1、 青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范1青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范Corrosion Prevention Special Technical Specificationfor Concrete Coating of Qingdao Bay Bridge山东高速集团青岛高速公路有限公司二 OO 七年十二月青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范- 0 -目 录1 工程概况 .11.1 概述 .1 1.2 环境气候 .11.3 水文数据 .1 1.4 水质数据 .21.5 腐蚀环境 .32 编制依据 .53 基本规定 .64 表湿区涂层配套设计 .64.1 涂
2、层体系设计 .64.2 涂料性能要求 .75 表干区涂层配套设计 .95.1 涂层体系设计 .95.2 涂料性能要求 .96 涂层涂装施工 .116.1 混凝土表面处理 .116.2 涂装施工 .116.3 涂装小区试验 .127 施工质量控制与检查 .138 检测与验收 .158.1 涂料质量检测 .158.2 涂层验收 .169 管理及维修 .1810 安全、卫生和环境保护 .1810.1 安全、卫生 .1810.2 环境保护 .19青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范- 1 -1 工程概况1.1 概述 青岛海湾大桥位于胶州湾北部，是青岛市交通规划中东西岸跨海通道的“一路、一桥、
3、一隧” 中的一桥，是青岛市道路交通网络布局中胶州湾东西岸跨海通道的重要组成部分，也是山东省“五纵四横一环” 公路网主框架的重要组成部分。青岛海湾大桥横跨胶州湾海域，大桥起于青岛侧胶州湾高速李村河大桥北 200m处，设计终于黄道侧胶州湾高速东 1km 处，中间设立红岛互通。主线全长约28.057km，其中跨海大桥长 25.171km，是我国规模最大的海湾大桥之一。1.2 环境气候 青岛海湾大桥处于胶州湾畔，濒临黄海，属季风气候区，气候季节变化明显。冬半年（10 月至第二年的 3 月）呈现大陆性气候特点，干燥、低温；夏半年（4 月至 9 月）受到东南季风影响，空气潮湿，雨量充沛，日间温差小，呈现典
4、型的海洋性气候特征。青岛常年平均气温 12左右， 7 月平均温度为 24.2，1 月平均温度为-0.5，年历史最高温度为 38.9，历史最低温度为 -14.3，年最高温度大于32的平均天数为 2.8 天。终年多东南和西北两个风向，并以偏东南风为全年主导风向，年平均风速 4.9m/s。拟建工程区一年四季均有灾害性天气发生，主要灾害性天气有大风、冰雹、干旱、台风、寒潮、霜冻、浓雾、高温、暴雨等。胶州湾在一般年份，12 月下旬开始结冰，2 月中旬消失，一般说来，1 月上旬至 2 月上旬为胶州湾的重冰期。青岛的年平均天然冻融循环次数为 47 次。1.3 水文数据 1.3.1 海湾特征胶州湾东西宽 27
5、.8km，南北长 33.3km，湾口开口向东南，口门最窄处为3.1km，岸线长 187km，海湾面积 382km2，其中 0m 以下深面积为 256km2，5m以下深面积 98km2，10m 以下深面积 49.94km2，海湾平均深度约为 7.0m，最大水深 64m。胶州湾以团岛和黄岛的黄山嘴连线为界，分为内湾和外湾，属于半封闭型强潮海湾。青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范- 2 -1.3.2 潮汐特征胶州湾属规则半日潮类型，两次高潮的高度基本一致，但低潮有日不等现象，两次低潮的高度略有差异。潮汐周期约为 12 小时 25 分，涨潮时间相对较短，落潮时间相对较长，两者相差 1 小时
6、 10 分钟左右。详见表 1.3-1。青岛港与红岛潮汐特征值 表 1.3-1潮位特征 青岛港（多年统计） 红岛港（1 月统计） 青岛港（1 月统计）平均海平面（m） 0 0.19 0.22最高潮位（m） 3.09 2.69 2.65最低潮位（m） -3.12 -2.26 -2.13平均高潮位（m） 1.39 1.72 1.70平均低潮位（m） -1.40 -1.37 -1.29平均潮差（m） 2.78 3.10 2.99最大潮差（m） 4.75 4.68 4.49平均涨潮历时 5h39min平均落潮历时 6h46min1.3.3 设计水位依据本工程所在红岛海区一个月的潮位资料，根据青岛港 30
