CN101078124A - 钢材的包覆防蚀方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设置在海洋、湖泊和河流等中的钢材的包覆防蚀方法。首先在钢材表面涂敷糊状的矿物脂类防蚀材料，并在其上面缠绕带状的矿物脂类防蚀带，之后进一步用由保护罩和设置在该保护罩内表面的泡沫塑料材料或者橡胶构成的缓冲材料进行包覆。采用本发明的防蚀方法可保护海洋、河流和湖泊等水体中钢构筑物能够长期、高效、稳定的免遭腐蚀。

Description

钢材的包覆防蚀方法
技术领域
本发明涉及一种设置在海洋、湖泊和河流等中的钢管桩以及钢板桩的包覆防蚀方法。
背景技术
在海洋、湖泊和河流中建造的平台的基础桩、码头、护墩桩以及护岸等一般使用钢管桩和钢板桩。对长期浸在水面下的部分可以采用阴极保护法以有效地防止腐蚀，但是对于潮水涨落的潮差区和浪花飞溅区部分则很难采用这种方法有效地防止腐蚀。有关在这个部分的传统防腐蚀措施，主要采取以下三种方法。第一种方法是采用包括混凝土在内的水泥沙浆进行包覆。但水泥沙浆包覆会因海水的渗透作用，导致沙浆中的盐分浓度变大，pH变小，从而导致水泥沙浆的防腐蚀性能降低。此外，水泥沙浆还存在抗弯曲性能差，因船舶停靠时的振动而发生龟裂等问题。第二种方法是用涂层进行包覆。这二种方法中具有代表性的方法是底层采用富锌底漆，表层采用环氧树脂涂料进行包覆。涂层能使钢构造物达到长期防锈蚀的目的。但是，对已经埋设的钢管桩进行涂敷时，特别是对潮水涨落部分进行涂敷时，因潮位的变化和波浪等因素，要形成优质的涂膜非常困难，而且防蚀效果也不太充分。第三种方法是采用矿物脂类防蚀材料进行包覆。该方法是将浸渍了以矿脂为主成分的防腐剂的防蚀带缠绕在对象物上，然后采用由FRP等制成的保护罩包覆该防蚀带的表面以进行保护，这种方法被经常应用。但是，由于在钢材表面直接缠绕防蚀带然后用保护罩进行包覆，而已经埋设的钢铁又因腐蚀和孔蚀等表面凹凸不平，所以防蚀带与钢材的表面之间不能充分吻合，从而导致密合性变差，防蚀带和钢材之间产生间隙。此外，也会因来自外部的冲击等原因，导致该部位变形，这样也会导致防蚀带和钢材之间产生间隙。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢材的包覆防蚀方法。
本发明技术方案是：在钢材表面涂敷糊状的矿物脂类防蚀材料，并在其上面缠绕带状的矿物脂类防蚀带，之后进一步用由保护罩和设置在该保护罩内表面的泡沫塑料材料或者橡胶构成的缓冲材料进行包覆。在所述保护罩的上下端部填充水中固化性树脂，以密封所述矿物脂类防蚀材料。在所述保护罩的两侧具有固定用法兰，在该法兰的结合位置上，加设塑料或纤维强化塑料制成的板件于带状的矿物脂类防蚀带与缓冲材料之间，通过法兰使板件与所述带状的矿物脂类防蚀带紧密贴合，该保护罩固定用法兰的结合部位于该板件宽度上的中间部位，用螺栓固定法兰。
所述矿物脂类防蚀材料按重量百分比计成分为：矿物脂10-45％、防锈剂5-10％、润滑剂30-40％、填充剂20-40％；其中：所述防锈剂为鞣酸和金属亚磺酸盐，比例为1∶1，润滑剂为流动石蜡，填充剂为碳酸钙或矿物云母。
