防腐工程专家关于沿海大型桥涵的斜向型索的防腐程序研讨
防腐工程专家指出彩色高密度聚乙烯彩色高密度聚乙烯护套双层共挤拉索是在1995年开发的<2>。实践中,对拉索外层的彩色高密度聚乙烯材料进行了不断地改进和提高。对南京长江三桥拟选用的彩色高密度聚乙烯材料进行了一系列试验,其中包括:(1)着色剂的耐迁移性试验。耐迁移性试验结果表明,选用的着色剂在白色PVC试样上不沾色,说明其不迁移。
(2)热稳定性试验。拉索用彩色HDPE护套料,需在高温下进行成型加工。为使选用的着色剂在较高的温度成型时能稳定保持鲜艳的颜色,需进行耐热稳定性试验。选用的着色剂在240℃下1h后,仍能保持鲜艳的颜色,能满足使用需要。
(3)色牢度试验。在表征护套料的颜色稳定性时,由于高分子材料在此方面无相关标准可查,因而等效采用GB8427-87《纺织品耐光色牢度试验方法》来测试护套料颜色的稳定性<4>。该方法将试样与国际标准蓝色羊毛在一定条件下经氙灯辐射后进行灰度比较得到色牢度级数,最高为8级。经试验几个色系护套料色牢度均达到8级。
(4)人工日光老化试验。对彩色高密度聚乙烯材料进行了类似黑色HDPE的5040h的人工日光老化试验。经过5个周期的人工日光老化试验,彩色高密度聚乙烯材料的抗拉强度和断裂伸长率老化后变化率都在20%之内。
(5)HDPE护层的盐雾试验。为满足生产工艺的需要,还进行了工艺试验并制作了试验索。对拉索HDPE护层进行了3000h的盐雾试验,试验依据ASTMB117-90<5>和PTI的有关规定进行,条件相当苛刻。
结果表明,选用的拉索护套完全能防止临海自然气候对拉索内部钢丝的腐蚀,证明制索工艺的成熟可靠。选用的彩色HDPE适合南京长江第三大桥的地理环境条件,在15a内无明显褪色,正常使用在吸取国外索结构体系优点的基础上,国内已开发出在平行钢丝拉索内填充防腐油脂或其他类似化合物的新型拉索(复合防腐型平行钢丝拉索)<627>,能较好地解决当前拉索存在的防腐问题,其结构如。
针对南京长江第三大桥,选用填充油性蜡的方案,该油性蜡由微晶蜡和油脂混合而成,有较好的抗老化性能、良好的化学安定性、防锈防腐性、耐水性和耐高温性。该油性蜡性能为:外观黏稠(肉眼观察),颜色棕黄色(肉眼观察),熔点77℃(GB/T3498),腐蚀试验1级(T2钢片,100℃,24h,GB/T7326),密度880kg/cm3(25℃),无水分(GB/T512),金属黏附性好。试验结果表明:在拉索内填充具有水汽隔绝、阻蚀防腐和润滑抗磨双重作用的防腐填充物,延长了拉索的使用寿命。
拉索安装后的防腐系统拉索安装后的主要防腐对象是拉索的锚具部分,对锚具有无防护进行了盐雾对比试验。3000h盐雾试验后,涂专用防护油脂的锚具基本没有变化,而没有涂专用防护油脂的锚具明显锈迹斑斑。这说明采用涂专用防护油脂的方法对锚具的保护作用符合使用要求。拉索安装后防腐系统的另一个关键是塔、梁处锚管口的密封和锚管内的填充,这对斜拉索锚具的防护将起到十分重要的作用。
根据南京三桥斜拉索的结构特点,斜拉索防护方案如下:(1)斜拉索选择双护层型,内层为黑色高密度聚乙烯,外层为彩色高密度聚乙烯,经试验研究两种材料均满足耐腐蚀性要求,同时彩色聚乙烯也满足耐迁移性和色牢度的要求。(2)在平行钢丝拉索中填充具有水汽隔绝、阻蚀防腐和润滑抗磨双重作用的油性蜡,能够大大提高拉索抗腐蚀能力,可达到50a的使用寿命。(3)拉索锚具外露部分涂一层专用的防护油脂,外部加罩不锈钢护罩,以提高拉索长期使用的防护能力。
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