雙組分濕面混凝土防腐涂料的研制

　　摘要：采用雙酚F環(huán)氧樹脂、酚氨基醇固化劑為成膜物質(zhì)，研制應用于表濕區(qū)鋼筋混凝土橋梁、橋墩的初始涂裝及表濕區(qū)鋼筋混凝土橋梁劣化后的重新涂裝和維護性涂裝的防腐蝕涂料。

　　0前言

　　鋼筋混凝土鐵路橋梁在我國已有近70a的歷史，預應力混凝土橋梁在我國有近40a的歷史。目前，我國鐵路有各種跨度及類型的混凝土橋梁110000多孔，占全部橋梁總數(shù)的近90%。我國鐵路干線上的簡支混凝土梁均由兩片T型梁組成，兩片梁橫隔板連接方式為將鋼板與梁體隔板預埋角鋼焊接，然后灌注混凝土。目前鐵路混凝土梁上已發(fā)現(xiàn)的常見病害主要表現(xiàn)為混凝土腐蝕剝落、裂紋和鋼筋銹蝕等，主要整治修補方案是對梁體裂縫首先進行注漿，然后涂裝防護涂料。雙組分濕面混凝土防腐涂料主要應用于表濕區(qū)鋼筋混凝土橋梁、橋墩的初始涂裝及表濕區(qū)鋼筋混凝土橋梁劣化后的重新涂裝和維護性涂裝。

　　1試驗部分

　　1.1基本配方

　　選擇低分子量液體雙酚A環(huán)氧樹脂(或低分子量液體雙酚F環(huán)氧樹脂)，與由腰果殼油(烷基酚)、甲醛及多元胺三者經(jīng)過曼尼期堿反應得到的縮合產(chǎn)物——酚氨基醇固化劑為成膜物質(zhì)；選擇沉淀硫酸鋇、濕法絹云母為主要防銹顏填料，并用適量的鈦白粉與之配合。濕面混凝土防腐涂料基本配方見表1。

　　1.2生產(chǎn)工藝

　　將表1成分1組成中的溶劑、助劑投入配漆杯中攪拌均勻，然后投入樹脂、顏料、填料，攪拌均勻，用砂磨機分散。試驗結(jié)果如表2所示，試驗表明1#、2#試驗配方產(chǎn)品生產(chǎn)工藝能夠保障生產(chǎn)無障礙。

　　1.3涂膜性能檢測及結(jié)果

　　1.3.1涂膜外觀項目試驗

　　將1#、2#試驗樣漆均勻涂裝在混凝土試驗件上，待涂膜實干后，在天然散射光線下，目視檢測。

　　1.3.2涂膜厚涂性試驗

　　將1#試驗、2#試驗樣漆均勻涂裝在馬口鐵板試驗件上，垂直擺放；涂膜實干后，測量干膜厚度，用稱重法試驗涂料的涂布用量，在天然散射光線下，目視檢測涂膜外觀。

　　混凝土試件采用不低于C25的混凝土，水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，用100mm×100mm×100mm試模成型混凝土塊，并標準養(yǎng)護28d。將C25的混凝土試件浸沒在清水中，從清水中撈起，用濕布抹除涂裝表面的水滴，然后進行涂裝，采用刷涂涂裝方式。涂裝1道干膜厚度不低于200μm的涂層，經(jīng)4h，浸沒3%食鹽水中；分別于20h后、16h后撈起用干抹布抹干水滴，按GB/T1728規(guī)定進行干性試驗。

　　1.3.4涂膜耐堿性、耐水性項目試驗

　　1.3.4.1混凝土試件制備

　　混凝土試件采用不低于C25的混凝土，水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，用100mm×100mm×100mm試模成型混凝土塊，并標準養(yǎng)護28d。

　　1.3.4.2涂膜的制備

　　用飲用水和鋼絲刷刷洗混凝土試件，從水中撈起后用濕抹布抹除混凝土試件表面的水滴，用不飽和聚酯膩子填補混凝土試件氣孔。處理后的混凝土表面無露石、蜂窩、碎屑、油污、灰塵及不牢附著物等，自然干燥4h。將處理后的混凝土試件放入清水中4h，從水中撈起后用濕抹布抹除混凝土試件表面的水滴，然后采用刷涂方法涂裝濕固化環(huán)氧清漆(雙組分)，4h后，浸沒3%NaOH溶液中，20h后撈起。用濕抹布抹除混凝土試件表面的水滴，采用刷涂方法涂裝1道雙組分濕面混凝土防腐涂料。干膜厚度200～250μm。4h后，浸沒3%NaOH溶液中，20h后撈起。用濕抹布抹除混凝土試件表面的水滴，采用刷涂方式再涂裝1道雙組分濕面混凝土防腐涂料，干膜厚度200～250μm。4h后，浸沒3%NaOH溶液中，20h后撈起，總干膜厚度400～500μm，涂裝完成后，試件經(jīng)12h后，浸沒在3%NaOH溶液中。12h后撈起，再過12h又浸沒，如此反復進行養(yǎng)護7d。

