湾跨海大桥混凝土涂层防腐蚀技术文件讲解.docx
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湾跨海大桥混凝土涂层防腐蚀技术文件讲解
杭州湾跨海大桥混凝土涂层防腐蚀技术文件
CorrosionPreventionSpecialTechnicalSpecification
forConcreteCoatingofHangzhouBayBridge
杭州湾大桥工程指挥部
中交公路规划设计院
中铁大桥勘测设计院
2006年1月
目录
1工程概况1
1.1概述1
1.2环境气候1
1.3水文数据1
1.4水质数据3
2编制依据4
3基本规定4
4表湿区涂层5
4.1涂料5
4.2涂层配套6
4.3混凝土表面处理6
4.4涂装施工7
4.5涂装小区试验7
4.6施工质量控制与检查8
5表干区涂层9
5.1涂料9
5.2涂层配套10
5.3混凝土表面处理11
5.4涂装施工11
5.5涂装小区试验12
5.6施工质量控制与检查13
6索塔区涂层14
6.1涂料14
6.2涂层配套15
6.3混凝土表面处理15
6.4涂装施工16
6.5涂装小区试验16
6.6施工质量控制与检查17
7涂料与涂装检测18
7.1涂料检测18
7.2涂装检测19
8涂层验收20
1工程概况
1.1概述
杭州湾跨海大桥位于杭州湾中部，连接杭州湾两岸的慈溪和乍浦，全长36km，是目前世界上在建和已建的最长的跨海大桥。
大桥混凝土结构表面涂层防腐蚀范围包括：
表湿区的承台、桥墩和索塔的下部；表干区的桥墩和索塔上部、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。
1.2环境气候
杭州湾跨海大桥桥址区属典型的亚热带季风湿润气候区，季风显著，四季分明。
常年平均气温16℃左右，7月最高，平均27.4℃~28.7℃，1月最低，平均3.2℃~4.9℃，年温差为22.9℃~24.9℃，历史极端最高气温35.9℃~39.0℃，最低－6.6℃~－9.3℃。
年平均日照时数2038h，年平均日照率为47~50%。
雨量充足，年平均降水量1200~1300mm，实测最大年降水量1821.3mm，多年平均蒸发量961.4mm，平均相对湿度为81%~82%。
平均年径流总量5.122亿m3，降水高峰月为9月，平均占年降水量14％，无霜期257d。
冬季盛行西北至北风，夏季盛行东到东南风，全年以东风为主，年平均风速2.3~7.3m/s，年平均大风日数9.6d，最大风速为32~42m/s。
夏秋间多热带风暴。
境内灾害性气候以水、旱、风、潮为主，另有气温异常等。
杭州湾地区土壤为典型的组合型平原土壤，滨海平原地区，母质均为海积物，自海边向内依次有盐土、潮土、水稻土3个土类，颗粒匀细，质地均一，粉砂含量高，含可溶性盐类，呈中性至微碱性。
杭州湾地区海域水层浅薄，海水咸度低于外海，含沙量高且变幅大。
海岸地貌形态变化和泥沙搬运的主动力为潮汐和潮流。
1.3水文数据
1.3.1潮汐特征
外海潮波传入杭州湾，受到喇叭口平面外形的压缩以及水深变浅底摩擦效应作用，潮波逐渐由前进波变为驻波性质，日、夜潮不等现象明显，属浅海半日潮海区。
常设潮位站的潮汐特征值如表1.3.1。
1.3.2桥位处设计潮位
桥位位于乍浦上游6.0km。
桥位设计潮位如表1.3.2所示。
杭州湾常设潮位站潮汐特征值表1.3.1
站名
项目
北岸
南岸
澉浦
乍浦
金山咀
芦潮港
海王山
镇海
最高潮位（m）
6.56
5.54
4.98
4.09
3.72
3.38
发生日期（y.m.d）
1997.8.19
1997.8.19
1997.8.19
1997.8.19
1997.8.19
1997.8.19
最低潮位（m）
-4.36
-4.01
-3.37
-2.84
-2.39
-2.04
发生日期（y.m.d）
1951.8.22
1930.9.24
1969.4.5
1980.10.25
1980.10.25
1952.1.26
最大潮差（m）
8.93
7.57
6.34
5.10
4.26
3.67
发生日期（y.m.d）
1951.8.20
1962.8.2
1989.10.16
1987.8.11
1974.8.20
1981.10.16
平均高潮位（m）
3.05
2.52
2.16
1.89
1.45
1.11
平均低潮位（m）
-2.56
-2.12
-1.80
-1.38
-1.08
-0.66
平均潮差（m）
5.61
4.65
3.93
3.19
2.53
