MS密封剂在钢结构桥梁防护中的应用

MS密封剂在钢结构桥梁防护中的应用

孟凡浩

江苏中矿大正表面工程技术有限公司

摘要：钢结构桥梁大多处在跨越江河湖海的自然环境下, 长期暴露在风雨、潮湿或被污染的环境中, 承受动载和静载。既有应力腐蚀、疲劳腐蚀, 又有金属腐蚀, 桥梁钢结构件很容易遭受腐蚀破坏, 一旦这些钢结构系统发生腐蚀破坏, 后果不堪设想。国内外均有桥梁钢结构腐蚀引起的安全事故, 损失非常惨重。为了保证钢结构桥梁的长期安全运行, 必须对钢结构桥梁进行防护。

关键词：MS密封剂；钢结构桥梁防护；

在交通荷载、长期风吹日晒雨淋等自然气候因素的影响下，已经完工并投入使用的桥梁会受到破坏，导致产生老化、破损等病害问题，使得正常使用的桥梁伸缩缝功能受到严重影响。在现今不断发展的科技水平下，填充物质有着较多的选择，可以选取各种新型的具有较好防水、防腐、减震性能的密封材料。

一、MS 密封剂概况及性能特点

1.MS密封剂概况。MS 密封剂, 全称为有机硅改性聚醚密封剂, 作为高性能的弹性密封剂,MS 密封剂拥有良好的施工性、可涂性和无污染性, 产品可满足多种市场需求。其优异性能很受市场欢迎, 经过多年发展, MS 密封剂在日本建筑市场已占有绝对的主导地位, 在欧美等发达国家也占有相当大的市场份额。MS 密封剂在我国尚处于初始发展阶段, 国内已有少数企业进行MS 密封剂的技术引进、研发、生产及工程应用。

2.MS 密封剂性能特点。MS 密封剂在结构继承了端硅烷基结构和主链聚醚键结构的特点;性能上综合了聚氨酯密封剂及硅酮密封剂的优点。MS 密封剂是利用空气中水汽的作用, 使链端具有-Si(OR), 或-SiR(O R)-结构的硅烷化聚合物发生链端水解而交联成具有Si-O -Si 网状结构的弹性体, 达到密封和粘接的效

果,MS 密封剂与传统密封剂的力学性能相比, 拉伸强度与180 度剥离强度高于其他传统密封剂, 扯断伸长率高于硅酮密封剂及聚硫密封剂, 接近于聚氨酯密封剂。MS 密封剂不含游离的异氰酸根, 不含溶剂, 在贮存和使用中没有毒害, 符合环保要求, 且对石材、水泥、钢铁等建材无腐蚀性;MS 预聚体分子链中不饱和键含量极低, 具有良好的耐候性和耐老化性, 耐气候变化和UV 辐射, 户外使用不需要涂清漆。户外使用数年未见表面裂口、裂纹或变色现象。MS 预聚体分子含有硅氧链段, 主链为化学性能稳定的聚醚, 赋予密封剂良好的耐防冻液、耐柴油、耐汽车润滑油等性能。MS 密封剂中含有硅烷氧基的端基, 可与多种材料表面的羟基反应水解成硅羟基, 这种化学键会使其对多种材料产生优异的粘接性, 对多数建筑材料如花岗岩、石材、玻璃、混凝土和金属等, 均能实现稳定粘接。而且MS 密封剂无需底涂可直接实现粘结密封, 简化施工工艺, 节约工程成本。

二、MS密封剂在钢结构桥梁防护中的应用

1.MS密封剂在悬索桥主缆上的应用。悬索桥主缆由预制平行钢丝索股组成, 为主承重构件, 由于悬索桥长期暴露在腐蚀空气中, 太阳光紫外线、热辐射及空气中杂质、烟尘、表面沉积物等联合作用的影响, 使外层非金属防护材料的分子键发生裂解、分解, 引起外层材料失效, 从而使空气中的水分、氧气和腐蚀介质能够进入主缆内部, 直接腐蚀主缆。因此必须对主缆进行特殊防护。国内典型的悬索桥主缆防腐蚀技术为:以热镀锌钢丝做索, 紧缆, 安装索夹, 在主缆上涂覆防腐腻子, 缠绕钢丝, 在缠绕钢丝外涂覆聚硫密封剂, 最后涂装外层涂料。其中, 涂覆聚硫密封剂的作用主要是防水密封, 在外层涂料被破坏的情况下, 阻止空气中的水及其他腐蚀介质进入主缆内部。同时, 聚硫密封剂具有一定的弹性, 能够承受住车辆运行引起的主缆振动、钢丝热胀冷缩引起的主缆形变。所以该密封层对整个主缆防护系统具有举足轻重的作用。部分钢结构不需要承重, 所以采取点焊、半焊或不焊的连接方式, 这样既节省能耗又可以释放钢箱梁热胀冷缩时产生的应力。传统涂料防护方式无法对此类钢结构缝隙实现有效保护, 在江河海洋等恶劣的腐蚀环境下, 此类钢结构缝隙非常容易生锈, 引起腐蚀, 威胁桥梁的安全并影响桥梁的整体外观。将弹性性能优异、粘结范围广泛、耐候性好的MS 密封剂用于填补这些钢结构缝隙, 既不影响桥梁钢结构应力的释放, 又能有效防护钢结构, 此外, MS 密封剂上还可以直接涂刷外层涂料, 美化钢结构桥梁的整体外观。

