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(yīng)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(hù)性涂裝的防腐蝕涂料。

　　0前言

　　鋼筋混凝土鐵路橋梁在我國(guó)已有近70a的歷史，預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁在我國(guó)有近40a的歷史。目前，我國(guó)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(guó)鐵路干線上的簡(jiǎn)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(yù)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(bǔ)方案是對(duì)梁體裂縫首先進(jìn)行注漿，然后涂裝防護(hù)涂料。雙組分濕面混凝土防腐涂料主要應(yīng)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(hù)性涂裝。

　　1試驗(yàn)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(yīng)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(jī)分散。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示，試驗(yàn)表明1#、2#試驗(yàn)配方產(chǎn)品生產(chǎn)工藝能夠保障生產(chǎn)無(wú)障礙。

　　1.3涂膜性能檢測(cè)及結(jié)果

　　1.3.1涂膜外觀項(xiàng)目試驗(yàn)

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

　　1.3.2涂膜厚涂性試驗(yàn)

　　將1#試驗(yàn)、2#試驗(yàn)樣漆均勻涂裝在馬口鐵板試驗(yàn)件上，垂直擺放；涂膜實(shí)干后，測(cè)量干膜厚度，用稱重法試驗(yàn)涂料的涂布用量，在天然散射光線下，目視檢測(cè)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(jí)普通硅酸鹽水泥，用100mm×100mm×100mm試模成型混凝土塊，并標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)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(jìn)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(jìn)行干性試驗(yàn)。

　　1.3.4涂膜耐堿性、耐水性項(xiàng)目試驗(yàn)

　　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(jí)普通硅酸鹽水泥，用100mm×100mm×100mm試模成型混凝土塊，并標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)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?zhàn)犹钛a(bǔ)混凝土試件氣孔。處理后的混凝土表面無(wú)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(fù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)7d。

　　1.3.4.3涂膜耐堿性、耐水性項(xiàng)目試驗(yàn)結(jié)果

　　用1#、2#試驗(yàn)樣漆分別制備6個(gè)試件；浸于飽和Ca(OH)2、自來水中；進(jìn)行涂膜耐堿性、耐水性項(xiàng)目試驗(yàn)。試驗(yàn)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(xiàng)目試驗(yàn)

　　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(jí)普通硅酸鹽水泥，用500mm×500mm×50mm試模成型混凝土塊，并標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28d。[Page]

　　1.3.5.2涂膜的制備

　　按照涂膜耐堿性、耐水性項(xiàng)目試驗(yàn)中涂膜的制備方法進(jìn)行。

　　1.3.5.3涂膜粘結(jié)力試驗(yàn)結(jié)果

　　取5個(gè)試件，進(jìn)行涂膜粘結(jié)力項(xiàng)目試驗(yàn)。在每一試件的涂層面上隨機(jī)找3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)約30mm×30mm大小的面積，用0#細(xì)砂紙將每一點(diǎn)的涂層面輕輕打磨粗糙，并用丙酮或酒精等溶劑除油；同時(shí)，也對(duì)粘結(jié)力測(cè)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(cè)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(shí)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(shí)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(fù)試驗(yàn)，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(yàn)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(yàn)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(diǎn)的附近涂層上面重做粘結(jié)力試驗(yàn)。試件各取9個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別計(jì)數(shù)其算術(shù)平均值代表涂層的粘結(jié)力。

　　1.4檢測(cè)結(jié)果

　　1#試驗(yàn)配方、2#試驗(yàn)配方所得涂膜性能檢測(cè)結(jié)果。

　　2分析與討論

　　由檢測(cè)結(jié)果可知，2#試驗(yàn)配方產(chǎn)品性能優(yōu)于1#試驗(yàn)配方，產(chǎn)品性能達(dá)到和超過設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，確立2#試驗(yàn)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(yàn)表明，液體雙酚F環(huán)氧樹脂分子中含有的可反應(yīng)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(duì)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(hù)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(bǔ)對(duì)鐵路混凝土梁上的混凝土腐蝕剝落、裂紋和鋼筋銹蝕等進(jìn)行整治修補(bǔ)涂裝體系膩?zhàn)訉硬伙柡途壑佔(zhàn)印⒒蛩嗌皾{對(duì)混凝土表面蜂窩、露石等缺陷填補(bǔ)表面清理處理后的混凝土表面無(wú)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?zhàn)踊蛩嗌皾{或與涂層涂料相容的填充料修補(bǔ)蜂窩、露石等明顯的缺陷填補(bǔ)，用鋼鏟刀清理表面碎石及不牢的附著物，用汽油等適當(dāng)?shù)娜軇┠ǔ臀?，最后用飲用水沖洗，處理后的混凝土表面無(wú)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(zhǔn)備工作

　　開桶時(shí)，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(huì)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(jìn)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(jìn)度以及涂膜的性能和外觀。配漆及涂裝過程中嚴(yán)禁混入水、酸、堿等物。

　　3.4涂裝工藝

　　涂裝方法應(yīng)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(jìn)行選擇。宜采用高壓無(wú)氣噴涂，當(dāng)條件不允許時(shí)，可采用刷涂或輥涂。涂裝前，對(duì)表濕區(qū)混凝土表面作缺陷填補(bǔ)、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(jìn)行質(zhì)量回檢。涂膜表面平整，無(wú)明顯可見的起皺、針孔、流掛等現(xiàn)象，兩道面漆干膜厚度應(yīng)達(dá)到400～500μm。上述各涂層涂裝時(shí)，施工表面要求清潔干燥。整個(gè)涂裝體系涂層粘結(jié)力按涂膜粘結(jié)力項(xiàng)目試驗(yàn)規(guī)定作試驗(yàn)，粘結(jié)力不低于1.5MPa，涂層干膜厚度用顯微鏡式測(cè)厚儀測(cè)定。以10m²為一測(cè)量單元，每個(gè)測(cè)量單元至少應(yīng)選取3處基準(zhǔn)表面，每一基準(zhǔn)表面測(cè)量5點(diǎn)，其測(cè)量分布如圖1，取其算術(shù)平均值。

　　4結(jié)語(yǔ)

　　雙組分濕面混凝土防腐涂料固體含量高達(dá)90%，降低了涂料中揮發(fā)有機(jī)化合物對(duì)大氣的污染且節(jié)約能源；施工時(shí)能方便地涂刷，當(dāng)涂刷停止時(shí)垂直面涂料又不會(huì)流掛，一次涂膜可達(dá)200～300μm，減少了施工道數(shù)，縮短了工期，提高了工效；涂膜機(jī)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(yīng)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(shí)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(yīng)用前景廣闊。