1.76
平均涨潮历时（h:
min）
5:
28
5:
27
5:
27
5:
29
5:
56
6:
18
平均落潮历时（h:
min）
6:
57
6:
59
7:
01
6:
57
6:
29
6:
07
统计年年限
1951~1999
1930~1999
1952~1998
1978~1998
1972~1981
1951~1997
桥位北岸设计潮位表1.3.2
频率P（%）
站名
0.33
1
2
5
备注
乍浦站
6.10
5.75
5.50
5.25
考虑人类活动影响
设计高潮位（m）
6.15
5.80
5.55
5.30
建议采用
设计低潮位（m）
/
-3.58
-3.56
/
建议采用
1.3.3原形水文特征值
工可阶段对原形水文的观测在桥位断面进行，原形水文观测的结果见表1.3.3。
原型水文测验项目特征值统计表1.3.3
项目
桥位
潮汐
最高潮位（m）
3.68
最低潮位（m）
-3.00
最大潮差（m）
6.68
平均潮差（m）
5.30
涨潮历时（h:
min）
5:
25
落潮历时（h:
min）
6:
59
潮流
潮讯
大
中
小
涨潮最大流速（m/s）
4.25
3.82
2.26
落潮最大流速（m/s）
3.96
2.71
1.67
垂向平均涨潮最大流速（m/s）
3.77
3.32
2.03
垂向平均落潮最大流速（m/s）
3.41
2.00
1.55
涨潮流历时（h:
min）
5:
43
落潮流历时（h:
min）
6:
40
泥沙
最高含沙量（kg/m3）
9.605
最低含沙量（kg/m3）
0.041
平均含沙量（kg/m3）
1.249
盐度
最高盐度
12.394
最低盐度
8.982
平均盐度
10.787
1.4水质数据
杭州湾海水水质见表1.4。
杭州湾海水水质表表1.4
pH值
6.94～8.12
固体总量（以CaCO3计）
2000～2500mg/L
Ca硬度
300～325mg/L
Cl-
5602～5864mg/L（夏季）
Cl-
8220mg/L（冬季）
Fe
35～90mg/L
化学耗氧量
1.3～6.0mg/L
有机质
0.18%～0.79%
亚硝酸盐氮（NO2-N）
0.001～0.015mg/L
硝酸盐氮（NO3-N）
0.515～1.990mg/L
悬浮物
100mg/L
含盐量
1.36%
Na+
4143mg/L
电阻率
62.2Ω·cm
石油类浓度
0.022～0.048mg/L
活性磷酸盐浓度
0.015～0.070mg/L
无机氮浓度
0.523～2.006mg/L
溶解氧浓度
6.21～8.89mg/L
总氮
0.044%～0.181%
氨氮（NH-N）
0.002～0.037mg/L
2编制依据
杭州湾跨海大桥混凝土涂层防腐蚀除应符合本技术文件的规定外，尚应符合下列标准，被本技术文件引用的这些标准，可构成本技术文件的条文。
本技术文件有关条文若与所列标准要求不一致时，应取用本技术文件的相应条文。
（1）《杭州湾跨海大桥专用施工技术规范》（2005年）；
（2）行业标准《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）；
（4）国家标准《漆膜颜色标准》（GB/T3181-1995）；
（5）国家标准《涂料粘度测定法》（GB/T1723-93）；
（6）国家标准《涂料固体含量测定法》（GB1725-79）；
（7）国家标准《色漆和清漆—密度的测定》（GB6750-86）；
（8）国家标准《涂料细度测定法》（GB1724-79）；
（9）国家标准《涂料使用量测定法》（GB1758-79）；
（10）国家标准《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》（GB1728-79）；
（11）国家标准《漆膜附着力测定法》（GB1720-79）；
（12）国家标准《漆膜柔韧性测定法》（GB/T1731-93）；
（13）国家标准《漆膜硬度测定法-摆杆阻尼试验》（GB/T1730-93）；
（14）国家标准《漆膜耐冲击测定法》（GB/T1732-93）；
（15）国家标准《漆膜耐磨性测定法》（GB1768-79）；
（16）国家标准《色漆和清漆—人工气候老化和人工辐射暴露（滤过的氙弧辐射）》（GB/T1865-1997）；
（17）行业标准《溶剂可溶物氟含量的测定方法》（HG/T3792）（送审稿）；
（18）行业标准《高压无气喷涂典型工艺》（JB/T9188-1999）；
（19）国家标准《漆膜厚度测定法》（GB/T1764-79）；
