混凝土具有很多優(yōu)點(diǎn):造價(jià)低、抗壓強(qiáng)度高、安裝方便、成型容易等等，因此，混凝土是建筑行業(yè)常用的材料。但混凝土也有不可克服的缺點(diǎn):容易開(kāi)裂、耐化學(xué)性能差、難以抵擋液體和氣體的侵人等等。
工業(yè)上使用的混凝土結(jié)構(gòu)通常都需要涂裝，其目的主要是為了保證混凝土的性能免受環(huán)境條件的破壞。由于混凝土本身特有的性質(zhì)和特點(diǎn)，應(yīng)用于混凝土涂裝的涂料與鋼結(jié)構(gòu)件保護(hù)使用的涂料差別很大。
1了解混凝土的特性。確保涂裝質(zhì)量
混凝土的 一些化學(xué)特性和物理特性會(huì)給涂裝工作帶來(lái)麻煩，應(yīng)該引起管理人員、設(shè)計(jì)人員和施工人員的重視。
1.1l堿性
混凝土呈堿性，新制混凝土構(gòu)件的pH值可高達(dá)13。因此，用于混凝土涂裝的涂料必須具有良好的耐堿性能‘含干性油的涂料絕對(duì)不能用于混凝土涂裝，因?yàn)檫@種涂料接觸到堿性的混凝土很快就會(huì)變質(zhì)。
1.2 孔隙率高
孔隙率高是混凝土固有的，也是無(wú)法克服的特性，由此帶來(lái)的問(wèn)題是，水能十分容易地滲人混凝土并進(jìn)而帶著堿性物質(zhì)或其它可溶性鹽類(lèi)流動(dòng)，使涂層受到破壞。因此，混凝土涂裝前，其表面上的污染物必須清理干凈。
1.3表面狀態(tài)不佳
混凝土原始表面很粗糙，要想做到涂層不留任何缺陷(漏涂)很難。而另一方面，混凝土表面過(guò)于光滑也不是好事，粗糙度偏低會(huì)使底層涂料的附著力降低。表1列出了幾種常見(jiàn)的混凝土表面狀態(tài)。
原則上，涂層越厚，混凝土的表面粗糙度就應(yīng)該越大。
2混凝土涂裝的目的
裝飾:對(duì)于大多數(shù)室外的和室內(nèi)的混凝土表面，給人一種愉悅的色彩或外表十分重要。在公共場(chǎng)合使用的混凝土建筑，其外表質(zhì)量更是受到人們高度的重視。選擇合適的涂料可以使混凝土一改凝重的外表，獲得所需的色彩、光澤和紋理效果，使置身其中的人們獲得一個(gè)舒適的視覺(jué)環(huán)境。另外，經(jīng)涂裝的混凝土表面也更容易清潔。
提高混凝土的抗?jié)B透能力:混凝土表面都無(wú)法抵抗水汽的滲透，只是在程度上有所差異而已。長(zhǎng)期遭受水汽侵蝕的混凝土?xí)L(zhǎng)霉，出現(xiàn)鋼筋銹蝕等現(xiàn)象，混凝土的性能必然會(huì)因此而下降。涂層可以有效地控制水汽對(duì)混凝土的滲透以及在其中的擴(kuò)散?；炷林械乃麚]發(fā)程度可以用氯化鈣測(cè)試法測(cè)定，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是AsTMF1869。
防止混凝土受損:周?chē)脑S多因素會(huì)使混凝土很容易受到損壞，涂層就像一層盔甲，可以對(duì)混凝土提供很好的保護(hù)。防塵 : 暴 露的混凝土?xí)饾u變質(zhì)，生成粉塵。涂層可以很有效地防止粉塵的產(chǎn)生。
利于清潔:在醫(yī)院和核電站的一些房間以及電子產(chǎn)品制造車(chē)間等地方，常會(huì)用到一些高靈敏度的儀器或設(shè)備。在食品制造車(chē)間和肉類(lèi)加工車(chē)間，地面的清潔度對(duì)于保證產(chǎn)品的質(zhì)量十分重要。這對(duì)建筑物表面的清潔工作提出了很高的要求，除了容易清潔以外，還要求具有耐洗、耐擦、耐洗滌劑、抗污等能力。因此，混凝土構(gòu)筑物表面的涂裝是必須的。
