混凝土基體表面狀態直接影響涂層與基面的附著力,進而影響涂層的防護效果和壽命。涂裝前應盡可能保證混凝土外表面處于面干狀態(表面含水量不宜大于6%),目測混凝土表面應無潮濕痕跡,手觸時無潮濕感。混凝土養護齡期不少于28 d。
混凝土基體應保持清潔,必須對混凝土進行良好的基面處理。基面處理宜使用打磨機或噴砂工藝進行清潔,徹底去除混凝土表面殘留的養護劑、水泥漿、尖角、碎屑、苔蘚、油污等污染物及其他松散附著物。打磨完成后,可以用高壓清潔淡水(壓力不小于20 MPa)對混凝土表面進行清洗,清洗后應自然干燥72 h。
當混凝土基體有蜂窩、露石以及大于0.2 mm的裂縫時,應對基體進行修補,噴涂修補后混凝土基體的養護齡期不得少于14 d。
3.2 涂裝環境要求
噴涂時混凝土基體的表面溫度應在4~40 ℃,并高于露點溫度至少3 ℃,環境的相對濕度不宜超過85%,現場不允許有明火,且保持通風條件。環境溫度低于5 ℃或高于40 ℃,風力大于4級或有降雨時,不得施工。
3.3 涂裝過程要求
涂裝可采用刷涂、輥涂或噴涂方式進行作業。涂裝過程應滿足以下要求:
1)涂料使用時應嚴格按照產品說明的組分數和配合比進行混合。必要時可使用稀釋劑對涂料進行稀釋,稀釋劑添加比例不得超過原涂料質量的5%。
2)底涂涂裝時應使混凝土表面達到飽和滲透狀態,即混凝土表面應能明顯觀察到底涂材料殘留的液膜。
3)涂裝時應控制涂料用量,盡量避免流掛現象出現。
4)各涂層間的涂裝間隔時間不得超過48 h。
5)噴涂的空氣應干凈,無油無水,空氣壓力控制在0.4~0.6 MPa。
6)涂裝過程中注意成品保護,下道工序施工時要確保對上道工序的成品無損壞和污染。
7)各個涂層要涂裝到位,不得漏涂。
3.4 養護
為避免涂裝效果受到影響,混凝土結構表面涂裝完畢后6 h內不得直接與水接觸。
4 質量評價
當施工結束后,應對涂層的厚度和附著力進行測定[10],以衡量涂層的施工質量。具體如下:
1)涂裝完成后7 d,應進行涂層干膜厚度測定。涂層體系總干膜平均厚度應≥210 μm,總干膜較小厚度應≥189 μm。當不符合上述要求時,應根據情況進行局部或全面補涂,直至達到要求的厚度。涂層厚度檢測應符合“90-10”原則,即允許有10%的讀數低于規定值,但每一單獨讀數不得低于規定值的90%。
2)涂裝完成后7 d,應使用膠帶法進行涂層附著力檢測。在確保涂層表面清潔的情況下,在涂層表面做2道切口,每道約40 mm長,2道切口以較小的30°~45°角在其中心附近相交。做切口時,使用直尺并均勻透過涂層一直用力切到底材上。按均勻速度撕下一段黏結強度為(10±1)N/25 mm的膠粘帶,除去較前面一段,前后剪下約75 mm的膠粘帶。把該膠粘帶的中心點放在切口的交點上,并沿著較小的角向同一方向延伸。用手指將切口區域內的膠粘帶弄平。透明膠粘帶下的顏色可以用來表示膠粘帶與涂層是否已完全粘牢。在貼上膠粘帶5 min內,拿住膠粘帶懸空的一端,并將其翻轉到盡可能接近180°的位置上,迅速地將膠粘帶撕下。檢查切口區域的涂層與混凝土基底或與前一道涂層分離的情況,分離程度在任一邊上≤1.6 mm為合格。
5 效益分析
5.1 經濟效益
