混凝土表面防碳化涂層保護技術及其應用

摘　要：通過室內(nèi)配方優(yōu)化試驗、涂裝工藝試驗、涂層性能檢測技術等研究，制備出各項性能優(yōu)異的混凝土表面專用底漆、配套面漆及底漆與配套面漆涂層體系，為混凝土表面防碳化保護提供了一套設計、施工、質檢等成套技術方案，應用實例表明工程效果良好。關鍵詞：混凝土；防碳化；涂層保護 1 　問題的提出　　港口水工建筑物有較大部分為鋼筋混凝土結構，由于大都處于海洋惡劣環(huán)境，混凝土建筑物的耐久性受到影響。為了防止混凝土建筑物由于外界因素引起的內(nèi)部局部破壞，提高其耐久性，在混凝土表面采取涂層封閉保護措施，實踐證明，該技術是保護混凝土的一種既經(jīng)濟又實用有效的方法之一。　　該項目針對混凝土表面的特殊性及海港環(huán)境特點，研制了以呋喃改性環(huán)氧樹脂作為底漆，以特種呋喃改性環(huán)氧、環(huán)氧煤瀝青和有機硅改性丙烯酸聚氨酯分別作為配套面漆組成的混凝土表面專用防碳化涂層封閉保護材料。適應混凝土表面特點的專用底漆及配套面漆涂層體系，以及該涂層體系相應的涂裝工藝及涂層檢測技術等，為混凝土表面防碳化涂層封閉保護措施提供設計、施工、質檢等成套技術方案。 2 　涂層保護技術 2.1 　涂層材料及性能 2.1.1 　呋喃改性環(huán)氧底漆　　通過調(diào)整底漆配方的各種成分比例，在一定的涂裝工藝條件下，通過各項性能測試，確定了最優(yōu)配方組成。通過室內(nèi)試驗研究，主要檢測呋喃/ 環(huán)氧樹脂組成比例對底漆性能的影響、底漆可固結體含量對底漆性能的影響以及各種助劑對底漆性能的影響等試驗。該底漆的主要性能檢測結果見表1。　 2.1.2 　特種呋喃改性環(huán)氧面漆　　由于該配套面漆與底漆類型類似，與底漆的配套適應性較好，室內(nèi)試驗研究主要測試了該面漆本身性能對整個涂層體系性能的影響，通過配方組成優(yōu)化試驗，檢測特種呋喃/ 環(huán)氧樹脂組成比例、成膜樹脂/ 顏填料組成比例等對涂層體系性能的影響。該面漆本身主要性能見表2。　　　　 2.1.3 　環(huán)氧煤瀝青面漆　　主要通過該面漆與呋喃改性環(huán)氧底漆的配套適應性調(diào)整，確定了該面漆的優(yōu)化配方以及能夠與底漆協(xié)同作用的固化劑種類及用量等。該面漆本身的主要性能測試結果見表3。　　　　 2.1.4 　有機硅改性丙烯酸聚氨酯面漆　　室內(nèi)試驗主要通過該面漆與底漆的配套性能測試，確定了該涂層體系的優(yōu)化組成與性能。該面漆主要性能測試結果見表4。　　　　 2.2 　涂裝工藝　　考慮到不同試驗的可對比性、室內(nèi)試驗的方便性，涂裝工藝試驗及涂層性能檢測所用試塊均為砂漿成型試塊。涂裝工藝試驗主要進行了不同表面狀況、不同的表面處理方法、不同的涂裝方法等對涂層有關性能的影響。 2.2.1 　不同水灰比的影響　　試驗了水灰比分別為0．44、0．55、0．65、0．75 四種表面狀況條件下對涂層有關性能的影響。對于水灰比在0．44 以上的混凝土，涂層與混凝土間的附著力均大于混凝土本體抗拉強度，表層氯離子衰減量均在92．9 %以上。 2.2.2 　表面干燥與潮濕的影響　　分別檢測了干燥表面和潮濕表面對涂層有關性能的影響。①干燥表面：砂漿試塊成型后經(jīng)28 d 標準養(yǎng)護，在空氣中自然涼干至少48 h 后的表面； ②潮濕表面：砂漿試塊用水浸24 h 后，用抹布揩干后的表面。該涂層體系對干燥表面和潮濕表面均可應用。 2.2.3 　表面處理對涂層性能影響試驗　　分別檢測了3 種表面處理方法即表面浮灰一般掃除、表面浮灰用水清洗后涼干、采用電動鋼絲刷打磨等對涂層體系有關性能的影響。表面處理對涂層性能影響很大，該涂層體系要求表面必須進行打磨處理。 2.2.4 　涂裝方法對涂層性能影響試驗　　分別采用噴涂、滾涂和刷涂方法，考察對涂層體系有關性能的影響。該涂層體系均可采用以上3 種不同的施工方法。 2.3 　涂層材料性能指標　　通過以上配方優(yōu)化試驗、涂裝工藝試驗及涂層性能檢測等室內(nèi)試驗研究，研制了混凝土表面專用底漆、配套面漆及底漆與配套面漆涂層體系。由底漆與3 種配套面漆組成的3 種涂層體系主要性能檢測結果見表5。　　　　 3 　工程應用　　1998 年至今，該涂層材料在海軍舟山獺山新碼頭鋼筋混凝土結構防腐防碳化保護工程、新疆烏魯瓦提水利樞紐發(fā)電洞、沖砂洞、泄洪洞混凝土表面抗沖磨涂層保護工程、寧波鎮(zhèn)海發(fā)電廠輸煤碼頭鋼筋混凝土結構防腐防碳化維修等許多工程中應用，涂裝施工面積約10 萬m2 。　　以上涂層材料的工程應用均取得了良好的技術經(jīng)濟和社會效益，大大提高了混凝土建筑物的使用壽命，延長了建筑物維修周期，節(jié)省了大量維修費用，且該涂層的使用亦具有美化效果，社會效益明顯。 4 　結　語　　根據(jù)海港工程環(huán)境特點及通過配方優(yōu)化試驗研制開發(fā)的混凝土表面防碳化涂層保護技術，各項性能指標達到工程使用要求；結合現(xiàn)場應用情況，提出了切實可行的涂裝工藝；大量工程應用實例表明，混凝土表面防碳化涂層保護技術是一種既經(jīng)濟又實用有效的混凝土建筑物維護方法，特別是沿海地區(qū)混凝土建筑物可有效防護海洋環(huán)境的腐蝕破壞，具有明顯的技術經(jīng)濟和社會效益。

原作者：周加鈿周　明