改善照明:帶有反光性能的環(huán)氧類(lèi)和聚氨醋類(lèi)涂料已經(jīng)在許多飛機(jī)庫(kù)和其他一些建筑物的地面上得到了應(yīng)用，使現(xiàn)有的照明設(shè)施得到更為充分的應(yīng)用。這些涂層必須具有耐燃油、耐液壓油和耐潤(rùn)滑油的能力。為了提高涂層表面的防滑性能，涂層的表面上需要撒上一些氧化鋁顆粒。
耐化學(xué)要求:許多化學(xué)物質(zhì)都會(huì)對(duì)混凝土造成破壞，選擇正確的涂層能有效地保護(hù)好混凝土結(jié)構(gòu)。
電性能要求:在中央控制室、軍火生產(chǎn)車(chē)間、芯片制造車(chē)間和溶劑倉(cāng)庫(kù)等地方，會(huì)有易燃易爆的氣體或粉塵生成，稍有不慎，就會(huì)造成難以預(yù)料的后果。在地坪涂料中加人一些導(dǎo)電性填充物(如導(dǎo)電炭黑)可以改善涂層的導(dǎo)電性能，以防止靜電積聚。
警示和標(biāo)志:在混凝土地面、人行道、墻面以及其他一些混凝土表面上用不同色彩的涂料制成的標(biāo)志是十分醒目的信息或警示，這對(duì)交通管理以及防止危險(xiǎn)物品或有毒物品對(duì)生命財(cái)產(chǎn)造成危害十分重要。
3對(duì)混凝土用涂料的要求
混凝土與金屬差別很大，用于混凝土的涂料必須按專(zhuān)門(mén)配方生產(chǎn)，使其具有專(zhuān)門(mén)的化學(xué)特性和物理特性。
其中主要要求有:
良好的附著力:與混凝土直接接觸的涂料必須具有良好的附著力，這是后道涂層充分發(fā)揮其性能的基礎(chǔ)。因此，這種涂料必須具有良好的潤(rùn)濕和流平特性。當(dāng)然，良好的附著力也離不開(kāi)混凝土表面足夠的粗糙度。
施工方便 :用于混凝土的涂料必須具有良好的施工特性。涂料使用說(shuō)明書(shū)中建議的施工方法和操作步驟要仔細(xì)閱讀，不要輕易使用說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有介紹的方法和步驟。
良好的耐堿性能:混凝土表面的堿性很高，因此，涂料必須具有很強(qiáng)的耐堿性能。醇酸涂料和干性油涂料遇堿就會(huì)皂化，絕不能用于混凝土表面的涂裝。
良好的抗水能力:混凝土表面上的涂層要有良好的防水汽滲透的能力，否則，涂層的品質(zhì)就會(huì)下降，混凝土內(nèi)的鋼筋就會(huì)很快腐蝕。但有些時(shí)候，還需要用到“會(huì)透氣的”涂料，即使潮濕的混凝土表面涂上這種涂料，混凝土中的水汽也會(huì)透過(guò)涂層揮發(fā)出來(lái)。從混凝土中揮發(fā)的水汽容易使封閉性涂層發(fā)生起泡和分層。足夠 的 強(qiáng) 度和韌性:強(qiáng)度好、硬度高的涂層與混凝土結(jié)合牢固，而且耐化學(xué)性能優(yōu)良，但缺點(diǎn)是比較脆，容易開(kāi)裂。韌性好的涂層抗沖擊能力強(qiáng)，經(jīng)得起混凝土膨脹或收縮造成的不利影響，但其缺點(diǎn)也是很明顯的:硬度不高、不耐磨、耐化學(xué)性和耐水性差，結(jié)合力低。要根據(jù)使用要求和場(chǎng)合兼顧涂層的強(qiáng)度和韌性。