（20）香港政府《混凝土保护性涂层样板规范》（1994年7月第一版）；
3基本规定
3.1大桥混凝土结构涂层系统设计使用年限，不应少于20年。
3.2涂层涂装的范围按表3.2划分为表湿区、表干区、索塔区。
涂层涂装范围的划分表3.2
名称
工程部位
表干区
预制箱梁，现浇箱梁，桥墩（含南航道桥过渡墩、辅助墩墩座）
表湿区
海上和滩涂区承台，预制墩湿接头
索塔区
主塔、塔座
3.3当采用涂层保护时，混凝土结构应满足下列要求：
3.3.1混凝土的龄期不应少于28d，并应通过验收合格。
如混凝土的龄期少于28d需要涂装时，需通过试验确定。
3.3.2混凝土表面存在的因设计要求和施工需要设置的各种预埋件，由土建承包单位按有关规定在涂装前28天处理完毕。
3.3.3混凝土表面存在的裂缝、缺陷等，由土建承包单位按《杭州湾跨海大桥专用施工技术规范》附录：
L“杭州湾跨海大桥混凝土裂缝及缺陷修补技术规程”的规定在涂装施工前28天完成修补工作。
在涂装施工中对混凝土表面处理后发现的裂缝和缺陷，由涂装承建单位按上述规程进行修补。
3.3.4因施工原因存在于混凝土表面层的金属焊渣、绑扎铁丝头、铁钉头等应清除干净，涂装施工单位应使用环氧腻子修补平整。
4表湿区涂层
4.1涂料
4.1.1表湿区混凝土表面常处于潮湿状态，特别是处于水位变动区的墩台混凝土，混凝土露出水面可涂装的时间短，采用的涂料应具有湿固化和快固结的性能。
4.1.2涂料供应商供应的产品，其涂料性能应满足表4.1.2-1的要求，涂层性能应满足表4.1.2-2的要求。
涂料性能要求表4.1.2-1
检验项目
标准
检验依据
颜色
满足标准色卡要求
国家标准《漆膜颜色标准》（GB/T3181-1995）
主漆粘度（s）
符合产品规定要求
国家标准《涂料粘度测定法》（GB/T1723-93）
固体含量（%）
符合产品规定要求
国家标准《涂料固体含量测定法》（GB1725-79）
密度（g/ml）
符合产品规定要求
国家标准《色漆和清漆—密度的测定》（GB6750-86）
遮盖力（g/m2）
符合产品规定要求
国家标准《涂料遮盖力测定法》（GB1726-79）
干燥时间（25℃）
符合产品规定要求
国家标准《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》
（GB1728-79）
流挂性
符合产品规定要求
国家标准《色漆流挂性的测定》（GB9264-88）
流平性
符合产品规定要求
国家标准《涂料流平性测定法》（GB1750-79）
涂料的红外光谱分析
符合产品规定要求
参照香港《混凝土保护性涂层样板规范》涂料质量控制规定
涂料的高温分解气相色谱分析
符合产品规定要求
参照香港《混凝土保护性涂层样板规范》涂料质量控制规定
涂料在450℃的含灰量（%）
符合产品规定要求
参照香港《混凝土保护性涂层样板规范》涂料质量控制规定
面漆细度（μm）
≤50
国家标准《涂料细度测定法》（GB1724-79）
附着力（级）
≤2
国家标准《漆膜附着力测定法》（GB1720-79）
冲击强度（cm）
≥50
国家标准《漆膜耐冲击测定法》（GB/T1732-93）
中间漆和面漆的
耐磨性（g）（1kg·500r）
≤0.05
国家标准《漆膜耐磨性测定法》（GB1768-79）
涂层性能要求4.1.2-2
项目
试验条件
标准
涂层外观
涂层标准养护后
涂层均匀、无色差、无流挂、无斑点、不起泡、不龟裂、不剥落等
涂层耐老化性
涂层耐老化试验1000h
不粉化、不起泡、不龟裂、不剥落
涂层耐碱性
耐碱试验30d
不起泡、不龟裂、不剥落
涂层抗氯离子渗透性
活动涂层片抗氯离子的渗透性试验30d
氯离子穿过涂层片的渗透量在5.0×10-3mg/cm2d以下
涂层与潮湿混凝土表面的粘结强度
涂层标准养护后
不小于1.5MPa
注：
1.涂层性能试验按涂层系统设计的底层＋中间层＋面层复合涂层组成。
2.涂层的耐老化性系采用涂装过的尺寸为70mm×70mm×20mm的砂浆试件，按现行国家标准《色漆和清漆—人工气候老化和人工辐射暴露（滤过的氙弧辐射）》（GB/T1865-1997）测定；
3.涂层的耐碱性、涂层抗氯离子渗透性、涂层与混凝土表面的粘结强度，按现行行业标准《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）附录C的混凝土涂层试验方法测定。
4.2涂层配套
4.2.1表湿区混凝土涂层系统应由底层、中间层和面层配套涂料涂膜组成，涂料应具有湿固化性能，选用的配套涂料之间应具有良好的相容性。
