凝土碳化。混凝土中水泥水化所生成的Ca（OH）2与潮湿空气中的CO2反应产生CaCO3结晶，碳化会使混凝土的pH值降低，导致其中性化，破坏钢筋表面的钝化膜，使钢筋失去防锈性。混凝土恶化的初始阶段没有显著的材料弱化和结构功能退化现象，但某些保护层有可能别侵蚀介质破坏。其后将出现主动性的损坏和加快发展的趋势。混凝土的碳化分两步：其一是扩散到混凝土的内部孔隙，其二是与混凝土中的物质发生反应。
⑵、冻融循环
由于混凝土固有的含水和湿气渗透性，在环境温度降到冰点以下时，其中的水分结成冰由液相转化为固相，体积膨胀约10%。体积增大会在混凝土中产生膨胀压力的由于混凝土自身相对较低的抗张强度，内压将导致其出现裂纹、散裂。当冰融化时，膨胀压释放，混凝土内部就会相对疏松，如此反复作用，裂纹会不断向周围扩展，混凝土强度不断遭到破坏。
⑶、盐溶液的渗透
混凝土的多孔结构不仅可以吸附湿气，也可以吸附各种气体和化学晶，此时混凝土内产生膨胀应力，导致其散裂；当混凝土回到潮湿环境中时，结晶盐不会溶解、渗透，混凝土中的盐分随环境的变化结晶、溶解反复循环。有些盐分会对其中的钢筋造成腐蚀，有些盐分（如硫酸盐）会和水泥的水化产物进一步反应产生钙矾石结晶，在混凝土内部产生结晶应力，情况严重时可导致混凝土开裂甚至崩溃。因此盐溶液的渗透对混凝土而言是致命的。
⑷、两个特别的环境
对于工业环境和海洋环境来说，混凝土不仅要遭受以上腐蚀因素的侵害，还要受到工业环境和海洋环境特殊的腐蚀因素的制约。
工业环境：工业环境指的是工业过程造成的腐蚀性环境，通常这些腐蚀物有无机酸、某些有机酸、各种硫酸盐溶液、各种氨混合物溶液、氧化物、糖、硝酸盐等。除此之外，还包括大气中的各种腐蚀物质。
海洋环境：海洋环境的破坏表现突出的是盐离子的渗透。海水中含盐量约3.3%~3.8，其中有大量氯離子和硫酸盐。这些物质渗入混凝土中，腐蚀混凝土中的水泥石。
2、抗腐原理
本工程选用硅烷做为防腐涂料，由于该涂料内含碱金属Na+、K+和碱土金属Ca2+,这几种碱金属都有遇水能和其它阳离子交换的特性，所以在空气中水分的作用下，将汽车尾气中的有害气体能转换成无机盐类，无机胶结材料与非金属天然矿物产生反映，生成了憎水物质CaSiO4,涂膜有明显的憎水现象，具有防腐防水的功能。同时可有效防止基材因渗水、日照、酸雨和海水的侵蚀而对混凝土及内部钢筋结构的腐蚀、风化、污染等，用于建筑水泥混凝土表面，提高建筑物使用寿命，美化环境。
三、施工技术要求
1、涂层配套
混凝土表面涂层系统应由底层、中间层和面层等配套涂料涂膜组成，选用的配套涂料之间应具有良好的相容性，面层涂料应具有良好的保色、保光性能，同时应具有良好的重涂性能。混凝土涂层设计总干膜平均厚度350µm。
2、混凝土表面处理
施工前应对混凝土宜采用高压水（压力不小于20MPa）清洁，或者使用各种动力打磨工具等方法，彻底除去混凝土表面上的不牢灰浆、尖角、碎屑、海生物、苔藓、油污等污染物及其它松散附着物；必要时可用适当溶剂抹除油污。
清理后的混凝土表面，应用饮用水冲洗干净，混凝土表面应无油污等影响涂层质量的物质，并用改性环氧腻子修补平整。
饮用水冲洗后残留在混凝土表面上的水珠、水迹可用棉布、海绵等吸湿工具抹去，然后待混凝土自然风干，或用压缩空气吹干，涂装前的混凝土表面应干燥，混凝土表面的含水量不宜大于6%。