合適的熱脹系數(shù):要是涂層和混凝土的熱脹系數(shù)相差過(guò)大，涂層中就必然會(huì)因此而出現(xiàn)應(yīng)力，其結(jié)果是，涂層脫落或開(kāi)裂。同樣的原因，不同涂料形成的相鄰?fù)繉右惨紤]到二者間的熱脹系數(shù)。
良好的耐化學(xué)性能:工業(yè)用途的混凝土涂層要經(jīng)得起所接觸物質(zhì)造成的不利影響。這些物質(zhì)的濃度和溫度也是涂料選擇要考慮的因素。
耐候性好 :戶(hù)外混凝土表面的涂層應(yīng)該具有良好的耐候性，這既是保證涂層質(zhì)量的需要，也是為了防止褪色。太陽(yáng)光中的紫外線(xiàn)會(huì)使有些種類(lèi)涂料的性能受到破壞。
良好的機(jī)械性能:涂層要經(jīng)得起撞擊、磨擦和車(chē)輛的碾壓。
4薄涂層和厚涂層的定義
當(dāng)前 ，在 混凝土涂裝行業(yè)中，尚未有薄涂層和厚涂層明確的定義。但為了討論方便，在西方國(guó)家通常把符合以下特點(diǎn)的涂層稱(chēng)為薄涂層:
干膜厚度不大于50林m，且未做增強(qiáng)處理的涂層(涂層中可以加人一些填充料)。
使用常用施工設(shè)備噴涂的涂層，這些設(shè)備相當(dāng)于用于干膜厚度不大于50林m的鋼結(jié)構(gòu)涂裝的施工設(shè)備。
在非 嚴(yán) 酷環(huán)境中使用的涂層。與薄 涂 層 對(duì)應(yīng)，干膜厚度大于50林m或者在嚴(yán)酷環(huán)境中使用的涂層就稱(chēng)為厚涂層。顯然 ，上 述關(guān)于薄涂層和厚涂層的定義并不恰當(dāng)，但在討論用于嚴(yán)酷環(huán)境中的厚涂層時(shí)還是有幫助的。
4.1薄涂層
薄涂層雖然在很多性能方面不及厚涂層，但在非嚴(yán)酷環(huán)境中還能滿(mǎn)足人們的使用要求，再加上投資費(fèi)用比厚涂層要少許多，因此，在混凝土工業(yè)中還是被廣泛的采用。
薄涂層系統(tǒng)通常不超過(guò)2道。薄涂層的附著力強(qiáng)，漏涂少，能夠滿(mǎn)足一些特殊的使用要求，比如，防滑和良好的導(dǎo)電性能等。
4.1.1幾種常用的涂料
乳膠 類(lèi) 涂 料「wate:emulsion(late、)CoatingS」:
混凝土表面使用乳膠類(lèi)涂料是為了獲得良好的表面裝飾效果或醒目的人行道標(biāo)志圖案。聚丙烯酸醋涂料的耐候性和柔韌性出眾。涂料使用聚丙烯酸醋樹(shù)脂作為基料可以提高抗水滲透能力。
聚丙烯酸醋涂層內(nèi)部結(jié)構(gòu)有些致密，有些疏松，但大部分都質(zhì)地堅(jiān)實(shí)，即使混凝土表面存在細(xì)小的裂縫，也能確保在風(fēng)雨交加中不發(fā)生滲水現(xiàn)象。內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠致密的涂層容易變臟、發(fā)霉。聚丙烯酸醋彈性涂層能夠有效地封閉混凝土中的裂紋，提高混凝土的防水能力。聚丙烯酸醋涂料用作底漆可以確保整個(gè)涂層良好的附著力。
雙組 分 環(huán) 氧涂料:雙組分環(huán)氧涂料是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而固化的涂料，其固體成分可高達(dá)60%一10%。雙組分環(huán)氧涂層可以使混凝土具有良好的防水能力和耐化學(xué)能力。在化工企業(yè)和核電站，這種涂層使混凝土的清潔工作更加容易。胺固化環(huán)氧涂料的耐化學(xué)性能要優(yōu)于聚酞胺環(huán)氧，但前者的耐水性卻不及后者。