采用本技術時建造成本會有所提高,但相比于涂層材料的費用而言,結構自身受到腐蝕而造成的維修和更新費用更為巨大。在嚴重腐蝕環境下,未經防腐蝕處理的鋼筋混凝土結構有效服役時間遠低于經防腐蝕處理后的鋼筋混凝土結構。部分未經防腐蝕處理的結構物在服役3~4年后就會出現嚴重的破壞情況,必須進行維修處理。而經防腐蝕處理后的鋼筋混凝土結構一般是可以持續服役的。所以,隨著結構物服役時間的延長,采用本技術的經濟優勢會愈加明顯。對處于嚴重腐蝕環境下的混凝土結構而言,從全壽命期的角度來考慮經濟效益,采用強化措施的結構物在全壽命期內總費用比普通工程要低得多。
5.2 環保和節能效益
一方面,本技術中使用的材料本身為環保性材料,另一方面,由于采用防護處理而減少了對混凝土本體進行的維修作業,這大幅減少了維修施工對環境的影響和污染,并節約了能源。
5.3 社會效益
采用防護處理,一方面提高了結構物的美觀性,另一方面也減少了后續維修作業的影響,社會效益明顯。
6 結語
相較于后期修復而言,混凝土表面氟碳涂層技術在安全、經濟、環保、節能和社會效益方面均具有優勢,已成功應用于高溫高濕強腐蝕海洋環境下的混凝土表面防護工程中,實際防護效果良好。該技術大幅提升了鋼筋混凝土結構的耐久性,為其長期安全服役提供了保證。
美觀 壓型彩鋼板清晰的線條多達幾十種的顏色,可配合任何風格活動房建筑物的需要,達到滿意的效果。

安裝便捷
彩鋼板活動房自重輕,拼接式安裝及可隨意切割的特點,決定其活動房安裝的簡便,可大大的提高效益,節省工期。防火彩鋼板夾芯板的面質材料及保溫材料為非燃材料,完全能夠滿足活動房防火規范要求。
針對在濕熱海洋環境下長期服役的鐵路混凝土,設計了表面氟碳涂層成套體系,明確了涂層體系應用技術要求,在此基礎上規范了施工措施并完善了質量評價體系,實現了涂層防護成套技術在相應工況下的成功應用。效益分析表明,涂層技術的應用降低了鐵路混凝土的全壽命期維修費用,兼具環保和社會效益。
關鍵詞 材料工程;鐵路混凝土;氟碳涂層;應用技術;海洋環境;耐久性
隨著我國對海洋開發規模的不斷擴大,各類碼頭、跨海大橋、人工島等海洋工程基礎設施的建設數量正在逐漸增加。鋼筋混凝土由于具有易澆注、耐沖擊、耐磨等優良性能以及較低的工程造價,成為進行此類設施建設的首選形式。但鋼筋混凝土在海洋環境下服役時面臨著較嚴重的鋼筋銹蝕等腐蝕問題,易導致結構開裂、失效,縮短結構使用壽命[1]。為保證安全服役,必須對已發生腐蝕的結構進行修復,但技術難度與所需資金均十分巨大。因此,人們對處于嚴重腐蝕環境下的鋼筋混凝土越來越多地采取事前防護措施以提升其耐久性,從而降低全壽命周期的成本[2-3]。
海南省處于典型的高溫、高濕、強腐蝕等多腐蝕因素耦合作用的海洋環境下,其區域內鋼筋混凝土的腐蝕問題更為突出,對效果顯著、實施簡便、作用持久的混凝土耐久性提升技術措施的需求更加迫切。在諸多技術措施中,混凝土表面涂層技術較為簡單有效,不僅可以應用到新建結構上,還可以應用于已有結構的修復[4-8]。本文主要介紹成功應用于新建海南西環鐵路提升混凝土耐久性的表面氟碳防腐蝕涂層技術。
1 工程概況
