一种钢栈桥防腐材料及钢栈桥施工工艺的制作方法

1.本技术涉及钢栈桥防腐施工技术的领域，更具体地说，它涉及一种钢栈桥防腐材料及钢栈桥施工工艺。


背景技术：

2.桥梁施工沿线一般都要设置施工便道辅助施工，根据桥梁施工环境的特殊性，采用相应的措施，例如跨河跨海桥梁施工便道就可以采用钢栈桥的形式。
3.当钢栈桥位于河海流域环境中，钢栈桥以钢管桩基础作为支撑，根据海洋环境条件和腐蚀特点的不同，海水中的钢管桩基础分为五个区段：大气区、浪溅区、潮差区、全浸区和海泥区。大气区与浪溅区的分界线为设计高水位加1.5m，浪溅区与潮差区的分界线为设计高水位，潮差区与全浸区的分界线为设计低水位，全浸区与海泥区的分界线为泥面。
4.在钢管桩基础的浪溅区表面涂覆防腐涂层，可以降低钢管桩基础的锈蚀程度，然而浪溅区表面涂覆的防腐涂层受海浪冲击而损伤脱落，从而导致防腐涂层对钢管的保护时间缩短，进而导致钢管桩使用寿命缩短。


技术实现要素：

5.为了减少防腐涂层受海浪冲击而掉落的概率，提高防腐涂层对钢管的保护效果，本技术提供一种钢栈桥防腐材料及钢栈桥施工工艺。
6.第一方面，本技术提供一种钢栈桥防腐材料，采用如下的技术方案：一种钢栈桥防腐材料，由包括以下重量份的原料组成：双酚a型环氧树脂45～55份，醇酸树脂25～35份，光固化树脂15～25份，固化剂8～12份，促进剂3～7份，稀释剂25～35份，颜料1～3份，分散润湿剂5～10份，触变剂2～4份，填料15～20份，所述填料包括改性氧化石墨烯、微胶囊填充物和金属保护粉，所述改性氧化石墨烯、微胶囊填充物和金属保护粉三者重量之比为(1～3):(19～27):10。
7.通过采用上述技术方案，改性氧化石墨烯、微胶囊填充物和金属保护粉三者均匀分散，改性氧化石墨烯和金属保护粉一方面促进树脂固化，另一方面提高防腐材料的抗冲击性能，当钢管桩表面的防腐材料受冲击产生细微裂缝导致海水侵入其中时，金属保护粉被氧化而保护钢管桩同时体积增加对裂缝进行修补，并且微胶囊填充物因冲击破碎导致内含物泄漏与氧化后的金属保护粉以及改性氧化石墨烯结合，进一步对裂缝进行修补，从而使得防腐涂层抗冲击性能得以提升，提高对钢管桩的保护效果，延长钢管桩的使用寿命。
8.优选的，所述改性氧化石墨烯由以下步骤制得：将氧化石墨烯经苯胺功能化，再经聚苯胺改性，最后经盐酸多巴胺改性制得改性氧化石墨烯。
9.通过采用上述技术方案，金属保护粉被氧化强度下降，此时改性氧化石墨烯起主要的支撑作用，同时通过改性氧化石墨烯带来的电化学阻抗值减缓金属保护粉的进一步氧化，从而使得防腐涂层更稳定。
10.优选的，所述微胶囊填充物包括作为囊芯材料和囊壁材料，所述囊新材料包括海
藻酸钙和六亚甲基二异氰酸酯，所述囊壁材料包括壳聚糖和海藻酸钠。
11.通过采用上述技术方案，当防腐涂层受冲击出现细微裂缝时，囊壁材料受冲击破损，作为囊新材料的海藻酸钙和六亚甲基二异氰酸酯泄漏出来，六亚甲基二异氰酸酯对裂缝进行修补，同时与体积增大的金属保护粉的氧化物以及改性氧化石墨烯结合，从而实现在对裂缝进行修补的同时提高裂缝两侧壁之间的连接强度，减少再次开裂的概率。
