环氧树脂涂覆钢筋防腐在水工混凝土结构中应用

环氧树脂涂覆钢筋防腐在水工混凝土结构中应用探讨水工混凝土结构中钢筋的锈蚀钢筋处于混凝土中，混凝土减缓了氧和水分向钢筋的渗透，同时由于水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液，其碱性介质对钢筋有良好的保护作用，使钢筋表面生成难溶的Ｆｅ2Ｏ3和Ｆｅ3Ｏ4，称为纯化膜，它能阻止阳极铁的溶解，保护钢筋不被锈蚀。因此，一般情况下，通过提高混凝土密实性、控制保护层厚度等措施可有效防止钢筋的锈蚀。但是，混凝土是一种由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均质脆性材料，由于施工和本身变形、约束等一系列问题，硬化成型的混凝土中存在着众多的微孔隙、气穴和微裂缝。在荷载、温差等长期作用下，通常无害的微裂缝就会不断的扩展和连通，最终形成我们肉眼可见的宏观裂缝，也就是混凝土工程中常说的裂缝，裂缝的存在和发展使混凝土内的钢筋产生腐蚀。另一方面，水工混凝土结构多处在恶劣的环境中，受泥沙、水流、物理、化学、气温等影响因素颇多，混凝土碳化、冻融破坏极为常见。碳化使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，在水与空气存在的条件下，钢筋开始生锈；冻融破坏致使混凝土表层削落、结构疏松，钢筋裸露、锈蚀。在较为恶劣的强侵蚀环境中，由于广泛存在的氯离子和二氧化碳等使钢筋表面的氧化膜破坏，进而导致处于潮湿环境未采取进一步有效防护措施的钢筋发生严重的锈蚀。钢筋锈蚀不仅削弱了钢筋强度，也使钢筋与混凝土间的结合性能遭到破坏，从而严重地影响混凝土结构的耐久性与安全性。防止新建工程中钢筋的锈蚀和对原有建筑物中已锈蚀钢筋进行处理，已成为一个迫切需要解决的问题。在钢筋表面涂覆环氧树脂进行防护通过在钢筋表面涂覆环氧树脂涂层直接保护钢筋防止钢筋锈蚀，是国外发展的一项新技术，在我国还处于起步阶段。环氧涂覆材料分干粉和液体两种。干粉环氧树脂涂覆方法之一是静电法，其原理是将环氧树脂粉末涂覆钢筋表面，通过加热，粉末融化后便形成连续的薄膜，我国已有钢厂生产这种涂覆钢筋。与液态环氧涂膜相比，干粉环氧涂膜具有附着力高，针孔数量少等优点，但由于需工厂生产、运输、加工不方便及技术要求高，尤其在中小型工程中推广使用有一定困难。液态环氧树脂涂覆就是用刷子、喷枪等把环氧树脂涂覆在钢筋表面，干燥后形成涂层。这一方法工艺简单，且在现场操作，既可用于中小型新建建筑物钢筋的防腐，也可用于对结构中已锈蚀钢筋的处理。1.环氧树脂涂料配方环氧树脂涂料配方由环氧树脂基液、固化剂、溶剂组成。其中环氧树脂基液是在环氧树脂（6101）中加入填料锌粉组成，锌粉用量（填料/干膜重）60%～70%。填料可提高防腐涂层的屏蔽作用，减少氯离子等的透过，并能增强涂层与钢筋的附着力。通过对不同配合比例时的粘度、厚度、附着力、柔韧性、耐蚀性的对比试验，并考虑便于施工操作等因素，提出环氧树脂防腐配方如下表：环氧树脂防腐涂料配方（重量比）意环氧树脂妥基液铜固化剂（山乙二胺）血溶剂（二谷甲苯：丁把醇纳=需7奔：档3哥）缩100狭2壳0租～甜25关2恐0递～为30固化剂和溶剂的用量应随气温的高低及施工方法适当调整。该配方适用于气温15℃～25℃。气温低于15℃固化很慢，10℃以下难以固化。环氧树脂涂膜厚度应同时满足柔韧性、粘结力和耐蚀性的要求，根据美国标准ASTMA-775-81，涂膜厚度应在130～300μm之间。该配方单层涂膜厚度30～60μm，涂覆2～4层，涂膜总厚度为130～240μm。2.施工工艺液态环氧涂料的涂覆工艺较简单，施工方法有三种：刷涂法、喷涂法和浸渍法。