聚脲产品在桥梁中的应用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,目录,桥梁建设的发展趋势,桥梁涂料及涂装技术发展历程,桥梁涂料发展的特点,聚脲在桥梁中的应用,目录桥梁建设的发展趋势,1,桥梁建设的发展趋势,经过改革开放后30年的发展，我国桥梁建设在材料规范、设计理念和工业化制造方面均达到了世界桥梁行业排名的制高点。根据2010年国际桥梁与结构工程协会的统计，11种类型共111座桥梁排名中，我国桥梁就有48座，占比43%。世界10大跨海大桥中，我国占4席（见表1）。,桥梁建设的发展趋势经过改革开放后30年的发展，我国桥梁建设在,2,近3年来，在国家新一轮基础建设计划实施下，我国桥梁工程建设又,进入了一个高速发展的春天。据统计，至2011年底，我国公路桥梁,达到70万座，2986万m，比2010年增加8%；我国现有主跨200m以,上的桥梁达200多座。其中包括了铁路、公路大桥（包括钢结构、混,凝土大桥）。,桥梁建设的发展趋势,桥梁建设的发展趋势,3,桥梁建设的发展趋势,排位第一的港珠澳大桥是世界最长跨海大桥，可抗,8,级地震，,16,级大风，用钢量约,50,万,t,，相当于,11,个,“,鸟巢,”,的用钢量，钢结构使用寿命达,120a,外电评论：中国桥梁界仅用,20,年就完成了欧洲几十年的发展业绩。今后的,20,年，中国桥梁建设市场无疑将是令人羡慕的大舞台。,桥梁建设的发展趋势,4,产品可靠性由固有可靠性和使用可靠性组成。,固有可靠性：,是产品在设计、制造中赋予的，是 产品的一种固有特性，也是产品的开发者可以控制的,使用可靠性：,产品在实际使用过程中表现出的一种性能的保持能力的特性，除考虑固有可靠性的影响因素外，还考虑产品安装、操作使用和维修保障等方面因素的影响,固有可靠性高，使用条件好的产品可靠性较高,产品可靠性近似为二者乘积,一、可靠性定义与指标,产品可靠性由固有可靠性和使用可靠性组成。一、可靠性定义与指标,5,维修性：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复执行规定状态的能力,维修性是产品质量的一种特性，即由产品设计赋予的使其维修简便、迅速和经济的固有特性,保障性：系统（装备）的设计特性和计划的保障资源满足平时和战时使用要求的能力,与装备保障有关的设计特性充足和适 用程度,保障资源的充足和适 用程度,维修性：产品在规定的条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法,6,可用性：在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下和规定的时刻或时间区间内处于可执行规定功能状态的能力。,产品可靠性、维修性和维修保障的综合反映,可靠性是从延长其正常工作时间来提高 产品可用性，而维修性则是从缩短因维修的停机时间来提高可用性,可信性：集合性术语，用来表示可用性及其影响因素：可靠性、维修性、维修保障,可信性的定性和定量具体要求是通过可用性、可靠性、维修 性、维修保障的定性和定量要求表达的,可用性：在要求的外部资源得到保证的前提下，产品在规定的条件下,7,桥梁涂料及涂装技术发展历程,我国桥梁涂料及涂装技术的发展经历了以下,3,个阶段：,第一，起步阶段（,19561979,年）：当时，铁道科学院联合国内天津灯,塔油漆厂等涂料厂开发研制桥梁涂料，用在武汉长江大桥、南京长江大,桥上。涂料类型为红丹防锈底漆、醇酸面漆，以及少量的酚醛漆、聚氨,酯漆等。,第二，发展阶段（,19811999,年）：上海开林造漆厂等开发研制出以环,氧富锌底漆、环氧云铁中层漆和氯化橡胶面漆为主的桥梁配套涂料，用,在上海南浦、杨浦、徐浦大桥上，为我国桥梁重防腐涂料的发展作出了,良好的开端。,第三，迅速发展阶段（,2000,年,至今）：,21,世纪初，,Hempel,、,IP,Kansai,、,Sigma,等跨国涂料公司以独资或合资方式纷纷在中国建厂，将,先进的桥梁涂料及涂装技术带入中国，促进了我国桥梁涂料的飞速发,展，使我国桥梁涂料不仅在用量上达到最高峰，而且桥梁涂料及其配套,的技术先进性也达到了世界领先的阶段。