摘要：采用双酚F环氧树脂、酚氨基醇固化剂为成膜物质,研制应用于表湿区钢筋混凝土桥梁、桥墩的初始涂装及表湿区钢筋混凝土桥梁劣化后的重新涂装和维护性涂装的防腐蚀涂料。
0前言
钢筋混凝土铁路桥梁在我国已有近70a的历史,预应力混凝土桥梁在我国有近40a的历史。目前,我国铁路有各种跨度及类型的混凝土桥梁110000多孔,占全部桥梁总数的近90%。我国铁路干线上的简支混凝土梁均由两片T型梁组成,两片梁横隔板连接方式为将钢板与梁体隔板预埋角钢焊接,然后灌注混凝土。目前铁路混凝土梁上已发现的常见病害主要表现为混凝土腐蚀剥落、裂纹和钢筋锈蚀等,主要整治修补方案是对梁体裂缝首先进行注浆,然后涂装防护涂料。双组分湿面混凝土防腐涂料主要应用于表湿区钢筋混凝土桥梁、桥墩的初始涂装及表湿区钢筋混凝土桥梁劣化后的重新涂装和维护性涂装。
1试验部分
1.1基本配方
选择低分子量液体双酚A环氧树脂(或低分子量液体双酚F环氧树脂),与由腰果壳油(烷基酚)、甲醛及多元胺三者经过曼尼期碱反应得到的缩合产物——酚氨基醇固化剂为成膜物质；选择沉淀硫酸钡、湿法绢云母为主要防锈颜填料,并用适量的钛白粉与之配合。湿面混凝土防腐涂料基本配方见表1。
1.2生产工艺
将表1成分1组成中的溶剂、助剂投入配漆杯中搅拌均匀,然后投入树脂、颜料、填料,搅拌均匀,用砂磨机分散。试验结果如表2所示,试验表明1#、2#试验配方产品生产工艺能够保障生产无障碍。
1.3涂膜性能检测及结果
1.3.1涂膜外观项目试验
将1#、2#试验样漆均匀涂装在混凝土试验件上,待涂膜实干后,在天然散射光线下,目视检测。
1.3.2涂膜厚涂性试验
将1#试验、2#试验样漆均匀涂装在马口铁板试验件上,垂直摆放；涂膜实干后,测量干膜厚度,用称重法试验涂料的涂布用量,在天然散射光线下,目视检测涂膜外观。
表1湿面混凝土防腐涂料基本配方和指标
表2制漆试验结果
1.3.3产品干燥时间项目试验
混凝土试件采用不低于C25的混凝土,水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥,用100mm×100mm×100mm试模成型混凝土块,并标准养护28d。将C25的混凝土试件浸没在清水中,从清水中捞起,用湿布抹除涂装表面的水滴,然后进行涂装,采用刷涂涂装方式。涂装1道干膜厚度不低于200μm的涂层,经4h,浸没3%食盐水中；分别于20h后、16h后捞起用干抹布抹干水滴,按GB/T1728规定进行干性试验。
1.3.4涂膜耐碱性、耐水性项目试验
1.3.4.1混凝土试件制备
混凝土试件采用不低于C25的混凝土,水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥,用100mm×100mm×100mm试模成型混凝土块,并标准养护28d。
1.3.4.2涂膜的制备
用饮用水和钢丝刷刷洗混凝土试件,从水中捞起后用湿抹布抹除混凝土试件表面的水滴,用不饱和聚酯腻子填补混凝土试件气孔。处理后的混凝土表面无露石、蜂窝、碎屑、油污、灰尘及不牢附着物等,自然干燥4h。将处理后的混凝土试件放入清水中4h,从水中捞起后用湿抹布抹除混凝土试件表面的水滴,然后采用刷涂方法涂装湿固化环氧清漆(双组分),4h后,浸没3%NaOH溶液中,20h后捞起。用湿抹布抹除混凝土试件表面的水滴,采用刷涂方法涂装1道双组分湿面混凝土防腐涂料。干膜厚度200～250μm。4h后,浸没3%NaOH溶液中,20h后捞起。用湿抹布抹除混凝土试件表面的水滴,采用刷涂方式再涂装1道双组分湿面混凝土防腐涂料,干膜厚度200～250μm。4h后,浸没3%NaOH溶液中,20h后捞起,总干膜厚度400～500μm,涂装完成后,试件经12h后,浸没在3%NaOH溶液中。12h后捞起,再过12h又浸没,如此反复进行养护7d。
1.3.4.3涂膜耐碱性、耐水性项目试验结果
用1#、2#试验样漆分别制备6个试件；浸于饱和Ca(OH)2、自来水中；进行涂膜耐碱性、耐水性项目试验。试验过程中,每隔2d检查涂层外观是否起泡、开裂或剥离等现象。
1.3.5涂膜粘结力项目试验
1.3.5.1混凝土试件制备
混凝土试件采用不低于C25的混凝土,水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥,用500mm×500mm×50mm试模成型混凝土块,并标准养护28d。
1.3.5.2涂膜的制备
按照涂膜耐碱性、耐水性项目试验中涂膜的制备方法进行。
1.3.5.3涂膜粘结力试验结果
取5个试件,进行涂膜粘结力项目试验。在每一试件的涂层面上随机找3个点,每点约30mm×30mm大小的面积,用0#细砂纸将每一点的涂层面轻轻打磨粗糙,并用丙酮或酒精等溶剂除油；同时,也对粘结力测试仪的铝合金铆钉头型圆盘座作同样的打磨、除油处理。最后用粘结剂把铝圆盘座粘到处理好的涂层上.