4.2.2表湿区混凝土涂层设计总干膜平均厚度为400µm。
涂层系统配套应符合表4.2.2的规定。
表湿区混凝土表面涂层配套表4.2.2
涂层名称
配套涂料名称
涂层干膜平均厚度（µm）
底层
湿固化环氧树脂封闭漆
见附注
中间层
湿固化环氧树脂漆
310（见附注）
面层
聚氨脂面漆
90
涂层总干膜平均厚度
400
注：
底层干膜平均厚度不大于50µm，底层和中间层干膜总平均厚度为310µm。
4.3混凝土表面处理
4.3.1涂装前表湿区的混凝土表面应符合第3.3条的规定要求。
4.3.2表湿区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。
4.3.3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，并用湿固化改性环氧腻子修补平整。
4.3.4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，或用压缩空气吹干，涂装前的混凝土表面应无明显的流水、渗水现象，尽量使混凝土表面处于表干状态。
4.3.5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面上的盐分、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毛处理。
4.4涂装施工
4.4.1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。
4.4.2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。
4.4.3各种涂料的使用应按产品说明书的方法进行。
4.4.4涂装方法应根据涂料的物理性能、施工条件、涂装要求和被涂构件的情况进行选择，并制定切实可行的施工流程和涂装施工工艺。
4.4.5表湿区混凝土受海水浸泡的时间长，可涂装作业的时间较短、海上作业条件较差，应采用高压无气喷涂方法施工。
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。
4.4.6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。
工作平台应安全、牢固、可移动和拆装方便。
4.4.7应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。
4.4.8应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。
4.4.9涂料稀释剂的添加量不应超过说明书规定的最大用量。
4.4.10应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。
喷涂施工应符合现行行业标准《高压无气喷涂典型工艺》（JB/T9188）的要求。
4.4.11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。
4.4.12第一道封闭漆施工后，如有可见的混凝土表面气孔、缺陷等，应使用湿固化改性环氧腻子修补平整，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。
4.4.13涂装应在无雨的天气进行。
涂装过程应做好施工记录。
4.4.14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。
4.5涂装小区试验
4.5.1正式涂装前应在表湿区选不少于20m2面积试验区进行涂装小区试验。
小区试验整个过程应记录存档，并可使用照像或录像方式辅助记录。
小区试验经评定合格后，作为表湿区混凝土构件确认涂装材料、制定材料定额、确定损耗系数及制定涂装工艺的依据，报请监理工程师批准后执行。
4.5.2小区试验使用的每种涂料应取不少于8kg的样品进行相关性能的检验，同时应留置检测样品，涂料的检测结果应存档。
4.5.3应使用涂装施工使用的机械设备、机具和工艺进行混凝土表面处理，混凝土表面处理应满足第4.3条的规定要求。
4.5.4应使用涂装施工使用的喷涂设备和工艺进行涂层施工，涂装施工应满足第4.4条的规定要求。
4.5.5涂装前的混凝土表面应保持表湿状态，以满足表湿区混凝土构件在较为严酷的环境中能够施工并符合质量要求。
4.5.6应测定各层涂料耗用量（kg/m2），并与涂料理论用量比较，计算涂料损耗系数。