雙組分環(huán)氧涂料用于室外混凝土表面時(shí)，通常都要用脂肪族聚氨醋涂料作面漆。焦油 環(huán) 氧 :混凝土廢水槽內(nèi)壁以及相類(lèi)似的混凝土表面使用焦油環(huán)氧涂層保護(hù)效果很好。城市污水管網(wǎng)中存在能產(chǎn)生二氧化硫的細(xì)菌，pH值又很低(可能跌至pH3一4以下)，不能用焦油環(huán)氧作保護(hù)層。紫外線(xiàn)會(huì)使焦油環(huán)氧涂層粉化，發(fā)脆，失去附著力，故其不能用于室外的混凝土表面。
氯化橡膠和乙烯涂料:用氯化橡膠和乙烯涂料來(lái)保護(hù)混凝土表面已有很多年的歷史。由于這些涂料的有機(jī)揮發(fā)物含量過(guò)高，目前已沒(méi)有多大的用途。室外游泳池是個(gè)例外，因?yàn)?，其它涂料不具備這兩類(lèi)涂料的一些性能，不能滿(mǎn)足室外游泳池的特殊要求。
雙組分丙烯酸醋涂料:雙組分丙烯酸醋涂料是一種10%固體分的涂料，通過(guò)交聯(lián)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)固化。改變配方，可以獲得良好的耐水汽、耐化學(xué)品和抗紫外線(xiàn)等性能。
雙組分聚氨醋和水汽固化聚氨醋涂料:這兩類(lèi)涂料具有許多優(yōu)異的性能，既可以生成硬度很高的涂層，也可以生成較軟的、具有一定彈性的涂層，有些性能相當(dāng)于環(huán)氧涂料。它們的一個(gè)共同缺點(diǎn)就是價(jià)格比較高。
硅氧烷涂料:硅氧烷涂層具有很好的保色性能，而且硬度高，耐水汽性能極佳。
4.2厚涂層
厚涂 層 大 部分用作工業(yè)性地坪涂層，這種涂層不但要經(jīng)得起化學(xué)性破壞，還要具有極強(qiáng)的抗外力破壞的能力。作為地坪涂層時(shí)，必須經(jīng)得起重型車(chē)輛的碾壓，承受得起重型物件的重壓。涂層 起 皺 :厚涂層在溶劑揮發(fā)或交聯(lián)反應(yīng)過(guò)程中都會(huì)出現(xiàn)不同程度的起皺現(xiàn)象，大致在1%一10%之間，視配方的不同而異。一些化學(xué)反應(yīng)也會(huì)使涂層起皺。涂層起皺說(shuō)明涂層內(nèi)出現(xiàn)了內(nèi)應(yīng)力，這會(huì)導(dǎo)致涂層附著力下降或開(kāi)裂。選用正確的樹(shù)脂、填充料或強(qiáng)化材料可以在一定程度上控制起皺現(xiàn)象的發(fā)生，另外，通過(guò)多道涂層疊加達(dá)到規(guī)定的厚度要求也是控制起皺現(xiàn)象的好辦法。
4.2.1填充料
填充 料 在 涂料中的主要作用是提高涂層的強(qiáng)度，或是為了使涂層具有特殊的物理性能。石英砂是用得最為普遍的填充料，這不但是因?yàn)槭⑸皟r(jià)格低、化學(xué)穩(wěn)定性好，而且它還具有其它一些材料不能比擬的優(yōu)點(diǎn)。石英砂的化學(xué)成分不盡相同，粒度選擇余地比較大，還有不同的顆粒形狀。石英砂在一些涂料中的比例可高達(dá)80%。價(jià)格比較高的填充料是碳，這在有特殊性能需求(比如導(dǎo)電要求)的涂層中才會(huì)使用。對(duì)于一些有特殊性能要求的涂層，還可以挑選其它一些材料來(lái)充當(dāng)填充料，比方說(shuō)，氧化鋁填充料可以用來(lái)提高涂層的抗沖擊性能。在涂料中加入碳纖維或碳纖維網(wǎng)不但可以使涂層具有導(dǎo)電性能，還可以使涂層獲得更好的耐化學(xué)特性，涂層的厚度也可以提高，從而有效提升涂層的保護(hù)能力。