7、 年的年最高、最低潮位资料来确定不同重现期年极值高、低水位。详见表 1.3-2。工程区设计潮位计算 表 1.3-2重现期（a. ）项 目 高程 项 目20 50 100 300设计高水位（m） 1.96m 极端高潮位（m） 3.04 3.20 3.33 3.54设计低水位（m） -2.16m 极端低潮位（m） -3.20 -3.34 -3.44 -3.611.4 水质数据 初勘胶州湾内海水水质见表 1.4-1。胶州湾海水水质表 表 1.4-1 项 目 初勘胶州湾内 mg/LMg2+ 1109.61231.2Cl- 17680.717725.0SO42- 2317.42965.9HCO3 137
8、.3152.6青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范- 3 -含盐度 29.432.91.5 腐蚀环境青岛海湾大桥工程处于强腐蚀海洋大气环境与海水腐蚀环境，对应大桥混凝土结构腐蚀等级划分如下表 1.5-1：混凝土结构腐蚀等级 表 1.5-1环境类别作用等级 环境分区 工程部位程度描述D轻度盐雾区(离平均水位15m 以上的海上大气区，及离涨潮岸线 100m 以上的陆上环境)引桥陆上部分墩柱箱梁、塔柱上部、海中及滩涂区墩柱上部、箱梁严重E大气区 重度盐雾区(离平均水位15m 以下的海上大气区，离涨潮岸线 100m 内的陆上环境)海中及滩涂区墩柱下部、塔柱下部（5.91m15m或箱梁顶面）
9、（1）很严重D 土中区 引桥桩基及土中承台、海中桩基泥下区 严重D 水下区 海中桩基（-3.16m 以下至泥面） 严重近海或海洋腐蚀环境E 潮汐区和浪溅区 海中承台、墩柱下部 (-2.405.91m) （2） 很严重注：（1）由表 1.3-1，平均水位取值为 0m。（2）潮汐区的底标高按公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范计算为平均低潮位以下 1m。资料显示青岛平均低潮位为-1.40m，红岛平均低潮位为-1.37m，这里取值-1.40m，故潮汐区底标高为：-2.40m 。（3）表中区域高程取值见表 1.5-2，按海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 （JTJ 275-2000） 。混凝土结构腐蚀区域高
10、程划分 表 1.5-2掩护条件 划分类别 大气区 浪溅区 水位变动区 水下区设计高水位加（0+1.0m）以上大气区下界至设计高水位减0 之间浪溅区下界至设计低水位减1.0m 之间水位变动区以下无掩护条件按港工设计水位5.91m -0.99m5.91m -0.99m-3.16m -3.16m注：（1）采用在设计潮位情况下 100 年一遇设计波要素计算给出的 H1%（波列累积频率为 1%的波高）波峰面高度数据中的最大值，0=2.95m（红岛，S ） 。（2）设计高水位和设计低水位分别为 1.96m，-2.16m。青岛海湾大桥工程的海上段桩基采用了钢护筒保护，因此对于本工程承台及承台以上部位的腐蚀环
11、境处于严重和很严重部位的可以涂装的混凝土结构，采用混凝土表面涂层防腐的附加防腐蚀措施。青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范- 4 -处于海洋环境中的混凝土结构，由于钢筋腐蚀，引起混凝土结构过早破坏已成为全世界普遍关注并日益突出的一大灾害，国际上已经将钢筋锈蚀列为混凝土结构破坏的最重要原因。国内外海工混凝土结构的使用情况反映，处于浪溅区混凝土结构中的钢筋腐蚀是最严重的。因此，在设计海工混凝土结构时应根据所处的环境，考虑不同的防腐蚀措施。在海工混凝土表面采用涂层防腐，可以有效阻隔氯盐渗入混凝土中，避免钢筋周围的氯离子浓度达到腐蚀的临界状态。同时，表面涂层还可以阻隔氧气、水分、二氧化碳等有
12、害介质渗入混凝土中，提高混凝土的电阻率，降低钢筋腐蚀的速率，防止混凝土碳化，美观装饰等作用。总之，混凝土表面涂层可以防止混凝土中钢筋锈蚀，提高海工混凝土结构耐久年限，是一种经济、简便且行之有效的措施。青岛海湾大桥工程是国家重点工程，设计使用寿命为 100 年。在配制海工高性能混凝土、使用透水模板等措施的基础上，对混凝土结构采用表面涂层进行保护，可以起到叠加保护的效果，提高混凝土结构的耐久性，达到设计使用年限的要求。青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范52 编制依据青岛海湾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