涂覆工艺如下图：钢筋除锈、加工钢筋除锈、加工晾干涂刷（或喷涂、浸渍）成品堆放晾干涂刷（或喷涂、浸渍）成品堆放制备环氧树脂涂料制备环氧树脂涂料吗液态环氧屿树脂的涂棋覆工艺图望（舍1萄）钢筋表挺面处理辰未经处理眠的金属表磁面有油脂避、水分、致尘埃和铁名锈等污垢闯及腐蚀物给质，这些选物质影响俘涂膜与金腥属表面直瞧接接触，辟造成附着垄力下降，无从而影响腰涂膜的防识腐效果。武因此，在叶涂覆前，取必须对钢博筋进行表斧面预处理棚。常用的惯表面处理劝的方法有掏：手工铁提刷或砂纸断除锈，酸框洗除锈，蛛喷砂除锈久等。赞（抛2服）环氧树晌脂涂料制拐备惠环氧涂料句由富锌环场氧树脂基何液、固化罚剂、溶剂葬三部分组扎成。配方孝见上表。着应根据实族际要求、恭气温情况困及施工方扁法通过试嫂配确定固孟化剂和溶捐剂的具体饺用量。革涂料配合佩时首先向押干净容器甩中加入环菌氧防腐涂够料基液，甚再按比例早加入固化汗剂、溶剂港，并用铁旧棒充分搅丘拌均匀。殊应根据需垒要确定配井量，一次纯配量不宜狭过多，并絮应注意即变配即用。保气温低储于帆1僻0番℃密时涂料难弊以固化，竞除非采取政加热措施引，否则不裳宜施工。派（至3哑）涂覆方宵法①涂刷法排首先焊制茄摆放钢筋看的支架，快支架应坚烈固、稳定饲，高度也宗要使工人鸦便于操作婚不易疲劳道。涂刷应尸在室内或种室外阴凉谁、通风且唱无粉尘污宣染处进行弄。葬把经过表范面处理的灰钢筋平铺傅在支架上哑，钢筋之浇间应留一任定空隙，前防止涂层花干燥前接嘴触。将配君置好的环代氧涂料搅贯拌均匀，锦然后用普浙通毛刷涂肤刷钢筋，回涂刷时要音注意涂层蔽均匀、不下流淌，对圈于螺纹钢肌筋，应顺莲螺纹方向肝涂刷。每拾层涂膜表顾干后，再防刷下一层姨。固化时配间随固化约剂用量及醋气温而变象，一般争为能12锯h后左右。②喷涂法呆用喷枪将傻液态环氧缸涂料喷涂胀在钢筋表该面，操作评时应特别皮注意喷涂扛均匀且不析产生流淌告。每层涂销膜表干后膛，再喷涂景下一层。③浸涂法筛这种方法希需要一个议特制的液毛槽，先把聚液态环氧变涂料倒入足槽内，再百把经过表爱面处理的寺钢筋浸入被液体中，变取出后放双在支架上衡晾干。该雕法可在大参批量处理叼钢筋时使旱用，掌握干不好很难饺涂覆均匀诉，为提高闯涂料与钢潜筋的基本佩粘着，需配增大溶剂掩的含量。之（索4浓）注意事彻项婚环氧涂覆层钢筋的使颂用和方法偷与普通钢丑筋没有原昂则性区别饮，施工人依员只需掌罩握一些常贺识即可。散但由于环集氧涂膜具割有一定的饿脆性，在须使用过程传中要特别盐注意涂膜强的完整性懒，以确保另涂覆钢筋智的耐蚀性常能。资运输与贮昆存贡吊装涂覆瓣钢筋时，触不宜用金俯属吊索，斧宜用尼龙花或性PV篮C牙绳捆扎结乖实，以防辅冲撞和滑希落。堆放陡时，地面趁需铺垫塑缘料垫板。狭弯曲与装释配慈最好在涂遍覆前进行帖钢筋的弯受曲与焊接谜。若必须保涂覆后在取现场弯制帜与切断，窜由于加工短时受压侧佛涂膜易被黑圆钢棒擦愈伤，而受马拉侧涂膜帅易出现开压裂，故最指好用尼龙荣布包衬弯凳制钢筋用犁的圆钢棒镇，以减少堡受压侧涂麦膜的损伤枯。弯曲半翼径或弯曲凑角度过小休，受拉侧明涂膜易破借裂，所以驾宜选择适证当的弯曲攀半径和弯透曲角度。损伤修补针根据美国速标罚准猜ASTM稍A77俯5幅，允许在成运输及装槐配过程中挖涂膜有少全量损伤，挂但当损伤狠数荣量超过规伐定限值时脾，损伤处境应用与涂唱膜材质相洽同的液态饲树脂涂刷泳，涂覆钢极筋切断端坏头及受拉双侧涂膜的款裂缝则必教须实行修母补。害浇注混凝犬土途尽管环氧谁涂覆钢筋煌具有理想极的防腐性忽能，但仍刘应浇注优匹质混凝土遍。布料及愿振捣棒插购捣时不应瓜触碰涂覆铁钢筋，以赞防擦伤。锚固长度内在结构设暖计中，应俩考虑环氧令涂膜对粘晨结的削弱侮作用。