混凝土防护涂层论文

混凝土防护涂层

廊坊市东化防腐工程有限公司张炼

随着经济的发展，钢筋混凝土大量用于基础设施、桥梁、混凝土管道、PCCP管、混凝土电杆和铸管、钢管内衬。混凝土是靠自身的强碱性（PH值12～13.5）。给钢铁提供一个钝化的环境，当混凝土碳化后，PH值降到9以下，钢铁表面失去钝化状态，遇到O2、CO2、SO2等腐蚀介质并在水的作用下，发生氧化反应，生成铁锈。混凝土的碳化速度主要受材料因素、施工因素、表面状态和环境因素的影响，其中最主要的是密实性。混凝土表面存在着气孔，微细的裂缝，给水和腐蚀性介质提供了存留和渗透的条件，发生化学和电化学反应，造成混凝土腐蚀破坏。

发生腐蚀和破坏的主要原因有以下几种：

（一）碳化反应。

水和空气中的CO2等酸性物质在水的参与下与混凝土中的Ca（OH）2反应，生成碳酸钙CaCO3，使混凝土的PH值由13以上降到9以下。钢铁表面在PH值13以上时，处于钝化状态，基本上不会生锈腐蚀。但在PH值降到9以下，遇到氧等腐蚀介质，就会生锈。钢铁的锈蚀产物体积会膨胀2～4倍，产生巨大的膨胀力，使混凝土出现裂缝，更多的水、氧、和电解介质渗到钢铁表面，加速了钢筋和钢铁的腐蚀，混凝土层剥落，失去承载能力直至桥梁坍塌或混凝土管道破坏，造成重大损失。

（二）氯离子腐蚀

在沿海地区，海风会带着微量的盐漂浮在空气中，盐落在桥梁、建筑物上遇到潮气和水会附着在混凝土表面，海滩上和盐渍土地区的混凝土基础和管道会浸在盐碱的水里，北方冬季洒盐化雪，会给桥梁、路面带来氯离子，混凝土管、钢管或铸管的水泥内衬输送污水、中水、含Cl、SO4等高矿化度的生活用水，上述各种情况都会使Cl-和SO42-接触混凝土表面。

Cl离子渗透力极强，它会渗透到混凝土中与混凝土中的主要成份3CaO·2AL2O3·3H2O 起反应，生成易溶的CaCl2，造成混凝土的破坏。氯离子达到钢铁表面会破坏钢铁的钝化状态，使钢铁加速发生电化学腐蚀。氯盐的腐蚀是混凝土结构物、桥梁、管道、内衬、电杆腐蚀破坏最主要的原因。

硫酸盐的腐蚀速度比氯离子腐蚀速度更快。硫酸盐与混凝土水化产物发生化学反应，

C a（O H）2+NaSO4CaSO4+2NaOH，反应生成物体积增大，使混凝土开裂和粉化。

硫酸盐还与混凝土中的铝酸三钙起反应，产生白色糊状带大量结晶水产物，使混凝土松

散、开裂、粉化直至破坏。

硫酸盐和氯化物还会在混凝土孔隙和裂缝中结晶，盐晶体积增大，使混凝土膨裂、粉化。（三）酸雨腐蚀

由于工业污染，热电厂、化工厂排放的SO2形成酸雨，使混凝土酸化并产生可溶性的物质随水流失，对混凝土建筑物、桥梁造成腐蚀，而SO2会转变成SO3，对混凝土还会发生硫酸根—水泥反应，加速混凝土的破坏。

（四）溶出性腐蚀

因水中的矿化度和阴阳离子会和混凝土中的一些难溶物发生反应，生成易溶物和微溶物，被水带走流失，造成腐蚀破坏。早在七十年代国内西北某油田输水管线内衬水泥砂浆，因油田水矿化度过高，氯离子和硫酸根离子含量也相当高，通水不到半年，输水管道内的水泥砂浆内衬脱落，造成重大腐蚀。这类损失也会在水流较较急的桥墩部位发生。

（五）冻融破坏

冻融破坏是在混凝土中的气孔和微细裂缝处发生的。北方冬季在0℃以下，水在气孔和裂缝中结冰，在零下4℃以下时，冰的体积膨胀，产生巨大的膨胀力。随天气变化，一再出现膨胀和收缩造成混凝土产生裂痕和粉化，直至破坏。