4.5.7应测定各道涂层的湿膜厚度和干膜厚度。
涂层经7d自然养护后，用无损混凝土表面涂层测厚仪，随机在涂层上测定涂层系统的干膜厚度，测点总数应不少于30点。
以30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。
4.5.8涂层系统的平均干膜厚度应不小于400µm，最小干膜厚度应不小于300µm。
4.5.9涂层经7d自然养护后，在试验小区的上、中、下3个部位，每个部位3个测点，用拉脱式涂层粘结力测试仪，测定涂层系统的粘结强度。
以9个测点的粘结强度算术平均值代表涂层系统的粘结强度代表值。
涂层系统的粘结强度代表值应不小于1.5MPa，最小粘结强度测点值应不小于1.2MPa。
4.5.10涂层粘结强度测定后，应立即观察铝合金铆钉头型圆盘座的底面粘结物的情况，如果底面有75%以上的面积粘附着涂层或混凝土等物体，则试验数据有效。
4.5.11如果底面少于75%的面积粘附着涂层或混凝土等物体，而且粘结强度小于1.5MPa，则可在该测点的附近涂层面上重做粘结强度检测。
4.5.12小区试验的各种记录，包括混凝土表面处理、涂料品种、各层涂料耗用量（kg/m2）、每道涂层湿膜和干膜厚度、涂层与潮湿混凝土表面粘结强度、涂装施工的照像或录像资料等，均应记录归档，并作为表湿区混凝土构件涂层防腐施工的依据。
4.5.13当按第4.5.10条进行的涂装试验涂层的粘结强度不能达到1.5MPa时，应按该条的要求，另找不少于40m2面积试验区重做涂装试验。
如仍不合格，应重新做表湿区混凝土涂层配套设计和试验。
4.6施工质量控制与检查
4.6.1施工过程中，应对每一道工序包括混凝土表面处理、各道涂层施工等进行认真检查并通过验收。
4.6.2应按设计要求的涂装道数和涂膜厚度进行施工，随时用湿膜厚度规检查涂层湿膜厚度，以控制涂层的最终厚度及其均匀性。
4.6.3涂装过程中应随时注意涂层湿膜的表面状况，当发现漏涂、流挂、变色、针孔、裂纹等情况时，应及时进行修复处理。
4.6.4每道涂装施工前应对上道涂层进行检查，上道涂层检查合格后才能进行下一道涂层施工。
4.6.5涂装后应进行涂层外观目视检查。
涂层表面应厚度和色泽均匀、无气泡、无针孔、裂缝等缺陷。
4.6.6表湿区涂层应在无流水、水珠、水迹的状态下进行施工。
及时清理、清洁因潮水涨落、浪溅而受污染的混凝土表面。
4.6.7应根据涂料固化时间、潮水涨落时间合理安排施工，确保涂装后的涂层在被潮水淹没前有一定程度的固化，以抵抗水流的冲刷、浪击。
4.6.8涂装现场温度、环境和相对湿度，必须满足涂料适应的范围条件下才能进行施工，并做好涂装环境条件的记录。
4.6.9涂装完成后7d，应进行涂层干膜厚度测定。
抽样按第7.1条规定执行，以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。
4.6.10涂层系统干膜平均厚度应不小于400µm，干膜最小厚度应不小于300µm。
当不符合上述要求时，应根据情况进行局部或全面补涂，直至达到要求的规定厚度。
4.6.11涂层系统应记录干膜厚度的最大值、最小值和平均值。
4.6.12涂装完成后7d，应使用拉脱式涂层粘结强度测定仪测定涂层系统的粘结强度。
抽样按第7.1条执行，以测点的粘结强度算术平均值代表涂层系统的粘结强度代表值。
涂层系统的粘结强度代表值应不小于1.5MPa，最小粘结强度测点值应不小于1.2MPa。
4.6.13涂层粘结强度测定结果，应按第4.5.10条、第4.5.11条的方法评定。
4.6.14当按第4.6.12条进行的涂层粘结强度不能达到1.5MPa时，可在原检测点附近涂层面上，按加倍测点数量重做涂层粘结强度检测。
如仍不合格，涂装施工应返工。
4.6.15涂层粘结强度测定完成后，用相同的涂层系统配套修补测点位置破损的涂层。
5表干区涂层
5.1涂料
5.1.1表干区混凝土涂层，防腐蚀涂料除了应具有较强的防腐蚀性能和耐候性外，还应具有优异的装饰性能，保光、保色性能好，涂层承受构件变形的能力强。
5.1.2涂料供应商供应的产品，其涂料性能应满足表5.1.2-1的要求，涂层性能应满足表5.1.2-2的要求。
涂料性能要求表5.1.2-1
检验项目
标准
检验依据
颜色
满足标准色卡要求
国家标准《漆膜颜色标准》（GB/T3181-1995）
主漆粘度（s）
符合产品规定要求
国家标准
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