軍港混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋涂層技術(shù)

　　文/黃潔
　　

　　氯離子對(duì)鋼筋的侵蝕是沿?；炷两Y(jié)構(gòu)腐蝕破壞的最重要的原因之一。目前，我國(guó)港口工程大多采用熱軋鋼筋，新建的混凝土設(shè)施因?yàn)樗嗟乃饔贸蕢A性，在高堿性條件下，混凝土內(nèi)的鋼筋處于鈍化狀態(tài)，不發(fā)生腐蝕。由于混凝土材料的多孔性，隨著設(shè)施投入使用，氯離子就會(huì)不斷進(jìn)入混凝土內(nèi)部，破壞鋼筋表面的鈍化膜，造成鋼筋的銹蝕和混凝土的開(kāi)裂，嚴(yán)重影響海工設(shè)施的使用壽命。

解決混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋銹蝕的主要措施

　?。?）在混凝土表面使用封閉涂層：根據(jù)使用環(huán)境的不同，在干濕交替的潮差區(qū)多采用環(huán)氧瀝青防腐涂料，在內(nèi)陸多采用耐老化性能、耐磨及耐擦洗性能等較好的有機(jī)硅改性醇酸、有機(jī)硅改性丙烯酸、有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂等涂料品種；

　?。?）加大混凝土保護(hù)層的厚度；

　?。?）引入外加劑，主要是引氣劑、膨脹劑、防水劑、粉煤灰和礦渣等新型外加劑，改善混凝土的抗?jié)B性和耐久性；

　?。?）陰極保護(hù)；

　?。?）提高鋼材自身的防腐性能，開(kāi)發(fā)耐蝕性鋼筋，如不銹鋼鋼筋等；

　?。?）開(kāi)發(fā)新型涂層鋼筋或鍍層鋼筋，如鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、鍍鋁鋼筋、鍍鎳鋼筋及環(huán)氧樹(shù)脂涂層鋼筋等。

　　到目前為止，鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋已很少使用，合金鋼鋼筋（耐蝕鋼筋）在日本得到一定發(fā)展，而美國(guó)、加拿大與歐洲，對(duì)不銹鋼鋼筋及環(huán)氧涂層鋼筋研究較多，特別是環(huán)氧涂層鋼筋，得到了較廣泛的工程應(yīng)用，被認(rèn)為是防止鋼筋銹蝕的有效措施之一。20世紀(jì)70年代，美國(guó)大量推薦使用這種防護(hù)方法，環(huán)氧涂層鋼筋一度達(dá)到美國(guó)鋼筋產(chǎn)量的20%左右，但由于環(huán)氧涂層鋼筋需要高溫熔融固化，對(duì)環(huán)境的潔凈度要求嚴(yán)格，使其難以在施工現(xiàn)場(chǎng)完成前期制作，這不僅大幅增加了鋼筋的使用成本，而且在運(yùn)輸、裝卸、儲(chǔ)存過(guò)程中容易碰撞、劃傷，造成涂膜缺陷，直接影響鋼筋防腐質(zhì)量。

　　室溫固化的環(huán)氧涂層在鋼筋上也有應(yīng)用，但由于這類涂料在鋼筋上成膜后通常達(dá)不到彎曲和拉拔的要求，主要是對(duì)環(huán)氧涂層鋼筋破損處進(jìn)行修補(bǔ)，沒(méi)有大面積使用。

軍港混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋涂層的主要性能

　　經(jīng)過(guò)大量調(diào)研及預(yù)研試驗(yàn)，我們決定研制一種可室溫固化的用于鋼筋表面的防腐涂料。

　　為獲得具有一定形變能力、不影響鋼筋與混凝土粘接強(qiáng)度的防腐蝕涂層，采用底漆、面漆配套體系，根據(jù)室溫固化鋼筋防腐涂料的性能要求，從成膜物質(zhì)、溶劑、助劑、顏填料、固化劑等多方面入手，采用中分子量雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂作為主體成膜物質(zhì)，借助正交設(shè)計(jì)法、拉伸實(shí)驗(yàn)，先對(duì)影響清漆形變能力的方法進(jìn)行篩選；根據(jù)鋼筋表面涂層的使用特點(diǎn)，面漆必須具備較強(qiáng)的抗?jié)B性能以抵御氯離子、硫酸根離子等腐蝕性物質(zhì)的侵入。

　　玻璃鱗片呈片狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)偶聯(lián)劑處理的玻璃鱗片在涂層中與底材呈平行狀態(tài)排列，彼此搭接和重疊，能夠減弱樹(shù)脂的收縮，并將樹(shù)脂基料中的孔隙和裂紋有效地分割開(kāi)來(lái)，抑制了毛細(xì)管作用，對(duì)腐蝕介質(zhì)的滲透形成多層屏障。而且因?yàn)橥苛贤扛苍阡摻钌蠒?huì)相對(duì)聚集在鋼筋的羅紋之間，降低鋼筋和混凝土的嚙合力，在涂料中添加玻璃鱗片固化后，玻璃鱗片會(huì)在涂膜中形成突起，彌補(bǔ)降低的嚙合力，所以在面漆中添加玻璃鱗片。通過(guò)涂層吸水率實(shí)驗(yàn)、涂層鋼筋彎曲實(shí)驗(yàn)、拉拔實(shí)驗(yàn)，確定玻璃鱗片的種類、粒徑、用量、預(yù)處理方式；利用交流阻抗方法對(duì)底漆防銹顏料的腐蝕過(guò)程進(jìn)行研究，確定了防銹顏料的種類和用量；對(duì)涂料的分散、研磨工藝進(jìn)行研究，確定了涂料的生產(chǎn)工藝；通過(guò)涂層鋼筋的彎曲和拉拔實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步修正配套體系配方。通過(guò)對(duì)涂料研磨工藝的研究確定了涂料的生產(chǎn)工藝。

　　所研制的涂層性能如表1：

　　表1  軍港混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋涂層的主要性能
 

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