在混凝土涂层上涂装下一道涂层前，应对上一道涂层进行表面清洁，应使用饮用水彻底除去涂层上的盐分、泥尘、油污等污染物，可用清洁剂清除油污。如上一道涂层太光滑影响下一道涂层的粘结强度，应对上一道涂层进行打磨处理。
3、涂装施工
不得随意变更确定的涂料品种及其生产厂牌号，当特殊情况需要变更时，变更方案不得降低设计使用年限要求，并应经过监理工程师和业主批准后方可实施。涂料及稀释剂必须有产品出厂合格证书，且应在有效期内使用。涂料稀释剂的添加量不应超过说明书规定的最大用量。涂料的使用应按产品说明书的方法进行。应采用高压无气喷涂施工。当条件不允许时，可采用刷涂或滚涂，但应由监理工程师批准，施工工艺应符合相应规范要求。
针对混凝土构件情况，应设计适用于混凝土表面处理、涂装及质量检查的工作平台，并安全、牢固、移动和拆装方便。应充分考虑桥上风力对涂装的不利影响。
按生产厂规定的比例混合涂料，一套涂料混合好后，必须在规定的混合使用期内用完。因各种原因超过了混合使用期的涂料不得继续使用于本工程。
使用机械式搅拌器搅拌涂料，并保证有足够的搅拌时间，确保涂料完全搅拌均匀。
使用大流量高比率的高压无气喷涂设备，喷出压力和喷嘴孔径应与涂料的粘度相适应，确保涂层均匀、平整、光滑，喷涂施工应符合行业标准《高压无气喷涂典型工艺》（JB/T 9188）的要求。涂层之间的重涂间隔应参照使用说明书及现场气温确定，重涂间隔应符合规定的要求。
第一道涂层封闭漆施工后，如有可见的混凝土表面气孔、缺陷等，应使用环氧腻子修补平整，确保涂层的光滑连续。腻子应与涂层层面结合良好，既能与结构物基面牢固地粘合，又能和涂层很好地相容。
涂装应在无雨的天气进行，同时空气相对湿度应在85%以下，基材表面温度应高于露点温度至少3摄氏度。涂装过程应做好施工记录。
使用完的涂料空桶应保留，按监理工程师的要求核对并妥善处置。
四、 结语
建筑于海洋环境影响中的钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁, 由于环境介质中的氯离子渗入、气体渗入，造成混凝土保护层顺筋胀裂，是影响桥梁耐久性的主要灾害。112线高速—海滨大道大神堂西互通立交采用高性能的防腐涂层设计，对混凝土防腐效果显著。
1、工程地理位置及主要工程内容
112线高速—海滨大道大神堂西互通立交位于天津市汉沽区境内，国道112线高速公路与海滨大道相交处，两线位成T型交叉。海滨大道为双向六车道高速公路标准，净空5.0米。大神堂西互通立交根据路线需要，桥梁设置包括A线桥、B线桥和D线桥。A线桥根据路线走向需要上跨海滨大道后并入海滨大道；D线桥根据路线走向需要先上跨A线桥，然后上跨海滨大道后并入国道112线。立交桥梁面积27769.3平米。
大桥混凝土结构表面涂层防腐蚀范围包括：承台、桥墩、箱梁、装饰块和防撞护栏底座等。涂层系统由底层、中间层和面层组成，面层涂料颜色暂定为海灰色，色号B05。
2、环境气候
大神堂西互通立交桥桥址区位于中纬度欧亚大陆东岸， 面对太平洋，季风环流影响显著，冬季受蒙古冷高气压控制，盛行偏北风；夏季受西太洋副热带高气压左右， 多偏南风。天津气候属暖温带半湿润大陆季风型气候，有明显由陆到海的过渡特点：四季明显，长短不一；降水不多，分配不均；季风显著，日照较足；地处滨海，大陆性强。年平均气温大致在11.1~12.3℃。7月最热，月平均气温可达25.6~26.4℃；1月最冷，月平均气温为-3.90~-5.70℃。年平均降水量为550～680毫米,夏季降水量约占全年降水量的80％。