待粘结剂硬化24h,用拉脱式涂层粘结力测试仪的配件套筒式割刀,将圆盘座的周边涂层切除,使其与周边外围的涂层分离开。将粘结力仪配件的钢环支座片套住圆盘座,然后把粘结力仪的手轮作反时针旋转,使仪器的爪具松下并嵌入铝合金铆钉头型圆盘座,令仪器的三只支撑柱立在钢环支座片上,将仪器的指针拨到“0”的刻度位置；最后,顺时针方向旋紧手轮,一直持续到涂层断裂为止,并立即记录指针的读数。按本步骤重复试验,将每一铝合金铆钉头型圆盘座拔下来,并记录每一次拉拔的读数。试验后立即观察铝合金铆钉头型圆盘座的底面粘结物的情况,如果底面有75%以上的面积粘附着涂层或混凝土等物体,则试验数据有效。如果底面只有75%以下的面积粘有涂层或混凝土等物体,而且拉力小于1.5MPa,则可在该点的附近涂层上面重做粘结力试验。试件各取9个试验点的实测数据分别计数其算术平均值代表涂层的粘结力。
1.4检测结果
1#试验配方、2#试验配方所得涂膜性能检测结果见表3。
表3试验汇总结果
2分析与讨论
由检测结果可知,2#试验配方产品性能优于1＃试验配方,产品性能达到和超过设计技术指标,确立2#试验配方为双组分湿面混凝土防腐涂料产品技术配方。试验表明,液体双酚F环氧树脂分子中含有的可反应环氧基多于液体双酚A环氧树脂,树脂固化后的结构较为紧密,对腐蚀介质具有较好的抗渗透性和耐蚀性。腰果壳油(烷基酚)为带脂肪族侧链的芳香族化合物,在与胺化合后具有在潮湿环境下固化、柔韧性、附着力、耐蚀性等综合性能优良的特征。
3涂装工艺
3.1涂装体系
表湿区钢筋混凝土桥梁、桥墩保护涂装涂装体系如表4所示.
表4保护涂装涂装体系
工序涂层名称涂料名称每道干膜最小干厚度/μm涂装道数总干膜最小厚度/μm整治修补对铁路混凝土梁上的混凝土腐蚀剥落、裂纹和钢筋锈蚀等进行整治修补涂装体系腻子层不饱和聚脂腻子、或水泥砂浆对混凝土表面蜂窝、露石等缺陷填补表面清理处理后的混凝土表面无露石、蜂窝、碎屑、油污、灰尘及不牢附着物等底漆层环氧封闭清漆(双组分)涂至不吸收为止面漆层湿面混凝土防腐涂料(双组分)2002400
3.2表面清理
用不饱和聚酯腻子或水泥砂浆或与涂层涂料相容的填充料修补蜂窝、露石等明显的缺陷填补,用钢铲刀清理表面碎石及不牢的附着物,用汽油等适当的溶剂抹除油污,最后用饮用水冲洗,处理后的混凝土表面无露石、蜂窝、碎屑、油污、灰尘及不牢附着物等。清理后尽快涂上底漆层,防止清理后的混凝土表面再次污染。
3.3涂料准备工作
开桶时,首先将桶外的灰尘、杂物除尽以免混入涂料桶内,影响质量。使用前,将各组分各自搅拌均匀后,再按规定的比例混合搅拌均匀。一旦混合在一起,要在适用期内用完,所以要求掌握好用量。双组分混合均匀后,需静置5～10min,以保证施工性能和涂膜性能。一般不推荐使用稀释剂,但如果使用空气喷涂可加入少量的专用稀释剂。少量的稀释剂即可大大降低黏度；过量的稀释剂会引起流挂。涂料在调配后可使用80目的金属网或尼龙丝筛进行过滤,将涂料中可能产生的或混入的固体颗粒、漆皮或其他杂质滤去,以避免影响施工进度以及涂膜的性能和外观。配漆及涂装过程中严禁混入水、酸、碱等物。施工参数如表5所示。
表5施工参数
3.4涂装工艺
涂装方法应根据涂料的性能、施工条件、涂装要求和被涂结构的情况进行选择。宜采用高压无气喷涂,当条件不允许时,可采用刷涂或辊涂。涂装前,对表湿区混凝土表面作缺陷填补、清洁处理。处理完毕后,涂装1道环氧封闭清漆(双组分),完工24h后,涂装双组分湿面混凝土防腐涂料,干膜最小厚度为200μm。第1道面漆完工24h后,涂装第2道面漆,干膜最小厚度为200μm。第2道面漆完工24h后,进行质量回检。涂膜表面平整,无明显可见的起皱、针孔、流挂等现象,两道面漆干膜厚度应达到400～500μm。上述各涂层涂装时,施工表面要求清洁干燥。整个涂装体系涂层粘结力按涂膜粘结力项目试验规定作试验,粘结力不低于1.5MPa,涂层干膜厚度用显微镜式测厚仪测定。以10m2为一测量单元,每个测量单元至少应选取3处基准表面,每一基准表面测量5点,其测量分布如图1,取其算术平均值。
4结语
双组分湿面混凝土防腐涂料固体含量高达90%,降低了涂料中挥发有机化合物对大气的污染且节约能源；施工时能方便地涂刷,当涂刷停止时垂直面涂料又不会流挂,一次涂膜可达200～300μm,减少了施工道数,缩短了工期,提高了工效；涂膜机械性、附着性、耐介质腐蚀性优良；极佳的耐潮、耐湿性,适应于潮湿环境下固化。是表湿区混凝土桥梁、桥墩防腐蚀涂装的优良涂料,双组分湿面混凝土防腐涂料同时也适用于海洋工程、混凝土建筑物、化工各类装置的防腐蚀涂装,应用前景广阔。