2.MS 密封剂在桥梁栏杆系统防护中的应用。许多钢结构桥梁都地处腐蚀性强的城市大气、工业大气及海洋大气中, 钢结构栏杆能否有效防护直接关系着栏杆的稳固及桥梁整体环境的美观。当前, 栏杆防护技术相对比较成熟, 目前工序一般为除锈、电弧喷涂、涂漆, 但是目前对于栏杆附属结构的防护并未得到重视, 例如栏杆伸缩缝处直接用腻子堵塞, 一般在1 ～ 3 年内, 腻子即干裂脱落, 栏杆伸缩缝直接暴露在腐蚀大气中;栏杆底座及螺栓仅仅使用涂料涂刷, 往往在1 年内螺栓即发生锈蚀。在桥梁栏杆的伸缩缝处使用MS 密封剂来堵塞, 一方面可以防水, 另一方面MS密封剂具有相当好的弹性及粘结力, 不会随桥梁钢结构的热胀冷缩而开裂脱落, 另外MS 密封剂的抗老化性能优良, 可以保证长久的防腐效果。使用MS 密封剂密封栏杆的底座与混凝土连接处, 可以防止雨水及腐蚀介质进入栏杆底座, 腐蚀底座的钢结构。在螺栓及螺帽连接处使用少量的低粘度MS密封剂密封, 再刷涂面漆, 既美观又能防止雨水及腐蚀介质进入螺栓连接处, 腐蚀螺栓。

3.防护涂层及接缝密封技术方案。防护涂层施工前必须彻底清除保护层混凝土的浮浆、粉化层及剥离、酥松部分，做好基面裂缝等缺陷修补，做好转角部位及混凝土接缝的密封施工。防护涂层的基本构成为封闭漆+ 底面漆+ 表面漆。涂层厚度，其中封闭漆无厚度要求，底面漆的干膜厚度，表面漆的干膜厚度保护层混凝土强度C20，清理后平整、密实、无麻面时可直接进行防护涂层施工。保护层混凝土强度C20，清理后基面存在不平整( 如麻面) 或潮湿时，应先施工找平层，再进行防护涂层施工。找平层由水性环氧和水泥配合而成，主要起封孔、找平及对基面水分的封闭作用，与混凝土基面( 含潮湿基面) 及封闭漆具有良好的附着力。保护层混凝土强度在应先施工补强层，再进行防护涂层施工。补强层由高渗透性树脂渗入混凝土中构成，渗入深度≥2 mm，主要起补强作用，与混凝土基面及封闭漆具有良好的附着力，补强层也可采用聚合物改性水泥砂浆。保护层混凝土中存在裂缝时应修补后再进行防护涂层施工。裂缝宽度＜0.2 mm 时可采用柔性环氧注浆胶进行刷涂，让浆液自然渗入裂缝中，至裂缝不再吸收浆液为止; 裂缝宽度≥0.2mm时则先沿裂缝切出V 形槽，然后用聚合物砂浆堵塞修补。保护层混凝土局部出现严重开裂、掉块、强度应彻底清理，重新施工，再进行防护涂层施工。保护层混凝土与底座板、防撞墙转角部位及混凝土接缝处理应先清除原封堵材料，再进行密封胶和防护涂层施工。基本达到了阻止纤维混凝土保护层继续粉化、掉块的目的，有效减少了维修工作量。

由于桥梁长期运营将会导致桥梁出现老化、破损等问题，需要对其采取加固处理。桥梁伸缩缝中选取具有较高弹性、稳定性、黏结性以及较好的抗水损、耐老化性能的聚氨酯密封胶材料，能够通过不变形、不下沉的密封材料进行解决。

参考文献：

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