沿海混凝土设施防腐蚀与伪装涂料研究

摘要:恶劣的海洋环境使钢筋混凝土设施达不到预期寿命,造成能源、资源的巨大浪费。而且由于这些混凝土设施大多处于军港、码头等军事前沿地带,是外军监视、侦察的重点对象。研制了一种适用于沿海钢筋混凝土设施的防腐蚀伪装涂料,并就某混凝土建筑设计涂料伪装图案,确定施工工艺。

    关键词:混凝土;腐蚀;伪装涂料

    1.引言

    氯离子的腐蚀是沿海混凝土建筑物腐蚀破坏的最重要的原因之一。由于混凝土材料的多孔性,随着混凝土构筑物投入使用,来自外部海水、海风、海雾、化冰盐或建筑过程中使用的早强剂、防冻剂等中的氯离子就会进入混凝土内部,导致混凝土膨胀破坏。同时,镁盐在海水中含量较大,渗入混凝土中也会发生化学反应,削弱水泥粘接力,降低混凝土强度。目前,国内外对钢筋混凝土的防护措施主要有4种:对钢筋表面进行涂敷处理、阴极保护、在混凝土中引入外加剂和在混凝土表面使用涂层。其中,在混凝土表面使用涂层最简单、最经济而且维修更新最方便,在国外建筑工程中广泛采用。在可见光波段,现有侦察设备的黑白摄影地面最小几何分辨率为0.15～0.3m,多光谱摄影为1.5～3m,这一尺寸远小于地面立式油罐的几何尺寸,以1000m3的立式油罐为例,其直径可以达到12m,以致其发现概率可高达100%。开展混凝土设施涂料伪装防护研究,就是在混凝土设施表面涂敷不同色彩的具有防腐与伪装双重功效的涂料,尽量减少设施与周围环境(背景)之间的亮度、色度对比,达到对混凝土设施视觉信号的控制,从而实现在平时具有对太空侦察卫星携载的可见光照相探测定位侦察的伪装防护、在战时则可降低敌方机载光学制导导弹的探测概率。

    2.海洋环境下混凝土设施的腐蚀与防护涂装

    2.1 海洋环境下混凝土防腐涂料设计要求

    根据《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》对混凝土表面涂层的要求,防腐蚀涂料应具有良好的耐碱性、附着力和耐蚀性,底层涂料应具有良好的渗透能力;表层涂料应具有耐老化性。经过研究分析,本文设计了3层复合结构的涂料体系。采用低相对分子质量的环氧树脂配以超细石英粉、云母等填料作为封闭底液,使其能够渗入混凝土内部,与混凝土表面附着力大于混凝土本体抗拉强度,并与中间层漆具有良好的配套性;中间层选用中等相对分子质量的环氧树脂,配以玻璃鳞片等填料,使中间层具有较高的抗渗透性能,良好的耐盐水性能;面漆采用聚氨酯改性丙烯酸酯涂料,使其具有较好的耐候性。

    2.2 主要原材料

    环氧树脂:E20、E42;超细石英粉、云母粉、玻璃鳞片、丙烯酸树脂、改性芳香胺、改性脂肪胺、甲苯、正丁醇、醋酸丁酯、助剂:均为工业级,市售;甲苯二异氰酸酯预聚物(自制)。

    2.3 涂料制备工艺

    底漆和面漆的甲组分先称取溶剂加入高速分散机中混合均匀,然后加入树脂高速搅拌,待树脂全部溶解后,加入其余原材料高速分散1.5h,输入砂磨机研磨到规定的细度,最后输入低速搅拌机,调整涂料黏度。中间漆甲组分中除玻璃鳞片外的其余原材料的加入顺序和底漆、面漆的甲组分加入顺序相同,研磨结束后才加入玻璃鳞片,重新回流至高速搅拌机中,高速搅拌0.5h后出料。

    2.4 涂层主要技术指标和涂刷程序