12.优选的，所述微胶囊填充物由以下步骤制得：将六亚甲基二异氰酸酯与质量分数为1％的海藻酸钠水溶液混合，二者体积之比为1:9，将混合液滴加至质量分数为2％的氯化钙溶液中，得到改性海藻酸钙凝珠，然后依次置于质量分数为2％的壳聚糖溶液和质量分数为2％的海藻酸钠溶液中进行包覆，制得微胶囊填充物。
13.通过采用上述技术方案，以海藻酸钙凝珠作为载体将六亚甲基二异氰酸酯包裹进壳聚糖层和海藻酸钠层内，实现对六亚甲基二异氰酸酯的保护，当壳聚糖层和海藻酸钠层受冲击破损，海藻酸钙和六亚甲基二异氰酸酯泄露而起到修复裂缝减少再次开裂概率的作用。
14.优选的，还包括紫外线吸收剂3～6份。
15.通过采用上述技术方案，当处于海上钢管桩防腐处理的环境中，通过紫外线吸收剂对紫外线的吸收促进光固化树脂固化，从而提高防腐涂层抗冲击强度。
16.优选的，所述钢栈桥防腐材料由以下步骤制备而来：将双酚a型环氧树脂、醇酸树脂、光固化树脂和稀释剂混合均匀，同时将固化剂、促进剂、颜料、助剂和填料混合均匀，然后将二者混和搅拌均匀制备完成。
17.通过采用上述技术方案，先将三种主体树脂和稀释剂混合，再加入其他原料，从而有效减少混合过程中固化导致树脂混合均匀度不足的情况。
18.优选的，所述金属保护粉为锌粉。
19.通过采用上述技术方案，锌粉可对钢管桩进行保护，当海水侵入时锌粉被氧化体积变大，从而与六亚甲基二异氰酸酯结合对裂缝进行修补，进一步延长防腐涂层对钢管桩的保护时间。
20.第二方面，本技术提供一种钢栈桥施工工艺，采用如下的技术方案：一种钢栈桥施工工艺，包括以下步骤：s1、栈桥桥台施工：采用填土筑岛的方式建筑栈桥桥台；s2、钢管立柱施工：将钢管立柱使用权利要求1-6任意一项所述的防腐材料进行防腐处理，通过防腐材料形成防腐涂层，根据设计位置将钢管立柱采用悬打法打入；s3、垫梁安装：每个墩位打入三根钢管桩，桩间使用工字钢连接，将钢管桩间使用槽钢焊接剪刀撑，并在桩顶焊接垫梁连成整体；s4、贝雷桁架梁：将拼接完成的贝雷桁架梁使用u型卡固定在垫梁上；s5、桥面施工：在两个贝雷桁架梁上铺设桥面板，安装防护栏杆；s6、重复施工：完成第一跨施工以后，进行第二跨施工，重复操作直至钢栈桥施工完毕。
21.通过采用上述技术方案，先打入钢管桩作为支撑，依次焊接垫梁和贝雷桁架梁，最后铺设桥面完成第一跨的施工，重复操作完成钢栈桥施工，整体结构稳定，操作简单。
22.综上所述，本技术具有以下有益效果：
1、由于本技术采用改性氧化石墨烯和锌粉作为增强材料从而提高防腐涂层的抗冲击强度，当防腐涂层受海浪冲击而出现微小裂缝时，锌粉氧化体积增大且与微胶囊中泄漏的六亚甲基二异氰酸酯结合从而对裂缝进行填充和修补，有效减少防腐涂层脱落的概率，延长防腐涂层对钢管桩的保护时间，提高防腐涂层对钢管桩的保护效果，延长钢管桩使用寿命。
23.2、本技术中优选光固化树脂作为主体树脂的一种，同时添加紫外线吸收剂，面对海上环境可以更多地通过紫外线吸收剂吸收紫外线，促进光固化树脂进一步固化，提高防腐涂层的抗冲击性能。