4.2.2強(qiáng)化材料
玻璃 纖 維 是最為普遍的混凝土強(qiáng)化材料，大多以手工方式將一層或多層玻璃纖維織物置人混凝土內(nèi)。玻璃纖維在混凝土中的比例可高達(dá)50%(質(zhì)量比)。另外，增加混凝土中樹(shù)脂的含量也可以提高混凝土的耐化學(xué)性能。
4.2.3幾種常用的厚涂層涂料
環(huán)氧 涂 料 :雙組分環(huán)氧涂料由環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑(也叫催化劑)組成，環(huán)氧厚涂層強(qiáng)度高、耐用、耐磨、耐化學(xué)性能極佳，只是在酸度較高的場(chǎng)合不宜使用。其明顯的缺點(diǎn)是韌性和抗紫外線(xiàn)能力低下。較新推出的環(huán)氧涂料，可以使用一種活性稀釋劑來(lái)降低粘度，使施工更加方便。
不飽 和 聚 酷涂料:不飽和聚酷涂層具有強(qiáng)度高、耐化學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)，要是在不飽和聚醋涂層中加人玻璃纖維等穩(wěn)定性高的材料，其強(qiáng)度會(huì)進(jìn)一步提高。聚酷涂層的延伸率小，要是涂層起皺，很容易出現(xiàn)應(yīng)力開(kāi)裂。聚醋樹(shù)脂是由飽和酸和不飽和酸與多經(jīng)基化合物通過(guò)縮合反應(yīng)生成的，常用的稀釋劑是苯乙烯。
乙烯 醋 涂 料:乙烯醋涂層的性能與不飽和聚醋涂層相似，溫度變化會(huì)使涂層更容易發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂。聚氨 醋 和 聚脈涂層:聚氨醋和聚脈都是雙組分涂料，其中的固化劑是異氰酸鹽。不同配方聚氨醋和聚脈涂料生成的涂層在性能上差別很大，這種涂層的延伸率可大于10%，是一種彈性相當(dāng)好的涂層，既可以遮蓋混凝土中的裂紋，也不會(huì)因混凝土伸縮而出現(xiàn)裂縫。這類(lèi)涂層的一個(gè)很大缺點(diǎn)是耐化學(xué)性能差，另外，有些聚氨醋和聚脈涂層耐紫外線(xiàn)能力低下。
聚硫 橡 膠 涂層:聚硫橡膠的延伸性能和抗紫外線(xiàn)能力都相當(dāng)強(qiáng)，但耐化學(xué)品性能不及聚氨醋涂層和聚脈涂層。
5 結(jié)語(yǔ)
為了能正確選擇涂層并符合有關(guān)規(guī)定或法規(guī)，在選用涂料時(shí)我們必須了解一些混凝土的特性及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，掌握混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的特點(diǎn)。主要有以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
(1) 混 凝 土的特性及其表面狀態(tài);
(2) 混凝 土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和技術(shù)參數(shù)(大小、厚度、形狀和接點(diǎn)位置等);
(3 )濕 度 ;
(4 ) 環(huán)境 溫度和化學(xué)污染物;
(5 ) 持續(xù) 暴露的時(shí)間;
(6 )設(shè) 計(jì) 壽命和可靠性要求;
(7 ) 交通 和其它外界條件等。
