混凝土結構防腐涂料的應用有哪些?
一、污水池、冷卻塔等混凝土結構的腐蝕機理
隨著我國環保事業的發展,近年來我國許多地區的污水處理廠已經或正在興建。由于污水中含有酸、堿、鹽、有機溶劑、好氧異養菌、硫酸鹽還原菌、鐵細菌和藻類微生物等成分,使之極易對化糞池、調節池、沉淀池和污泥池等內壁產生化學腐蝕和微生物侵蝕作用。特別是濱海環境的地下水,由于受海水的影響,大多富含氯離子、硫酸根離子等對鋼筋混凝土有害的物質,在一些緊鄰海岸線,地基土層透水性強時,地下水質甚至等同于海水。如何解決濱海環境侵蝕性地下水對鋼筋混凝土構筑物腐蝕問題,關系到工程的耐久性,目前已經成為水處理行業結構工程專業關注的焦點問題之一。其它如火電廠、化工廠內的混凝土結構,如脫硫煙道、冷卻塔、電解池,經常需要耐高溫、耐磨、耐化學介質的高性能特種防腐蝕涂料,可以說混凝土防腐涂裝技術在苛刻工業領域里的應用才剛剛起步,其技術與市場還大有潛力可挖。
二、污水池、冷卻塔常用防腐蝕材料
污水處理池
傳統的防護涂料包括環氧瀝青、煤焦油瀝青涂料。現階段使用的高性能涂料還包括高固體份環氧或無溶劑環氧、聚氨酯涂料、環氧玻璃鱗片涂料、乙烯基玻璃鱗片涂料和聚脲涂料。污水包括生活污水和各種工業污水,污水的狀況決定腐蝕作用的大小。根據污水腐蝕環境狀況、以及混凝土基面狀況選擇相應的涂料品種及涂層厚度。對于一些腐蝕環境較惡劣的環境,或混凝土易開裂的環境,可采用涂料+玻璃布的體系增強防護效果。
冷卻塔
冷卻塔是熱電廠的重要組成之一,屬大型鋼筋混凝土砼構筑物,主要由現澆鋼筋混凝土塔體(包括人字柱、環梁、筒壁)、蓄水池和塔內淋水構件組成。傳統的防腐涂料采用環氧瀝青、氯化橡膠、氯璜化聚乙烯等單一涂層體系,如某電廠的冷卻塔混凝土表面防腐就采用了環氧封閉清漆+環氧瀝青的防腐配套。現在應用的高性能涂層體系主要為:環氧封閉漆+環氧云鐵中間漆+氯化橡膠面漆(或聚氨酯面漆),對于不見陽光的部位也可采用環氧封閉漆+環氧耐磨漆。而對海水冷卻塔等腐蝕環境較惡劣的部位可采用環氧玻璃鱗片涂料、酚醛改性環氧涂料以增強耐介質腐蝕性能和涂層的屏蔽效果。
脫硫煙道
脫硫煙道涂料有三種典型的方案:底涂層+乙烯基玻璃鱗片涂料2×1mm+面涂;底涂層+乙烯基玻璃鱗片涂料2×1mm+FRP層+面涂;底涂層+乙烯基玻璃鱗片涂料2×1mm+(耐磨膠泥+玻璃布)1~2層+面涂。粘貼玻璃布(FRP層)對于提高涂層體系的熱沖擊能力,提高整體防護性能效果顯著。特別是對已經使用過的脫硫煙道,混凝土結構局部受到破壞,雖然混凝土結構經過修復,再涂裝涂料時,仍然存在著使涂層局部破壞導致整體防腐失效的潛在危險,此時采用FRP層,可以更好地彌補局部缺陷,提高整體防護效果。
混凝土結構防腐涂裝技術發展趨勢
鋼筋混凝土結構表面用涂料的未來發展趨勢也將遵從高性能、綠色環保的原則。同時涂料技術向多元化方向發展以適應不同腐蝕環境、不同防腐部位、甚至人文景觀的要求。
高性能耐候面漆
在表干區部位環氧封閉漆+環氧云鐵漆+丙烯酸聚氨酯面漆的體系以其綜合的優異性能在防腐和景觀要求較高的場合還會長期應用。上述體系中底涂層環氧漆將逐步向高固體份、無溶劑涂料過渡,而耐候面漆將逐步向耐候性能更加優異的氟碳涂料、聚硅氧烷涂料過渡。
彈性涂料
相對于鋼材,混凝土結構的形變更大,因此JT/T695標準規定了用于混凝土結構表面的涂料要具有很好的力學性能,以適應混凝土的形變。涂裝體系為:環氧樹脂或聚氨酯底涂+環氧樹脂膩子+柔韌型環氧樹脂或柔韌型聚氨酯中涂+柔韌型聚氨酯面涂。正在制訂的鐵路橋梁混凝土結構防腐面涂層標準,規定了柔性氟碳涂層及其技術指標。
無溶劑、高固體份環氧涂料
無溶劑環氧涂料是目前應用最廣泛的無溶劑防腐涂料品種。無溶劑環氧涂料施工難度大,而采用活性稀釋劑和高性能的低粘度固化劑又使成本提高,因此采用高固體份的環氧涂料(體積固體含量達到80%以上)也是一種可選擇的環保方案。一些腐蝕環境惡劣,且難以維修的部位可采用厚膜型環氧涂料,或環氧玻璃鱗片涂料,也可采用環氧涂料+玻璃布的方式進行涂裝保護。無溶劑涂料或高固體份厚漿涂料由于粘度太高,滲透性不好,不能直接用于混凝土表面,應配套低粘度、高滲透性底漆,或將這些高粘度涂料稀釋后打底。
乙烯酯玻璃鱗片涂料
市售的乙烯基樹脂是由乙烯酯預聚物溶劑于苯乙烯單體(含量通常在35%)構成,而乙烯酯預聚物由環氧樹脂與含有乙烯基團的丙烯酸或甲基丙烯酸發應生成的。加入催化劑和固化劑,苯乙烯之間以及苯乙烯和乙烯基樹脂之間通過自由基聚聚合發應固化成膜。乙烯酯樹脂交聯固化會產生體積收縮而產生內應力,通過加入玻璃鱗片可消除部分內應力。乙烯基玻璃鱗片涂料具有很好的耐化學品腐蝕性能以及較高的耐溫等級。目前乙烯基玻璃鱗片涂料主要應用在脫硫煙道,在污水池也有少量應用。當前乙烯基玻璃鱗片涂料的實際應用效果并不好,用于脫硫煙道的涂料1-2年內就出現大面積脫落,這主要由涂料的品質和施工工藝決定。玻璃鱗片涂料的品質主要由玻璃鱗片的處理以及在基體樹脂中的分散效果所決定。