　　1.3.4.3涂膜耐堿性、耐水性項目試驗結(jié)果

　　用1#、2#試驗樣漆分別制備6個試件；浸于飽和Ca(OH)2、自來水中；進行涂膜耐堿性、耐水性項目試驗。試驗過程中，每隔2d檢查涂層外觀是否起泡、開裂或剝離等現(xiàn)象。

　　1.3.5涂膜粘結(jié)力項目試驗

　　1.3.5.1混凝土試件制備

　　混凝土試件采用不低于C25的混凝土，水泥采用32.5級普通硅酸鹽水泥，用500mm×500mm×50mm試模成型混凝土塊，并標準養(yǎng)護28d。[Page]

　　1.3.5.2涂膜的制備

　　按照涂膜耐堿性、耐水性項目試驗中涂膜的制備方法進行。

　　1.3.5.3涂膜粘結(jié)力試驗結(jié)果

　　取5個試件，進行涂膜粘結(jié)力項目試驗。在每一試件的涂層面上隨機找3個點，每點約30mm×30mm大小的面積，用0#細砂紙將每一點的涂層面輕輕打磨粗糙，并用丙酮或酒精等溶劑除油；同時，也對粘結(jié)力測試儀的鋁合金鉚釘頭型圓盤座作同樣的打磨、除油處理。最后用粘結(jié)劑把鋁圓盤座粘到處理好的涂層上.

　　待粘結(jié)劑硬化24h，用拉脫式涂層粘結(jié)力測試儀的配件套筒式割刀，將圓盤座的周邊涂層切除，使其與周邊外圍的涂層分離開。將粘結(jié)力儀配件的鋼環(huán)支座片套住圓盤座，然后把粘結(jié)力儀的手輪作反時針旋轉(zhuǎn)，使儀器的爪具松下并嵌入鋁合金鉚釘頭型圓盤座，令儀器的三只支撐柱立在鋼環(huán)支座片上，將儀器的指針撥到“0”的刻度位置；最后，順時針方向旋緊手輪，一直持續(xù)到涂層斷裂為止，并立即記錄指針的讀數(shù)。按本步驟重復試驗，將每一鋁合金鉚釘頭型圓盤座拔下來，并記錄每一次拉拔的讀數(shù)。試驗后立即觀察鋁合金鉚釘頭型圓盤座的底面粘結(jié)物的情況，如果底面有75%以上的面積粘附著涂層或混凝土等物體，則試驗數(shù)據(jù)有效。如果底面只有75%以下的面積粘有涂層或混凝土等物體，而且拉力小于1.5MPa，則可在該點的附近涂層上面重做粘結(jié)力試驗。試件各取9個試驗點的實測數(shù)據(jù)分別計數(shù)其算術(shù)平均值代表涂層的粘結(jié)力。

　　1.4檢測結(jié)果

　　1#試驗配方、2#試驗配方所得涂膜性能檢測結(jié)果。

　　2分析與討論

　　由檢測結(jié)果可知，2#試驗配方產(chǎn)品性能優(yōu)于1#試驗配方，產(chǎn)品性能達到和超過設計技術(shù)指標，確立2#試驗配方為雙組分濕面混凝土防腐涂料產(chǎn)品技術(shù)配方。試驗表明，液體雙酚F環(huán)氧樹脂分子中含有的可反應環(huán)氧基多于液體雙酚A環(huán)氧樹脂，樹脂固化后的結(jié)構(gòu)較為緊密，對腐蝕介質(zhì)具有較好的抗?jié)B透性和耐蝕性。腰果殼油(烷基酚)為帶脂肪族側(cè)鏈的芳香族化合物，在與胺化合后具有在潮濕環(huán)境下固化、柔韌性、附著力、耐蝕性等綜合性能優(yōu)良的特征。

　　3涂裝工藝

　　3.1涂裝體系

　　表濕區(qū)鋼筋混凝土橋梁、橋墩保護涂裝涂裝體系.