所述带状的矿物脂类防蚀带为浸泡过矿物脂类防蚀剂的厚度为1.1-5mm的纺布或无纺布；其中：纺布或无纺布由尼龙或聚酯合成纤维制成。
所述矿物脂类防蚀剂按重量百分比计成分为：35-68％的矿物脂，1-5％的防锈剂、10-20％的润滑剂以及20-40％的填充剂，其中：防锈剂可为鞣酸，润滑剂可为流动石蜡，填充剂可为碳酸钙、矿物云母或滑石粉。
所述保护罩的材质为不饱和聚酯树脂中掺加玻璃纤维。
采用本发明具有如下有益效果：
1.尽管腐蚀钢材表面凹凸不平，但采用本发明所述的矿物脂类防蚀材料能够全面覆盖在钢材表面使其完全吻合，同时致密性好。
2.本发明所采用的保护罩和钢材之间没有空隙，保护罩内侧可以防止生物的繁殖，达到长期防腐蚀的目的。
3.即使包覆防蚀体受到漂浮物的撞击时，采用本发明也能吸收一部分能量，从而能够防止所包覆的防蚀体受到外力的破坏。
4.由于本发明底层矿物脂类防蚀材料和防蚀带是同一系列的防腐蚀材料，相互之间可以粘结在一起而变为一体。
5.由于保护罩的上部能够防止海水侵入，从而可以防止矿物脂类防蚀材料的损伤和流出。
6.本发明保护罩和挡板之间致密性好，难以产生空隙可以防止海水向保护罩内的侵入、能防止矿物质的损伤及流出。
7.即使被覆防蚀体(如钢管桩、钢板桩)、保护罩以及在制造上有些误差，也可以自行调整，能够达到长期、高效、稳定的防腐蚀效果。
8.由于本发明在矿物脂类防蚀材料中添加了鞣酸以及金属亚磺酸盐，在潮湿的环境中也具有很好的防腐蚀性能。
附图说明
图1为本发明一个实施例钢材的覆盖层结构示意图。
图2为图1中钢管柱保护外罩视图。
图3为图2仰视图。
图4为图2正视图。
图5为图2左视图。
图6为图3中A-A视图。
图7为本发明一个实施例的使用状态图。
图8为图4中钢管柱保护罩连接图。
标号为：1.矿物脂类防蚀材料、2.防蚀带、3.板件、4.保护罩、5.缓冲材料、6.螺栓、7.水中固化性树脂、8.钢管桩或钢板桩。
具体实施方式
实施例1
本实施例以建在海洋和河流等地的钢管桩或钢板桩8钢材为例：如图1所示，在其表面涂敷糊状的矿物脂类防蚀材料1，并在其上面缠绕带状的矿物脂类防蚀带2，之后进一步用由保护罩4和设置在该保护罩内表面的泡沫塑料材料或者橡胶构成的缓冲材料5进行包覆。
参见图2、图3、图4、图5、图6、图8所示：所述保护罩4的上下端部充填水中固化性树脂7，以密封所述矿物脂类防蚀材料1。在所述保护罩4的两侧具有固定用法兰，在该法兰的结合位置上，加设塑料或纤维强化塑料制成的板件3，于带状的矿物脂类防蚀带2与缓冲材料5之间通过法兰使塑料或纤维强化塑料制成的板件3与所述带状的矿物脂类防蚀带2紧密贴合，该保护罩4固定用法兰的结合部位于该板件3宽度的中央部位，用螺栓6固定。
本实施例中矿物脂类防蚀材料按重量百分比计矿物脂10％、鞣酸5％、金属亚磺酸盐5％、流动石蜡40％、碳酸钙40％；其中：矿物脂为石油蜡，其100℃时的流动粘度是10-30mm/s(本实施例流动粘度是20mm/s)，融点在45-80℃的范围之内(本实施例融点为50℃)。
本实施例中所述带状的矿物脂类防蚀带为浸泡过矿物脂类防蚀剂的厚度为1.1mm的纺布，纺布采用尼龙。