13、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） 青岛海湾大桥桥梁混凝土结构耐久性设计方案 ；（2）行业标准海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范 （JTJ 275-2000 ） ； （3）行业标准公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 （JTG/T B07-012006） ；（4）行业标准混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件 （JT/T 6952007） ；（5）国家标准漆膜颜色标准 （GB/T 3181-1995） ；（6）国家标准涂料粘度测定法 （GB/T 1723-93） ；（7）国家标准涂料固体含量测定法 （GB 1725-79） ；（8）国家标准涂料细度测定法
14、（GB 1724-79） ；（9）国家标准色漆和清漆 密度的测定 （GB 6750-86 ） ；（11）国家标准漆膜、腻子膜干燥时间测定法 （GB 1728-79 ） ；（12）国家标准漆膜附着力测定法 （GB 1720-79） ；（13）国家标准漆膜柔韧性测定法 （GB/T 1731-93） ；（14）国家标准漆膜耐冲击测定法 （GB/T 1732-93） ； （15）国家标准漆膜耐磨性测定法 （GB 1768-79） ；（16）国家标准漆膜耐水性测定法 （GB 1733-93） ；（17）国家标准涂层附着力的测定法 拉开法 （GB 5210-85 ） ；（18）国家标准色漆和清漆 耐液体介
15、质的测定 （GB 9274-88 ） ；（19）国家标准色漆和清漆 漆膜厚度的测定 （GB/T 13452.4-92） ；（20） 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/T 1865-1997） ；（21）国家标准涂装作业安全规程 涂漆工艺安全及其通风净化 （GB 6514-1995） ；（22）国家标准涂装作业安全规程 安全管理通则 （GB 7691-2003 ） ；（23）国家标准涂装作业安全规程 涂漆前处理工艺安全及其通风净化（GB 7692-1999） ；（24）国家标准建筑防腐蚀工程施工及验收规范 （GB 50212-2002 ） ；（25）行业标
16、准交联型氟树脂涂料 （HG/T 3792-2005） ；（26）行业标准高压无气喷涂典型工艺 （JB/T 9188-1999） 。青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范63 基本规定3.1 大桥混凝土结构涂层系统设计防腐年限为长效型（H ） ，20 年。3.2 涂层涂装的范围按表 3.2-1 划分为表干区、表湿区。涂层涂装范围的划分 表 3.2-1名称 区域 工 程 部 位表干区 大气区(6.0m 以上) 箱梁，墩柱上部，塔柱上部表湿区 潮汐区、水位变动区 (-2.406.0m) 海中和滩涂区承台，墩柱下部，塔柱下部注：（1）上表中的表湿、表干区的划分是按标高区域进行。（2）表湿区与表
17、干区的分界计算为标高 5.91 m，这里取 6.0m 便于施工操作。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，需通过试验论证确定。3.3.2 混凝土表面存在的裂缝、缺陷等，应使用与涂层系统相容的材料修补平整，具体要求应符合青岛海湾大桥土建施工技术规范及相关规定。3.3.3 混凝土表面存在的因设计要求设置的金属预埋件，其裸露面必须进行防腐蚀处理，其范围为从伸入混凝土内 100mm 处起至露出混凝土外的所有表面。防腐蚀处理方法可采用涂层保护。3.3.4 混凝土表面存在的所有非设计要求设置的外
18、露铁件，如钢筋头、钢板、型钢等，均应凿除铁件周围混凝土达到不少于 60mm 深度，清洗干净后用不低于原有混凝土强度等级的水泥砂浆修补平整。水泥砂浆应使用经监理工程师认可的养护剂养护。3.3.5 因施工原因存在于混凝土表面层的金属焊渣、绑扎铁丝头等应清除干净，当影响混凝土表面的平整度时，宜使用聚合物水泥砂浆或环氧腻子修补平整，平整度应符合青岛海湾大桥土建施工技术规范及相关规定。4 表湿区涂层配套设计4.1 涂层体系设计4.1.1 本工程对处于表湿区的构件进行涂层防腐涂装时，处于水位变动区的承台拟采用围堰法隔开海水进行施工，涂装施工的环境相对较好。由于水位变动区及浪溅区的构件仍处于浪花飞溅、潮湿度