年平均日照时数2731.9h，年平均日照率为47~50%。
桥址位于滨海平原地区，母质多为浅海沉积物，属盐碱化土壤，主要由亚粘土组成，黄灰色、含云母、有机质、碎贝壳，软塑~可塑，中~高压缩性；含有多层软土夹层，灰色、含云母、有机质、贝壳碎片，流塑状态，高压缩性。
本区段地表水主要为盐池。浅层地下水主要是第四系孔隙潜水，受到降水及海水补给。据钻探显示静止地下水位埋深大致在0.5~3.50米，相当于标高1.98~-0.45米。本区段地下水对混凝土结构表现为严重腐蚀性，应采取特种防护措施。
二、抗腐原理
1、造成混凝土被腐蚀的因素
所谓腐蚀是指材料在周围环境介质作用下遭到破坏或质量下降的现象或过程，既可以指明显的破坏，也可以指不明显的恶化现象。混凝土的腐蚀是一个非常复杂的不均相反应过程，其机理主要是化学反应，即混凝土和周围环境介质发生化学作用而产生的腐蚀（在和酸特别是无机酸接触时表现为强烈的反应，大多数时候表现为缓慢的恶化），但出于混凝土中的钢筋腐蚀则以电化学为主。混凝土的腐蚀因素主要有以下几个方面。
⑴、大气中的二氧化碳：
空气中的CO2可导致混凝土碳化。混凝土中水泥水化所生成的Ca（OH）2与潮湿空气中的CO2反应产生CaCO3结晶，碳化会使混凝土的pH值降低，导致其中性化，破坏钢筋表面的钝化膜，使钢筋失去防锈性。混凝土恶化的初始阶段没有显著的材料弱化和结构功能退化现象，但某些保护层有可能别侵蚀介质破坏。其后将出现主动性的损坏和加快发展的趋势。混凝土的碳化分两步：其一是扩散到混凝土的内部孔隙，其二是与混凝土中的物质发生反应。
⑵、冻融循环
由于混凝土固有的含水和湿气渗透性，在环境温度降到冰点以下时，其中的水分结成冰由液相转化为固相，体积膨胀约10%。体积增大会在混凝土中产生膨胀压力的由于混凝土自身相对较低的抗张强度，内压将导致其出现裂纹、散裂。当冰融化时，膨胀压释放，混凝土内部就会相对疏松，如此反复作用，裂纹会不断向周围扩展，混凝土强度不断遭到破坏。
⑶、盐溶液的渗透
混凝土的多孔结构不仅可以吸附湿气，也可以吸附各种气体和化学晶，此时混凝土内产生膨胀应力，导致其散裂；当混凝土回到潮湿环境中时，结晶盐不会溶解、渗透，混凝土中的盐分随环境的变化结晶、溶解反复循环。有些盐分会对其中的钢筋造成腐蚀，有些盐分（如硫酸盐）会和水泥的水化产物进一步反应产生钙矾石结晶，在混凝土内部产生结晶应力，情况严重时可导致混凝土开裂甚至崩溃。因此盐溶液的渗透对混凝土而言是致命的。
⑷、两个特别的环境
对于工业环境和海洋环境来说，混凝土不仅要遭受以上腐蚀因素的侵害，还要受到工业环境和海洋环境特殊的腐蚀因素的制约。
工业环境：工业环境指的是工业过程造成的腐蚀性环境，通常这些腐蚀物有无机酸、某些有机酸、各种硫酸盐溶液、各种氨混合物溶液、氧化物、糖、硝酸盐等。除此之外，还包括大气中的各种腐蚀物质。
海洋环境：海洋环境的破坏表现突出的是盐离子的渗透。海水中含盐量约3.3%~3.8，其中有大量氯離子和硫酸盐。这些物质渗入混凝土中，腐蚀混凝土中的水泥石。
2、抗腐原理
本工程选用硅烷做为防腐涂料，由于该涂料内含碱金属Na+、K+和碱土金属Ca2+,这几种碱金属都有遇水能和其它阳离子交换的特性，所以在空气中水分的作用下，将汽车尾气中的有害气体能转换成无机盐类，无机胶结材料与非金属天然矿物产生反映，生成了憎水物质CaSiO4,涂膜有明显的憎水现象，具有防腐防水的功能。同时可有效防止基材因渗水、日照、酸雨和海水的侵蚀而对混凝土及内部钢筋结构的腐蚀、风化、污染等，用于建筑水泥混凝土表面，提高建筑物使用寿命，美化环境。
