環(huán)氧樹脂涂層鋼筋在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

摘要：介紹了環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的制作工藝及技術(shù)要求，比較了涂層鋼筋與普通鋼筋的性能差異，指出了涂層鋼筋的適用范圍以及施工注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹脂涂層鋼筋，橋梁結(jié)構(gòu)，鋼筋防銹

中圖分類號(hào)：U444

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0·前言

鋼筋是橋梁結(jié)構(gòu)中不可缺少的建筑材料。在沿海橋梁、跨海橋梁等設(shè)施中，鋼筋混凝土中不可避免的會(huì)出現(xiàn)一些縫隙或空隙，當(dāng)受到鹽水或酸雨等侵蝕時(shí)會(huì)引起鋼筋混凝土的鋼筋銹蝕。國(guó)內(nèi)外因鋼材腐蝕引起的橋梁結(jié)構(gòu)破壞造成的損失十分驚人。國(guó)際上為解決這一問題研究了多種方法，其中采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋是一種較為有效的防止鋼筋銹蝕的措施。即使在鹽透入混凝土的惡劣情況下，由于涂層在鋼筋表面形成了電絕緣層，可保護(hù)鋼筋免受氯離子的侵蝕。涂層鋼筋具有極佳的化學(xué)抗腐蝕性能，形成后的涂層與金屬粘著力高、干縮小、延性大，能有效阻隔侵蝕物質(zhì)，可延長(zhǎng)建筑物的使用壽命達(dá)50年以上，避免因維修或拆除造成的諸多不便和昂貴的成本，所以自20世紀(jì)70年代在美國(guó)首次使用以來，在美國(guó)、日本、歐洲及遠(yuǎn)東、中東等國(guó)家和地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，而在我國(guó)自20世紀(jì)90年代才開始起步。

1·涂層鋼筋制作工藝及技術(shù)要求

1.1涂層制作材料及方法

涂層材料有粉末環(huán)氧樹脂和液體環(huán)氧樹脂兩種，其主要原料包括環(huán)氧樹脂、增塑劑、固化劑和耐堿顏料等。環(huán)氧樹脂不與酸、堿發(fā)生反應(yīng)，具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)還具有延性大、干縮小，與金屬表面有極佳的粘結(jié)性的特點(diǎn)，因而是在金屬表面制作防腐保護(hù)膜的理想材料。液體環(huán)氧樹脂涂裝方法有涂刷法、噴涂法和浸涂法；粉末環(huán)氧樹脂涂裝方法有靜電噴涂法、粉末浴法和靜電粉末浴法。環(huán)氧樹脂粉末靜電噴涂方法具有適用性廣、易于操作等特點(diǎn)，且涂層耐蝕性優(yōu)于其它涂裝方法，因而采用較廣泛。其原理為將帶電的環(huán)氧樹脂粉末顆粒噴涂在業(yè)已加熱的鋼筋表面，粉末遇熱熔化，并很快固化，冷卻后便形成十分牢固地粘著在鋼筋表面的連續(xù)涂層。

1.2靜電噴涂法的涂裝工藝

采用環(huán)氧樹脂粉末以靜電噴涂方法制作涂層的工藝流程如下：

鋼筋預(yù)處理-鋼筋通過感應(yīng)加熱爐預(yù)熱-靜電噴涂-高溫固化-質(zhì)量檢測(cè)-合格出廠。

1.3對(duì)涂層的技術(shù)要求

涂層材料應(yīng)對(duì)化學(xué)腐蝕、熱濕環(huán)境腐蝕、陰極剝離、氯化物的滲透等具有足夠的抵抗力，涂層鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度不應(yīng)低于普通鋼筋的80%,涂層還應(yīng)具有一定的可彎性、耐磨性及抗沖擊性等。

涂層材料要保證涂層的厚度、連續(xù)性和可彎性，一般以這三項(xiàng)指標(biāo)作為判定涂層制作質(zhì)量的依據(jù)：涂層厚度是判定涂層質(zhì)量的基本指標(biāo)；通常以涂層鋼筋在每米長(zhǎng)度上的平均微孔個(gè)數(shù)作為衡量涂層連續(xù)性的指標(biāo)。涂層上一般存在著肉眼看不到的微孔，只能通過專門儀器檢測(cè)出來，微孔處一般是涂層鋼筋最早出現(xiàn)銹蝕的地方，因此對(duì)其數(shù)量必須嚴(yán)加限制；涂層的可彎性是衡量涂層與鋼筋本體粘結(jié)性的重要指標(biāo)，也是保證涂層鋼筋日后進(jìn)行加工的必要條件。這三項(xiàng)指標(biāo)之間有一定的相關(guān)關(guān)系：涂層加厚，微孔數(shù)量將減少，但涂層的可彎性將變差；涂層變薄，涂層的可彎性會(huì)好一些，而微孔數(shù)量將增加。因此，涂層鋼筋的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)必須根據(jù)鋼筋用途和工程要求，符合有關(guān)規(guī)定。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO14654、美國(guó)ASTMA775M-95a、英國(guó)BS7295:1992等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)涂層鋼筋的技術(shù)指標(biāo)作出了具體規(guī)定。

2·涂層鋼筋與普通鋼筋的性能區(qū)別

2.1粘結(jié)性能

涂層的使用會(huì)對(duì)鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能造成一定的不利影響。國(guó)外學(xué)者對(duì)帶肋鋼筋、帶彎鉤鋼筋等采用涂層后與混凝土的粘結(jié)錨固性能及搭接性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，所做試驗(yàn)主要有梁端拔出、梁中鋼筋搭接性能及徐變等。

試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)帶肋鋼筋和帶彎鉤鋼筋采用環(huán)氧樹脂涂層后其粘結(jié)錨固性能及搭接性能均有所降低。涂層鋼筋和普通鋼筋與混凝土的相對(duì)粘結(jié)錨固強(qiáng)度約為0.85,相對(duì)搭接強(qiáng)度約為0.82.

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO14654、美國(guó)ASTMA775M-95a等規(guī)定涂層鋼筋與普通鋼筋的相對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度平均≮85%.

日本在《使用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)施工指南》中規(guī)定涂層鋼筋與混凝土的容許粘結(jié)強(qiáng)度取普通鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的80%,涂層鋼筋與混凝土的容許搭接應(yīng)力亦取普通鋼筋與混凝土搭接應(yīng)力的80%.

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