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- 环氧树脂钢筋的优点与缺点
(一)优点
(1)耐化学腐蚀。环氧树脂粉末涂层能长期经受混凝土的高碱性环境(pH=12.5~13.5),能耐受多种侵蚀性物质,并且膜层渗透性小。
(2)力学性能好。涂层与金属粘着力高、干缩小、弹性和耐摩擦性好,并可满足施工对钢筋加工的要求,是其他涂层难以达到的。更重要的是,环氧涂层钢筋与混凝土的握裹力下降幅度最小(相关标准允许降低10%),而其他涂层都可能使握裹力大幅度降低(甚至超过50%)。
(3)涂层钢筋具有与普通钢筋相类似的耐火性能。
(4)环氧涂层钢筋可延长结构使用寿命20 年左右。采用环氧涂层钢筋配合高性能混凝土,使钢筋混凝土结构的使用年限达到50 年甚至70 年是完全有可能的。避免因维修或拆除造成的诸多不便和昂贵的费用。
美国学者Sitter 用“五倍定律”观点形象地说明了钢筋混凝土结构耐久性早期防护的必要性和重要性,即设计时对新建项目在钢筋防护方面,每节省一美元,就意味着在钢筋锈蚀时采取措施需要多追加维修费5 美元,顺筋开裂时需要追加维修费25 美元,严重破坏时则需要多追加125美元。
(二)缺点
(1) 钢筋与混凝土的粘结力下降
由于涂层表面的毛糙度没有裸钢表面大,所以涂层钢筋的应用势必降低钢筋与混凝土的粘结力。因此,有些结构中不推荐使用环氧涂层钢筋,例如有大的冲击载荷的或钢筋密集的结构,因为砂浆与涂层的附着力较差,当受到冲击时会脱开。
(2) 修补难以避免
如果涂层不完整,有孔洞、破伤或膜层太薄等缺欠,在腐蚀环境下,结构中的钢筋依然会锈蚀。值得注意的是,在涂层不完整的缺欠处,局部锈蚀发展常比无涂层钢筋还要快。因此,一方面要保证环氧涂层钢筋的自身质量;另一方面,在运输、装卸、施工过程中,应最大限度地保证不碰伤、划伤钢筋表面的环氧涂层。虽然现场允许用环氧树脂修补,但修补质量比不上原涂层质量,修补多总体质量更难保证。
直径超过40mm 的钢筋加工难度大,在进行弯曲加工时,表面的涂层破坏面积大。
(3) 环氧涂层钢筋价格高昂
采用环氧树脂涂层钢筋必将增加工程的投资成本。涂层钢筋的应用在国内仍然处于起步阶段,涂层钢筋的价格过高,加上施工时额外增加的费用,差不多为普通钢筋的两倍。对于桥梁工程来说,增加的费用占桥梁工程总费用的2 %左右。胡敏[89]对成本的增加进行了量化分析。由于环氧树脂涂层容易破损,因此,为避免吊索与钢筋间因挤压、摩擦造成涂层的损坏,需要采用高强度的尼龙绳或麻绳为吊索;涂层钢筋在储存时为避免紫外线照射引起涂层的褪色和老化需要在其上部覆盖黑色的塑料布。涂层钢筋在加工过程中,为了保护涂层,需要采用弯制专用套管,以及在操做平台表面加铺布毡垫层;涂层钢筋在连接过程中,也需要较普通钢筋稍微复杂的施工工艺;在施工过程中,钢筋涂层有损坏的部位,还需要采用专门的修补液进行修补。这些方面都需要增加一些施工成本。
(4) 环氧钢筋的施工周期长
环氧钢筋的施工周期比普通钢筋要长一倍左右,后续工序间隔时间也长,所以对于整个工程的工期会有比较大影响。
(5) 环氧钢筋的施工在国内尚处于起步阶段,各种规范、工艺、加工设备都不成熟
环氧钢筋施工环节多,储存、搬运、弯曲加工等各个施工环节均有特殊要求,在这些环节中环氧涂层很容易受到破坏,因此各个施工环节都要高标准严要求。环氧钢筋对温度湿度的要求比较高,这在海洋环境和冬春雨雪季节等的施工环境下很难保证正常的施工质量。