新建海南西環鐵路始于既有西環鐵路海口站,終于三亞站,線路走向沿海南西部沿海地段,正線全長345 km,設計時速200 km,為I級雙線鐵路。在西環鐵路中段,位于海南省儋州市與昌江縣境內的珠碧江雙線特大橋全長 3 991 m,橋位與北部灣入海口不足5 km。由于海水倒灌影響,環境腐蝕作用異常嚴重,其中,氯鹽環境的作用等級為L3,化學侵蝕環境的作用等級為H4,鹽晶結晶破壞環境的作用等級為Y4,并存在大于Y4等級的高硫酸鹽含量的極端嚴重腐蝕環境,必須對相應環境下的混凝土結構進行防腐蝕強化處理,提升混凝土耐久性。
彩鋼板活動房具有輕質、高強度、保溫隔熱、美觀耐用等優點,是建筑與裝潢融為一體的高級建筑安裝快捷。彩鋼板活動房施工清潔,廣泛用于大跨度廠房、倉庫、辦公樓、別墅、樓頂加層、空氣凈化房、冷庫、商店、售貨亭和臨時用房。輕彩鋼板夾芯板平方米重量低于14KG可以充分減少結構負荷,降低活動房結構造價。
氟碳彩鋼板(聚偏氟乙烯PolyvinylideneFluoride)
PVDF氟碳涂層彩涂板為現有建筑彩涂板當中的,為公認的具有好保護作用的有機涂層,能保證金屬建筑板幾十年不受損害,并始終保持美麗的顏色。從1965年進入市場起,氟碳涂層在世界各地的建筑物經歷了40多年的日曬風吹雨打,始終保持完美無損。PVDF為聚偏氟乙烯樹酯。氟原子大的電負性能形成十分穩固的氟碳鍵,加上其分子獨特的對稱性,使PVDF具有超常的穩定性獨特的抗紫外光解性能及優異的絕緣性能和機械性能。正因為氟碳彩涂板積累了三十多年的生產技術經驗,涂料采用專利配方Kynar500或Kynar5000無機陶瓷顏料,每一種新的原料都必須經過佛羅里達十年曝曬證明才能商業使用,從而使產品質量得到可靠保證。
彩鋼板,是指彩涂鋼板,彩涂鋼板是一種帶有有機涂層的鋼板。彩鋼板分為單板、彩鋼復合板、樓承板等。廣泛使用于大型公共建筑、公共廠房、活動板房、及集成房屋的墻面和屋面。
高分子柔性背板特指一類以高分子材料為主體經過多層復合、涂覆、共擠等工藝成卷制成的背板,第1代高分子柔性背板以 TPT、KPK、TPE(一面干式復合PVF材料,另一面復合 PE 等烯烴類或改性的熱塑性)、KPE(一面干式復合PVDF,另一面復合PE等烯烴類或改性的熱塑性材料)含氟復合型背板為代表;因PE 等烯烴類或改性的熱塑性材料僅是從粘結性、低成本考量的短期環境應用材料,故目前主流過渡到一面涂覆一面復合、雙面涂覆的雙面含氟背板,代表結構類型有 XFB和 FFC,即往第2代背板方向發展,XFB 結構背板所用氟膜主要為PVF和PVDF膜,PVDF 膜隨著國內制膜技術的發展,未來2~3年有大規模取代的趨勢;PET 結構背板因其經濟性,逐步從一代技術的多層復合PET過渡為 AB(A和B 2種或以上改性PET類材料共擠、共混等工藝)結構共擠PET技術,消除了復合PET的2個剛性界面粘結容易失效的短板,提升了 PET 結構背板的耐濕熱 UV 循環的綜合性能,可以在溫和環境的分布式電站中應用,同時降低了成本。 當前高分子柔性背板的四大主流結構 XFB、FFC、XPE、PET 的技術路線如圖 4 所示。
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