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已有近70a的歷史,預(yù)應(yīng)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(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)無障礙。
1.3涂膜性能檢測及結(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。
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,目視檢測涂膜外觀。
表1濕面混凝土防腐涂料基本配方和指標(biāo)
表2制漆試驗(yàn)結(jié)果
1.3.3產(chǎn)品干燥時間項(xiàng)目試驗(yàn)
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(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。
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,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(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個試驗(yàn)點(diǎn)的實(shí)測數(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檢測結(jié)果
1#試驗(yàn)配方、2#試驗(yàn)配方所得涂膜性能檢測結(jié)果見表3。
表3試驗(yàn)匯總結(jié)果
2分析與討論
由檢測結(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)涂裝涂裝體系如表4所示.
表4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)?、或水泥砂漿對混凝土表面蜂窩、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,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(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。施工參數(shù)如表5所示。
表5施工參數(shù)
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。宜采用高壓無氣噴涂,當(dāng)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(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,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(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厚儀測定。以10m2為一測量單元,每個測量單元至少應(yīng)選取3處基準(zhǔn)表面,每一基準(zhǔn)表面測量5點(diǎn),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(dá)90%,降低了涂料中揮發(fā)有機(jī)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(dāng)涂刷停止時垂直面涂料又不會流掛,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。