24.3、本技术中以海藻酸钙凝珠作为载体将六亚甲基二异氰酸酯包裹进壳聚糖层和海藻酸钠层内，实现对六亚甲基二异氰酸酯的保护，从而使得六亚甲基二异氰酸酯保留至后期对防腐涂层裂缝进行修补。
具体实施方式
25.本技术中原料均采购自市售。其中固化剂为t31固化剂；促进剂为dmp-30促进剂；稀释剂为环氧树脂稀释剂；颜料为氧化铁颜料细度为325目；紫外线吸收剂为uv326紫外线吸收剂；润湿分散剂型号为sta-1618；触变剂型号为rt-3415。
26.以下结合实施例对本技术作进一步详细说明。
27.制备例制备例1本制备例提供一种改性氧化石墨烯，其由以下步骤制得：s1、苯胺功能化：将0.5g氧化石墨烯与0.5l去离子水混合制得氧化石墨烯悬浮液，再加入0.9g对苯二胺，60℃条件下500r/min搅拌混合4h，然后进行离心，并使用无水乙醇和去离子水交替洗涤，洗涤3次后冷冻干燥，得到苯胺功能化的氧化石墨烯粉末；s2、聚苯胺改性：将s1中制得的苯胺功能化的氧化石墨烯粉末取0.1g与0.1l去离子水混合，然后加入0.2g苯胺、0.25g过硫酸铵和0.35l盐酸，0℃条件下500r/min搅拌8h，然后进行离心，实用0.1mol/l的盐酸溶液和去离子水洗涤，冷冻干燥后制得聚苯胺改性后的氧化石墨烯；s3、将s1中聚苯胺改性后的氧化石墨烯取1g与1l去离子水混合，然后加入0.4g盐酸多巴胺，使用质量分数为10％的氢氧化钠溶液将ph调至8.5，500r/min搅拌2h，然后离心，经去离子水洗涤后冷冻干燥得到改性氧化石墨烯。
28.制备例2本制备例提供一种微胶囊填充物，其由以下步骤制得：s1、将六亚甲基二异氰酸酯与质量分数为1％的海藻酸钠水溶液混合，二者体积之比为3:5，将混合液滴加至质量分数为2％的氯化钙溶液中，得到改性海藻酸钙凝珠；s2、将改性海藻酸钙凝珠置于质量分数为2％的壳聚糖溶液中，静置4h后过滤，使用去离子水洗涤，再置于质量分数为2％的海藻酸钠溶液中静置4h过滤，使用去离子洗涤制得微胶囊填充物。实施例
29.实施例1
本实施例公开一种钢栈桥防腐材料，其由以下步骤制得：s1、将45kg双酚a型环氧树脂、25kg醇酸树脂、15kg光固化树脂和25kg稀释剂搅拌混合均匀，同时将8kg固化剂、3kg促进剂、1kg颜料、5kg润湿分散剂、2kg触变剂、0.5kg制备例1制得的改性氧化石墨烯、9.5kg制备例2制得的微胶囊填充物和5kg锌粉混合均匀；s2、将s1中的两种混合物混合制得钢栈桥防腐材料。
30.实施例2s1、将50kg双酚a型环氧树脂、30kg醇酸树脂、20kg光固化树脂和30kg稀释剂搅拌混合均匀，同时将10kg固化剂、5kg促进剂、2kg颜料、7.5kg润湿分散剂、3kg触变剂、1kg制备例1制得的改性氧化石墨烯、11.5kg制备例2制得的微胶囊填充物和5kg锌粉混合均匀；s2、将s1中的两种混合物混合制得钢栈桥防腐材料。
31.实施例3s1、将55kg双酚a型环氧树脂、35kg醇酸树脂、25kg光固化树脂和35kg稀释剂搅拌混合均匀，同时将12kg固化剂、7kg促进剂、3kg颜料、10kg润湿分散剂、4kg触变剂、1.5kg制备例1制得的改性氧化石墨烯、13.5kg制备例2制得的微胶囊填充物和5kg锌粉混合均匀；s2、将s1中的两种混合物混合制得钢栈桥防腐材料。