　　工序涂層名稱涂料名稱每道干膜最小干厚度/μm涂裝道數(shù)總干膜最小厚度/μm整治修補對鐵路混凝土梁上的混凝土腐蝕剝落、裂紋和鋼筋銹蝕等進行整治修補涂裝體系膩子層不飽和聚脂膩子、或水泥砂漿對混凝土表面蜂窩、露石等缺陷填補表面清理處理后的混凝土表面無露石、蜂窩、碎屑、油污、灰塵及不牢附著物等底漆層環(huán)氧封閉清漆(雙組分)涂至不吸收為止面漆層濕面混凝土防腐涂料(雙組分)2002400

　　3.2表面清理

　　用不飽和聚酯膩子或水泥砂漿或與涂層涂料相容的填充料修補蜂窩、露石等明顯的缺陷填補，用鋼鏟刀清理表面碎石及不牢的附著物，用汽油等適當?shù)娜軇┠ǔ臀?，最后用飲用水沖洗，處理后的混凝土表面無露石、蜂窩、碎屑、油污、灰塵及不牢附著物等。清理后盡快涂上底漆層，防止清理后的混凝土表面再次污染。

　　3.3涂料準備工作

　　開桶時，首先將桶外的灰塵、雜物除盡以免混入涂料桶內(nèi)，影響質(zhì)量。使用前，將各組分各自攪拌均勻后，再按規(guī)定的比例混合攪拌均勻。一旦混合在一起，要在適用期內(nèi)用完，所以要求掌握好用量。雙組分混合均勻后，需靜置5～10min，以保證施工性能和涂膜性能。一般不推薦使用稀釋劑，但如果使用空氣噴涂可加入少量的專用稀釋劑。少量的稀釋劑即可大大降低黏度；過量的稀釋劑會引起流掛。涂料在調(diào)配后可使用80目的金屬網(wǎng)或尼龍絲篩進行過濾，將涂料中可能產(chǎn)生的或混入的固體顆粒、漆皮或其他雜質(zhì)濾去，以避免影響施工進度以及涂膜的性能和外觀。配漆及涂裝過程中嚴禁混入水、酸、堿等物。

　　3.4涂裝工藝

　　涂裝方法應根據(jù)涂料的性能、施工條件、涂裝要求和被涂結(jié)構(gòu)的情況進行選擇。宜采用高壓無氣噴涂，當條件不允許時，可采用刷涂或輥涂。涂裝前，對表濕區(qū)混凝土表面作缺陷填補、清潔處理。處理完畢后，涂裝1道環(huán)氧封閉清漆(雙組分)，完工24h后，涂裝雙組分濕面混凝土防腐涂料，干膜最小厚度為200μm。第1道面漆完工24h后，涂裝第2道面漆，干膜最小厚度為200μm。第2道面漆完工24h后，進行質(zhì)量回檢。涂膜表面平整，無明顯可見的起皺、針孔、流掛等現(xiàn)象，兩道面漆干膜厚度應達到400～500μm。上述各涂層涂裝時，施工表面要求清潔干燥。整個涂裝體系涂層粘結(jié)力按涂膜粘結(jié)力項目試驗規(guī)定作試驗，粘結(jié)力不低于1.5MPa，涂層干膜厚度用顯微鏡式測厚儀測定。以10m²為一測量單元，每個測量單元至少應選取3處基準表面，每一基準表面測量5點，其測量分布如圖1，取其算術(shù)平均值。

　　4結(jié)語

　　雙組分濕面混凝土防腐涂料固體含量高達90%，降低了涂料中揮發(fā)有機化合物對大氣的污染且節(jié)約能源；施工時能方便地涂刷，當涂刷停止時垂直面涂料又不會流掛，一次涂膜可達200～300μm，減少了施工道數(shù)，縮短了工期，提高了工效；涂膜機械性、附著性、耐介質(zhì)腐蝕性優(yōu)良；極佳的耐潮、耐濕性，適應于潮濕環(huán)境下固化。是表濕區(qū)混凝土橋梁、橋墩防腐蝕涂裝的優(yōu)良涂料，雙組分濕面混凝土防腐涂料同時也適用于海洋工程、混凝土建筑物、化工各類裝置的防腐蝕涂裝，應用前景廣闊。