通歉常，钢筋逗在混凝土办中锚固长堡度宜比未璃涂覆钢筋域增擦加虎10令%具。爸三、环氧辨涂覆钢筋息的耐腐蚀热性能柳1奥.立加速试验垒中的耐腐痒蚀性晓通过盐水扶浸渍试验码得知，涂嫌膜的耐盐俘水性能随的涂层的厚符度逐渐增返加，但厚壮度临在膝24扯0期μ伸m响以上时，乘增幅不再歼明显。凶采用海水唤循环浸泡稻法进行加母速试验一幸年后所得役的结果表性明，涂膜遇厚度报为艰10伞0存μ杂m席，无缺陷符的涂覆钢卡筋即便保悦护层厚乒为苏20m遭m求，在干湿活交替作用衔下也不发筑生腐蚀。蛙对拔出后林钢筋的观君察发现，赴涂覆钢筋类不仅保持洞了原有的蹦光泽，而晶且还保持解了最初的汪粘结强度酷和硬度。特而裸钢筋答在加速试尘验一年后伟根据保护态层厚度和然龄期的不宴同，已发殊生了不同展程度的侵股蚀。斜2览.间长期暴露羊试验结果园美洲国价K.W.谣J.Tr养eada古wa斑y患等在骨灰坊比恋6披：岂1剑和季8似：骂1毙两种混凝茎土中分别诉埋入直夏径吼10m闪m答环氧涂覆驻钢筋，环绩氧涂膜的桨厚度匀为钟1式0摸μ排m乞。试件脱切膜后置于历大气暴露猜环境中劲，绝5航年后对所婚有试件进皮行电化学冶和破型检痰查。试验望结果表明咬，环氧树蠢脂涂覆钢孕筋均未受嫁到腐蚀，限在没做修队补处理的聪钢筋截断哲处出现了蛙混凝土表照面的裂缝父，破型后耐可观察到餐黑色锈蚀谣产物。卷英状国带Dakh水i宣l指等根扛据榆AST职M冬用歼1剑：巷0.4脚5均的水灰比琴，制作赌了好120×侦120×允350m吐m扇的棱柱体舞，每个棱锄柱体内都逃有闪4枝种长度的则钢筋。通袜过向拌和如用水中加叮入从NaC瞧L谷，得到三父个水平的徐氯盐外加亲剂（分别隔为递2.烫4腥、赖4.黎8盯和锄19.2挽kg/m背3典），并埋本入三种类鸭型的钢筋渐：软钢、芦镀锌钢筋植和环氧涂吃覆钢筋。吴在新鲜水挖中养溜护薄28矮d许后，所有兰试件都在凡具有典型够沿海平原烛环境的沙画特阿拉从伯号Dhah酷ra叫n怀的一个露凯天场地放说置艰了传7戒年。根据股混凝土裂奴缝的产生装与发展，葡除去疏松昏锈层所引证起的重量型损失及钢仰筋表面生京锈或产生缎点蚀的百肃分率，对仪钢筋的锈甘蚀进行评江定，结果协表明锈蚀摔及裂缝的签严重程度店明显随氯叶盐含量的筛增加而增鸟加。在氯岗盐含量仅布为扔2.4格kg/m熟3绳的情况下晶，软钢便杏产生了重蹲量损失。烈在氯盐含浙量仅愚为赤4.8驾kg/m耻3筋的情况下蒜，软钢出床现了非常免严重的断榴面损失，司镀锌钢筋糕全部失去盘了它们的沿镀锌层，胶尽管钢筋月的螺纹仍描然存在，锤的确产生闻了均匀的固锈蚀，而贞环氧涂覆申钢筋仍然车处于一个孟很好的状牌态。只是萝在氯盐含站量准19.2谁kg/珠m具3角的混凝土佩中，在环捏氧涂层上粪产生了与得钢筋平行纠的裂缝，碰在裂缝处广有明显的帮锈蚀。补对于长时现期暴露在露自然环境古中的情况图，国外的元上述试验酷已初步表辣明，环氧语涂覆钢筋因的耐蚀性竟要优于裸伤钢和镀锌器钢筋。存在问题剂尽管环氧拳树脂与钢膀筋及混凝费土之间的比粘结能力课都较好，畜环氧涂层晓的存在仍铸然会降低百钢筋与混舅凝土间的压粘结力，止并且这一似影响随涂鲜层厚度的堵增加而增乓大。根据由《钢筋与睡混凝土的营粘结强度镰试验白》份GB50快152-劣9饲2森规定的第歼三种试验帮方法即立央方体中心匙拔出试验迟法，进行普环氧涂覆何钢筋与混文凝土的粘脊结性能试滤验，得出众：螺纹钢伴筋、涂层烤厚度昆为览27给0遥μ屯m喉时，钢筋独与混凝土激粘结强度锄的降低值品仅集为担4.41沫%弹，大大低仅于革AST间M普标准的允您许值。蔑2.摩帖采用环氧席涂覆钢筋弦需消耗环皆氧树脂防超腐涂料、塔增加用工进，相应的梦机械台班将用量也会鸣有所增加套，直接成岸本要比普发通钢筋有较一定幅度滋的提高。应但采用环载氧涂覆钢