水和土壤中的CO2、CO32-、HCO3-滲入混凝土中,使混凝土碳化,失去對鋼筋的堿性鈍化保護(hù)作用,水和土壤中的CL-、SO42-等離子滲透到鋼筋表面,加速了鋼筋的腐蝕作用。
在沿海地區(qū),水和土壤中的CL-、SO42-CO32-及其他有害的化學(xué)物質(zhì)非常多,是鋼筋混凝土橋梁、管道破壞的主要原因。有機(jī)涂層如環(huán)氧、聚氨酯、氧化橡膠、丙烯酸等涂層,均可以防止這些離子的滲透。
在國外通過對聚氨酯、環(huán)氧樹脂、丙烯酸、有機(jī)硅、含氟乙烯、不飽和聚酯等多種合成樹脂制成的涂料對混凝土層進(jìn)行過系統(tǒng)的滲透試驗、水汽吸收試驗、混凝土碳化試驗等對比,結(jié)果最好的是環(huán)氧類涂料,它對混凝土有一定的滲透能力,可以滲入混凝土內(nèi)部,形成涂層后可以減少對水汽的吸收,并減緩碳化反應(yīng)。
環(huán)氧樹脂類涂層耐堿性優(yōu)良,可長期附著在堿性的混凝土表面而不發(fā)生皂化等反應(yīng)。廊坊東化防腐公司曾將環(huán)氧煤瀝青漆涂刷到混凝土試塊上,浸泡在飽和鹽水中,至今已達(dá)26年,仍外觀光亮,粘結(jié)牢固,涂層堅硬如初(見照片1)。而醇酸漆、石油瀝青漆在混凝土堿性作用下會發(fā)白,出現(xiàn)皂化,涂層脫落,失去防腐、防水作用。
英國里茲大學(xué)測定涂了環(huán)氧漆的混凝土,其滲透O2、CO2的系數(shù)下降到未涂環(huán)氧漆的混凝土的1%以下。抗氯化物滲透的效果也非常好,環(huán)氧涂層抗氯化物的滲透性相當(dāng)于厚度134㎝的混凝土層。
交通部JTJ275-2000《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》第7.1.2條規(guī)定了涂料品質(zhì)與涂層性能應(yīng)達(dá)到的要求,包括:防腐涂料應(yīng)具有良好的耐堿性、附著性和耐蝕性,底層涂料應(yīng)具有良好的滲透能力,表層涂料應(yīng)具有耐老化性,涂層應(yīng)耐磨損,耐沖擊等性能。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,出現(xiàn)了混凝土專用涂料,可分為底層涂料和面層涂料。性能上各有分工,使防腐、防水層更加科學(xué)化、系統(tǒng)化、完整化。
(一)底層涂料
底層涂料必須具有三大特點(diǎn),
1、耐堿性優(yōu)良。新澆注的混凝土堿性很強(qiáng),PH值在13以上,只有環(huán)氧漆能耐其堿性。
2、很強(qiáng)的滲透能力。能滲入混凝土內(nèi)部達(dá)3~5㎜,封閉了混凝土的裂痕和氣孔,形成特殊的防護(hù)層,能有效地阻止腐蝕性介質(zhì)的進(jìn)入,保護(hù)鋼筋混凝土。
3、高的粘結(jié)力和機(jī)械強(qiáng)度。與混凝土和面涂層均有很好的親合力,起到承上啟下的作用。
東化公司的GH606型混凝土專用底漆屬于滲透型涂料,采用低分子環(huán)氧樹脂和低分子量固化劑,涂料中不含有任何填料,滲透力極強(qiáng),涂刷后會很快滲透到混凝土內(nèi)部,填充裂縫、氣孔,使疏松的混凝土表層增強(qiáng),變成堅實的基底。
(二)面層涂料
1、GH101~104型環(huán)氧陶瓷涂料