从上述的几种腐蚀破坏的原因可以看出，其中最主要的原因是由于混凝土表面密度低，有气孔和微裂缝，使水、CL、CO2、SO2、O2等介质存留和渗入，发生化学和电化学反应，使混凝土碳化、酸化、水解、疏松、裂缝直至破坏。要想防止混凝土的腐蚀，可使用防腐涂层对混凝土表面进行封闭，断绝各种腐蚀性介质的渗入和存留，才能防止和减缓腐蚀的发生。

环氧树脂类涂层耐碱性优良，可长期附着在碱性的混凝土表面而不发生皂化等反应。廊坊东化防腐公司曾将环氧煤沥青漆涂刷到混凝土试块上，浸泡在饱和盐水中，至今已达23年，仍外观光亮，粘结牢固，涂层坚硬如初。

在国外通过对聚氨酯、环氧树脂、丙烯酸、有机硅、含氟乙烯、不饱和聚酯等多种合成树脂制成的涂料进行系统的渗透混凝土层试验、水汽吸收试验、混凝土碳化试验对比，结果最好的是环氧类涂料。环氧涂料对混凝土有一定的渗透能力，可以渗入混凝土内部，形成涂层后可以减少对水气的吸收，并减缓碳化反应。

英国里兹大学测定涂了环氧漆的混凝土，其渗透O2、CO2的系数下降到未涂环氧漆的混凝土的1%以下。抗氯化物渗透的效果也非常好，环氧涂层抗氯化物的渗透性相当于134㎝的混凝土涂层。

暴露在阳光下的混凝土表面，在环氧漆涂层上最好涂覆一层耐候涂料，如氯化橡胶漆、丙烯酸漆或聚氨酯涂料。

东化公司可用于混凝土防腐的环氧类涂料产品主要有以下四种：

（一）混凝土专用底漆

混凝土表面应采用喷砂处理将浮灰除掉。在现场不具备喷砂条件的情况下，也应用钢丝刷清理混凝土表面。

清理后的混凝土表面，涂刷混凝土专用底漆。混凝土专用底漆是由低分子环氧树脂制成，具有很强的渗透能力，它将渗入混凝土层中，生根形成坚实的基底，很牢靠地与环氧面漆结合，起到承上启下的作用，防上环氧涂层起泡和脱落。东化公司混凝土专用底漆型号为GH606。

（二）环氧陶瓷涂料

环氧陶瓷涂料（英文名Ceramic Epoxy）是一种新型防腐涂料，是东化防腐公司的专利产品（中国专利号 ZL 02 1 55418.8）。

东化公司环氧陶瓷为系列产品，包括DH 101型黑色环氧陶瓷涂料和DH 102型白色环氧陶瓷涂料，前者含煤沥青称为黑陶，主要用于与污水接触的场合，后者不含煤沥青，含钛白粉，称为白陶，是无毒的，经卫生部批准可用于与饮用水接触的场合。DH 102白色环氧陶瓷加入颜料还可以配制成彩色陶瓷，用于制做环氧地坪，混凝土池、槽、沟、构筑物和混凝土管的内外表面。施工时可用东化公司研制的双组份喷涂机机械喷涂施工。

东化公司环氧陶瓷GH103和GH104适用于喷涂或手工刷涂施工，一次涂敷可得厚度100µm 以上的内衬层，常温静置自干，多次涂敷得到厚度0.4～0.8㎜的外衬层。

涂层致密坚韧，耐磨、耐水、耐化学介质腐蚀性和电绝缘性均很好。白色环氧陶瓷涂料已获得卫生部国产涉及饮用水卫生安全产品许可批件（卫水字2006第026号），批准在生活饮用水中使用。

（三）环氧玻璃鳞片涂料

环氧玻璃鳞片涂料属重防腐涂料，涂料中有相当数量的玻璃鳞片填料。玻璃鳞片厚度在5微米以下，在200微米厚的涂层中就可以重叠着数十层玻璃鳞片，水和腐蚀性介质要通过异常曲折的途径方可达到混凝土或钢铁表面，因此与同样厚度的普通涂层相比，其抵抗腐蚀性介质穿透的阻力增加5～7倍。玻璃鳞片涂层坚韧、耐磨，机械强度高，防腐寿命长，是国际上广泛使用的重防腐涂料。

（四）环氧彩漆

环氧树脂是浅黄色的，可以用加入颜料的方法调出各种色彩的环氧彩漆，供有装饰性或标识性要求之需。

环氧彩漆是用低分子环氧树脂配制而成，分子量小渗透力强，可以深深渗透入混凝土层，并充满混凝土中的气孔和裂缝中，起到封闭和与面漆结合的抓底作用。