三、施工技术要求
1、涂层配套
混凝土表面涂层系统应由底层、中间层和面层等配套涂料涂膜组成，选用的配套涂料之间应具有良好的相容性，面层涂料应具有良好的保色、保光性能，同时应具有良好的重涂性能。混凝土涂层设计总干膜平均厚度350µm。
2、混凝土表面处理
施工前应对混凝土宜采用高压水（压力不小于20MPa）清洁，或者使用各种动力打磨工具等方法，彻底除去混凝土表面上的不牢灰浆、尖角、碎屑、海生物、苔藓、油污等污染物及其它松散附着物；必要时可用适当溶剂抹除油污。
清理后的混凝土表面，应用饮用水冲洗干净，混凝土表面应无油污等影响涂层质量的物质，并用改性环氧腻子修补平整。
饮用水冲洗后残留在混凝土表面上的水珠、水迹可用棉布、海绵等吸湿工具抹去，然后待混凝土自然风干，或用压缩空气吹干，涂装前的混凝土表面应干燥，混凝土表面的含水量不宜大于6%。
在混凝土涂层上涂装下一道涂层前，应对上一道涂层进行表面清洁，应使用饮用水彻底除去涂层上的盐分、泥尘、油污等污染物，可用清洁剂清除油污。如上一道涂层太光滑影响下一道涂层的粘结强度，应对上一道涂层进行打磨处理。
3、涂装施工
不得随意变更确定的涂料品种及其生产厂牌号，当特殊情况需要变更时，变更方案不得降低设计使用年限要求，并应经过监理工程师和业主批准后方可实施。涂料及稀释剂必须有产品出厂合格证书，且应在有效期内使用。涂料稀释剂的添加量不应超过说明书规定的最大用量。涂料的使用应按产品说明书的方法进行。应采用高压无气喷涂施工。当条件不允许时，可采用刷涂或滚涂，但应由监理工程师批准，施工工艺应符合相应规范要求。
针对混凝土构件情况，应设计适用于混凝土表面处理、涂装及质量检查的工作平台，并安全、牢固、移动和拆装方便。应充分考虑桥上风力对涂装的不利影响。
按生产厂规定的比例混合涂料，一套涂料混合好后，必须在规定的混合使用期内用完。因各种原因超过了混合使用期的涂料不得继续使用于本工程。
使用机械式搅拌器搅拌涂料，并保证有足够的搅拌时间，确保涂料完全搅拌均匀。
使用大流量高比率的高压无气喷涂设备，喷出压力和喷嘴孔径应与涂料的粘度相适应，确保涂层均匀、平整、光滑，喷涂施工应符合行业标准《高压无气喷涂典型工艺》（JB/T 9188）的要求。涂层之间的重涂间隔应参照使用说明书及现场气温确定，重涂间隔应符合规定的要求。
第一道涂层封闭漆施工后，如有可见的混凝土表面气孔、缺陷等，应使用环氧腻子修补平整，确保涂层的光滑连续。腻子应与涂层层面结合良好，既能与结构物基面牢固地粘合，又能和涂层很好地相容。
涂装应在无雨的天气进行，同时空气相对湿度应在85%以下，基材表面温度应高于露点温度至少3摄氏度。涂装过程应做好施工记录。
使用完的涂料空桶应保留，按监理工程师的要求核对并妥善处置。
四、 结语
建筑于海洋环境影响中的钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁, 由于环境介质中的氯离子渗入、气体渗入，造成混凝土保护层顺筋胀裂，是影响桥梁耐久性的主要灾害。112线高速—海滨大道大神堂西互通立交采用高性能的防腐涂层设计，对混凝土防腐效果显著。