具体实例如下：,桥梁涂料及涂装技术发展历程我国桥梁涂料及涂装技术的发展经历了,8,桥梁涂料及涂装技术发展历程,（,1,）聚硅氧烷面漆。阿克苏诺贝尔（苏州）工业油漆公司及佐敦（张家,港）油漆公司的高性能聚硅氧烷面漆分别成功用于重庆菜园大坝大桥和,朝天门大桥上。当时采用的配套方案为：无机硅酸锌底漆,+,环氧云铁中层,漆,+,聚硅氧烷面漆，特别在涂装工艺上取得了显著成果。,桥梁涂料及涂装技术发展历程,9,桥梁涂料及涂装技术发展历程,（2）,北京航材百幕新材料技术工程股份有限公司开发的防腐涂料新品种与桥梁应用业绩(见表3)。,桥梁涂料及涂装技术发展历程（2）北京航材百幕新材料技术工程股,10,桥梁涂料及涂装技术发展历程,（,3,）中远关西涂料公司开发的桥梁重防腐涂料，配套涂层的防腐性优,异，近年来已为以下,100,万,t,钢结构完成供货：四渡河特大桥、大宁河特,大桥、南京大胜关长江大桥、青岛海湾大桥、甬江明洲大桥、姚江湾头,大桥。,2010,年下半年，中远关西又承接了武汉二七长江大桥和安庆长江,大桥的桥梁涂料供货。,桥梁涂料及涂装技术发展历程,11,桥梁涂料发展的特点,桥梁涂料归属于重防腐涂料。重防腐涂料配套涂层应具有以下特性：能在苛刻的条件下长期使用；附着力好，专业功能强；可实现厚膜化喷涂；施工条件优异。,在桥梁工业迅速发展的推动下，我国桥梁涂料产量攀升，发展势头强劲。2010年，我国涂料总产量超过900万t（t位居世界第1），其中工业防腐涂料240万t，占27%，重防腐涂料132万t，占55%，桥梁防腐涂料19万t，占15%。,桥梁涂料发展的特点 桥梁涂料归属于重防腐涂料。重防腐涂料配,12,桥梁涂料继船舶和石化行业之后，在重防腐涂料份额中位居第3。根据美国麦德华咨询公司的调查，20072010年我国桥梁涂料产量及增速(见表4)。,桥梁涂料发展的特点,桥梁涂料继船舶和石化行业之后，在重防腐涂料份额中位居第3。根,13,聚脲在桥梁中的应用,我国桥梁防护工程现状及面临的主要问题,1、微裂缝,钢筋混凝土桥梁在施工及使用过程中，由于受使用材料、环境和温度,应力、干燥收缩、养护条件等因素影响，不可避免地导致混凝土产生,裂缝，使得侵蚀介质容易由表及里侵入结构内部，从而加剧了桥梁结,构的破坏。,2、耐久性,对于重大桥梁工程，处于恶劣服役环境中的同时要满足高达100年之,久的设计使用年限。问题解决不善不仅会造成巨大的经济耗费，严重,时，还可能造成安全事故。据最新报道，美国的年腐蚀损失达3000亿,美元，占GDP的4.2%，仅就桥梁而言，美国60万座桥中，一半以上,出现腐蚀破坏，40%承载力不足，其修复费超过2000亿美元，是这些,桥初建费用的4倍。,聚脲在桥梁中的应用 我国桥梁防护工程现状及面临的主要问题,14,聚脲在桥梁中的应用,我国桥梁工程耐久性问题也不容乐观。近几年对沿海的潍坊、东营、滨,州、烟台等城市近100座桥梁的调查，大部分在使用5-8年后即出现严重,的破坏，有的已倒塌重建。1997年北京市市政工程设计研究总院对北京,市城市立交桥梁耐久性进行普查发现：钢筋锈蚀造成桥梁混凝土破坏有,普遍性。北京西直门立交桥使用仅19年，就因使用化冰盐导致钢筋锈蚀，,而使结构破坏不得不报废重建。,聚脲在桥梁中的应用我国桥梁工程耐久性问题也不容乐观。近几年对,15,聚脲在桥梁中的应用,如何提高重大桥梁工程的使用年限,1、采用高性能高耐久性建造材料。,此种方法能够从一定程度上提高新建结构的耐久性，但是根据目前的调查,情况此种方法无法保证大型桥梁结构在长期服役过程中达到50年甚至100,年使用年限的要求。,2、以涂装防护的形式将其与周围腐蚀介质隔离开来，以保护其不受侵蚀。,此种方法无论是应用于新建桥梁工程的耐久性设计还是在现役桥梁的防护,修复都具有很好的灵活性，应用广泛。但桥梁结构用涂层防护材料也存在,很多问题，包括脆性大、耐介质性差、施工难度大、环保性差等，这些问,题造成了涂层防护失效快、耐久性差、施工推广难等问题。