19、比较高的状态，这里设计采用湿表面固化涂层配套，利于保证和增强表湿区防腐涂层的防腐效果。青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范74.1.2 表湿区混凝土的防腐涂层封闭底层应具有对潮湿混凝土基面良好的润湿、渗透、附着力，涂层系统应由底层、中间层和面层配套涂料涂膜组成，中间漆具有良好的屏蔽性能，面漆具有相应的耐候性。所选用的涂料应具有湿固化性能，配套的涂料之间应具有良好的相容性。4.1.3 表湿区混凝土涂层设计总干膜平均厚度为 390m（使用丙烯酸聚氨脂面漆），或 370m（使用氟碳面漆） 。涂层系统配套应符合表 4.1-1 的规定。表湿区混凝土表面涂层配套 表 4.1-1涂层名称 配套涂料
20、名称 涂层干膜平均厚度（m）底 层 湿固化环氧树脂封闭漆 不计厚度，但需50中间层 湿固化环氧树脂中间漆 300面 层 丙烯酸聚氨脂面漆/氟碳面漆 90/70涂层总干膜平均厚度 390/3704.2 涂料性能要求4.2.1 表湿区混凝土表面常处于浪花飞溅、潮湿水气状态，采用的涂料应具有湿固化和快固结的性能。4.2.2 涂料性能应满足表 4.2 -1 的规定要求；涂层性能应满足表 4.2-2 的要求，其中丙烯酸聚氨脂面漆和氟碳面漆尚应满足表 4.2-3 的规定要求。表湿区涂料性能要求 表 4.2-1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/T 3181-199
21、5）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/T 1723-93）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 （GB 1725-79 ）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 （GB 6750-86）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（GB 1728-79）附着力（级） 2 国家标准漆膜附着力测定法 （GB 1720-79 ）冲击强度(cm) 50 国家标准漆膜耐冲击测定法 （GB/T 1732-93）耐磨性(g) (1kg500r) 0.05 国家标准漆膜耐磨性测定法 （GB 1768-79
22、 ）青岛海湾大桥混凝土涂层防腐蚀设计与施工技术规范8表湿区涂层性能要求 表 4.2-2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、不剥落等耐盐水性耐化学品性能涂层耐老化性涂层耐碱性3000 h不起泡、不剥落、不粉化、允许 2 级变色和 2 级失光。耐化学品性能 72 h 不起泡、不剥落、不粉化、允许 2 级变色和 2 级失光。涂层耐老化性 涂层耐老化试验 1000h 不粉化、不起泡、不剥落、允许 2 级变色和 2 级失光。涂层耐碱性 耐碱试验 30d 不起泡、不开裂、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
23、片的渗透量在 1.010-3mg/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 70mm70mm20mm 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/T 1865-1997）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耐盐水性、耐化学品性能按国家标准色漆和清漆 耐液体介质的测定
24、（GB/T 9274）的规定检测。丙烯酸聚氨酯面漆和氟碳面漆 表 4.2-3技术指标检验项目 计量单位 丙烯酸聚氨酯面漆 氟碳面漆 试验方法颜色和外观 满足标准色卡要求，漆膜平整 GB/T 3181-1995固体含量 % 55 GB 1725-79表干 h 2干燥时间(25) 实干 h 24 GB 1728-79面漆细度 m 35 GB 1724-79柔韧性 mm 1 GB/T 1731附着力（拉开法） MPa 6 GB/T 5210冲击强度 cm 50 GB/T 1732-93耐磨性(1kg500r) g 0.05 GB 1768-79耐酸性，10%H2SO4 h耐碱性，10%NaOH h240h 漆膜无异常 GB/T 9274可溶物氟含量 20 HG/T 3792