32.实施例4本实施例与实施例2不同之处在于：还添加有3kg紫外线吸收剂。
33.实施例5本实施例与实施例2不同之处在于：还添加有4.5kg紫外线吸收剂。
34.实施例6本实施例与实施例2不同之处在于：还添加有6kg紫外线吸收剂。
35.实施例7本实施例公开一种钢栈桥施工工艺，包括以下步骤：s1、栈桥桥台施工：采用填土筑岛的方式建筑栈桥桥台；s2、钢管立柱施工：将钢管立柱使用权利要求1-6任意一项所述的防腐材料进行防腐处理，通过防腐材料形成防腐涂层，根据设计位置将钢管立柱采用悬打法打入；s3、垫梁安装：每个墩位打入三根钢管桩，桩间使用工字钢连接，将钢管桩间使用槽钢焊接剪刀撑，并在桩顶焊接垫梁连成整体；s4、贝雷桁架梁：将拼接完成的贝雷桁架梁使用u型卡固定在垫梁上；s5、桥面施工：在两个贝雷桁架梁上铺设桥面板，安装防护栏杆；s6、重复施工：完成第一跨施工以后，进行第二跨施工，重复操作直至钢栈桥施工完毕。
36.对比例对比例1本对比例与实施例2不同之处在于：未添加改性氧化石墨烯。
37.对比例2本对比例与实施例2不同之处在于：未添加微胶囊填充物。
38.对比例3本对比例与实施例2不同之处在于：未添加锌粉。
39.对比例4本对比例与实施例2不同之处在于：未添加改性氧化石墨烯和微胶囊填充物。
40.对比例5本对比例与实施例2不同之处在于：未添加改性氧化石墨烯和锌粉。
41.对比例6本对比例与实施例2不同之处在于：未添加微胶囊填充物和锌粉。
42.对比例7本对比例与实施例2不同之处在于：未添加改性氧化石墨烯、微胶囊填充物和锌粉。
43.表1实施例和对比例原料表(kg)
性能检测试验根据jg/t 224-2007《建筑用钢结构防腐涂料》进行性能检测。
44.根据gb/t 1732-93《漆膜耐冲击测定法》对实施例和对比例进行抗冲击性能检测。
45.根据gb/t 9274-88《色漆和清漆耐液体介质的测定》试验使用甲法，对实施例和对比例进行检测，所使用的液体为质量分数为30％的氯化钠水溶液。
46.表2实施例和对比例性能检测表表2实施例和对比例性能检测表结合实施例2、对比例1-7并结合表2可以看出，改性氧化石墨烯、微胶囊填充物和
锌粉，三者均匀分散，改性氧化石墨烯和金属保护粉一方面促进树脂固化，另一方面提高防腐材料的抗冲击性能，当防腐涂层受冲击出现细微裂缝时，囊壁材料受冲击破损，作为囊新材料的海藻酸钙和六亚甲基二异氰酸酯泄漏出来，六亚甲基二异氰酸酯对裂缝进行修补，同时因海水侵入锌粉被氧化体积变大，从而与六亚甲基二异氰酸酯结合对裂缝进行修补，提高裂缝两侧壁之间的连接强度，减少再次开裂的概率。
47.结合实施例2和实施例4-6并结合表2可以看出，光固化树脂作为主体树脂，在防腐材料内添加紫外线吸收剂，面对海上环境可以更多地通过紫外线吸收剂吸收紫外线，促进光固化树脂进一步固化，提高防腐涂层的抗冲击性能。
48.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。