,桥梁工程特别是重大桥梁工程急需一种新型涂层材料对结构进行防,护，兼具优异防护性能、耐久性、施工性及环保性。,聚脲在桥梁中的应用如何提高重大桥梁工程的使用年限,16,根据我国桥梁工程的实际情况，新造桥梁一般采用以下3种配套方法：,（1）混凝土结构：封闭漆：环氧封闭漆或硅烷浸渍剂；中层漆：环氧,中层漆；面漆：大气环境下，丙烯酸聚氨酯面漆，氟碳面漆，聚硅氧烷,面漆；飞溅区或干湿交替区：环氧类面漆等。,典型的工程案例有舟山至宁波大陆连岛工程之一西堠门大桥的混凝土结,构，采用中远关西（上海）涂料公司的配套涂料：该工程涂装面积2万，,于2009年3月完工。成功应用相似配套涂料的桥梁还有杭州湾跨海大桥、,青岛海湾大桥、黄河大桥等。,聚脲在桥梁中的应用,根据我国桥梁工程的实际情况，新造桥梁一般采用以下3种配套方法,17,聚脲在桥梁中的应用,（2）钢结构：全部采用重防腐涂料配套。底漆：无机富锌底漆，水性无,机富锌底漆，环氧富锌底漆；中间漆：环氧云铁中间漆，环氧磷酸锌中,间漆；面漆：丙烯酸聚氨酯面漆，氟碳面漆，聚硅氧烷面漆。全部采用,重防腐涂料配套的钢结构大桥有南浦大桥、润扬大桥、苏通大桥、菜园,坝大桥、香港昂船洲大桥等。值得一提的是，钢箱内侧、风嘴等部位，,均采用配套涂料防腐的方法。,（3）钢结构：底涂采用电弧喷锌、铝、锌铝合金、锌镁合金。配套涂料,大多为环氧专用封闭漆；环氧云铁中层漆；丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面,漆、聚硅氧烷面漆。厦漳大桥就采用了此配套方案，该配套涂料方案还,成功应用于香港青马大桥、舟山桃夭门大桥、武汉军山大桥、粤海铁路,栈桥、武汉阳逻大桥等。,据不完全统计，采用电弧喷涂锌、铝、锌铝合金、铝镁合金等作重,防腐涂料底层的防腐方法，占桥梁钢结构防腐的35%。,聚脲在桥梁中的应用（2）钢结构：全部采用重防腐涂料配套。底漆,18,纯聚脲技术简介及其技术优势,喷涂聚脲弹性体的性能特点有：,（1）优异的物理化性能,：如拉伸强度、伸长率、柔韧性、耐磨性、,耐老,化，防腐蚀；,（2）良好的热稳定性：可在120下长期使用，可承受150的短时热,冲击；,（3）施工性好：使用成套设备喷涂施工、快速固化，5s凝胶，1min可,达步行强度，效率极高；,（4）环保性：100%固含量，不含任何挥发性有机物；,（5）无毒性：在水溶液中无溶出性有害物质，不污染环境。,聚脲在桥梁中的应用,纯聚脲技术简介及其技术优势聚脲在桥梁中的应用,19,纯聚脲技术应用于重大桥梁工程超长寿命防护的优越性,低吸水性：,桥梁工程常处于水环境中，腐蚀破坏主要是由于外部侵蚀性介质渗入混,凝土结构内部，使得处于钝化态的钢筋产生锈蚀，钢筋锈蚀产物引起混,凝土保护层的胀裂和剥落，使得更多的腐蚀介质渗透到混凝土深部的钢,筋，引起混凝土结构裂缝和强度降低。涂层防护技术是在结构表面形成,一层致密的防水层，以隔断或阻止腐蚀介质的侵入。涂层的吸水性越低，,阻断腐蚀介质的能力越强，对结构的防护功能越好。青岛理工大学功能,材料研究所对此作了大量研究。48h海水介质吸水率实验表明，纯聚脲,涂层混凝土试件的吸水率仅为0.037%，并显著低于以封闭性能著称的环,氧涂层的吸水率，在酸碱加速腐蚀条件下，纯聚脲涂层则表现出更为明,显的优势。,聚脲在桥梁中的应用,纯聚脲技术应用于重大桥梁工程超长寿命防护的优越性聚脲在桥梁中,20,高附着力：,作为涂层防护材料，与基材的附着能力是实现其防护功能的首要前提。,结构服役环境对涂层附着力影响很大，比如海洋环境下的混凝土会经受,盐雾腐蚀、冻融循环、干湿交替、温度交变或腐蚀介质侵蚀等，这对涂,层与基材的粘接性能提出了更高的要求。分别对纯聚脲涂层混凝土和环,氧涂层混凝土进行经海水浸泡、干湿循环、盐雾老化和冻融循环60d后,的附着力测试试验，实验结果如下表所示：,聚脲在桥梁中的应用,高附着力：聚脲在桥梁中的应用,21,从上表中的对比数据可以看出：聚脲涂层本身具有很高的附着力