環(huán)氧陶瓷涂料(英文名CeramicEpoxyCoating)是液體環(huán)氧涂料(LiquidEpoxyCoating)的一個品種,是一種在發(fā)達(dá)國家已得到較廣泛使用的新型防腐涂料,東化防腐公司有專利產(chǎn)品(中國專利號ZL02155418.8)。
東化公司環(huán)氧陶瓷為系列產(chǎn)品,包括無溶劑的GH101型黑色環(huán)氧陶瓷涂料和GH102型白色環(huán)氧陶瓷涂料,前者含煤瀝青稱為黑陶,主要用于與污水和中水接觸的場合,后者不含煤瀝青,含鈦白粉,稱為白陶,是無毒的,經(jīng)衛(wèi)生部批準(zhǔn)可用于與飲用水接觸的場合。GH102白色環(huán)氧陶瓷涂料加入顏料后還可以配制成彩色環(huán)氧陶瓷涂料,用于涂敷有色澤要求的環(huán)氧地坪,混凝土池、槽、溝、構(gòu)筑物和混凝土管的內(nèi)外表面。施工無溶劑環(huán)氧陶瓷涂料時宜用東化公司研制的雙組份專用噴涂機(jī)機(jī)械噴涂施工。
東化公司環(huán)氧陶瓷GH103和GH104是厚漿型涂料,適用于噴涂或手工刷涂施工,一次涂敷可得厚度100µm以上的涂層,常溫靜置自干,多次涂敷可得到厚度0.4~0.8㎜的涂層。
環(huán)氧陶瓷涂層致密堅韌,耐磨、耐水、耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕性和電絕緣性均很好,防腐性能優(yōu)良,因含大量高純度石英粉,有獨(dú)特的耐磨性能,適用于輸送含泥沙的液體管道。涂層表面光滑,磨阻系數(shù)比鑄鐵管低,可以增加輸量或減小管徑、節(jié)約電能。白色環(huán)氧陶瓷涂料已獲得衛(wèi)生部國產(chǎn)涉及飲用水衛(wèi)生安全產(chǎn)品許可批件(衛(wèi)水字2006第0026號),批準(zhǔn)在生活飲用水中使用。
2、GH202型厚漿型環(huán)氧煤瀝青漆
環(huán)氧煤瀝青漆是一種優(yōu)良的混凝土表面防水、防腐涂料,漆中含有耐水性最好的煤焦瀝青,煤瀝青吸水率低,抗微生物、耐植物根莖穿刺。環(huán)氧樹脂粘結(jié)力大、機(jī)械強(qiáng)度高,可以常溫施工。環(huán)氧煤瀝青涂料是低成本,高效能的防水、防腐涂料,在國內(nèi)外用于混凝土和鋼鐵防腐已有近六十年歷史,經(jīng)久不衰。
東化公司是國內(nèi)生產(chǎn)環(huán)氧煤瀝青最早最長久的防腐涂料生產(chǎn)企業(yè),公司總經(jīng)理張煉第一個獲得中國的環(huán)氧煤瀝青專利(專利號:ZL93221420.7)?,F(xiàn)在東化公司所生產(chǎn)的環(huán)氧煤瀝青共有五種:兩種無溶劑型,涂料中沒有苯類有機(jī)溶劑,固體含量98%以上,可以刷涂和機(jī)械化噴涂,涂層密實,無針孔,加入促凝劑可以一次噴涂達(dá)300微米而不流掛;兩種厚漿型,涂料中固體含量高達(dá)85%以上,可以手工和機(jī)械噴涂;一種溶劑型,粘度較小,易于涂刷施工。
華潤電力此項海水取水工程使用PCCP管,輸送海水,埋設(shè)地點(diǎn)為海灘,尤其是鹽場和養(yǎng)蝦場。管內(nèi)防腐應(yīng)選擇環(huán)氧陶瓷內(nèi)襯,最少厚度500µm,管外防腐應(yīng)選擇無溶劑環(huán)氧煤瀝青涂料,厚度應(yīng)>800µm。