本实施例中所述矿物脂类防蚀剂含有按重量百分比计35％的矿物脂，5％的鞣酸，20％的流动石蜡以及40％的碳酸钙；其中：矿物脂是石油蜡，其100℃时的流动粘度是10-30mm/s(本实施例流动粘度是15mm/s)，融点在45-80℃的范围之内(本实施例融点为70℃)。
所述浸泡过程为：各种成分加热融化后将带状纺布浸入溶液中，浸到一定厚度，取出拧干便成。
所述保护罩为不饱和聚酯树脂中掺加玻璃纤维，其中不饱和聚酯树脂与玻璃纤维的配料比例为现有技术。
具体操作如下(参见图7)：
1)用手工工具如刨锤、刮板、剪和动力工具錾子清除附着在钢管桩或钢板桩8表面的生物和浮锈。
2)采用本实施例所提供的糊状的矿物脂类防蚀材料1，将其用手定量均匀的涂敷在钢管桩或钢板桩8表面，同时由于孔蚀而产生显著的凹凸部位可被糊状的矿物脂类防蚀材料1填充使其平滑。
3)对于本实施例的钢管桩或钢板桩8来说，采用本实施例所采用的带状的矿物脂类掺加防蚀带2重复缠绕二层。
4)用手按压带状的矿物脂类防蚀带2表面以将内部的残留空气和海水挤出，并除去气孔，使防蚀带2与钢管桩或钢板桩8表面紧密接触。
5)将由不饱和聚酯树脂中掺加玻璃纤维构成的保护罩4安装在带状的矿物脂类防蚀带2的表面上。保护罩4的内面预先用粘合剂粘贴有发泡聚乙烯或发泡聚氨酯的泡沫塑料材料的片材或者乙烯丙烯或聚氨酯的橡胶的缓冲材料5。
6)保护罩4的两侧具有固定用法兰，在该法兰的结合位置处，粘接有塑料或强化纤维塑料构成的圆弧状板件3(参见图3)。
7)保护罩4固定用法兰的结合部位用不锈钢、铜合金等耐腐蚀性能好的螺栓6螺帽固定(参见图8)。
8)在保护罩的上下端部填充水中固化性树脂7，其水中固化性树脂为环氧系列，以防止从端部使矿物脂类防蚀材料1受到损伤。
实施例2
测定防腐蚀效果：
将4根钢管分别放置在浪溅区的位置为：+3.55m，+2.95m，+1.70m，+1.10m，同时采用实施例1方式将上述4根钢材保护起来，1168天后取回，从腐蚀失重计算腐蚀速度。
将未保护的钢材作为对照，同样放置在上述4个不同的位置，1168天后取回，从试片的失重计算腐蚀速度。
防腐效果的计算方法：
防蚀率(％)＝[(对照的腐蚀速度)-(试验的腐蚀速度)]×100/(对照的腐蚀速度)
结果如下表所示
  潮位(m)   对比例1的腐蚀速度(mm/a)   实施例1的腐蚀速度(mm/a)   防蚀率
  +3.55   0.3683   0.0004   99.9
  +2.95   0.3683   0.0001   99.9
  +1.70   0.2100   0.0001   99.9
  +1.10   0.0350   0.0003   99.1

Claims (9)

1.一种钢材的包覆防蚀方法，其特征：在钢材表面涂敷糊状的矿物脂类防蚀材料，并在其上面缠绕带状的矿物脂类防蚀带，之后进一步用由保护罩和设置在该保护罩内表面的泡沫塑料材料或者橡胶构成的缓冲材料进行包覆。
2.如权利要求1所述钢材的包覆防蚀方法，其特征在于：在所述保护罩的上下端部填充水中固化性树脂，以密封所述矿物脂类防蚀材料。
3.如权利要求1或2所述钢材的包覆防蚀方法，其特征在于：在所述保护罩的两侧具有固定用法兰，在该法兰的结合位置上，加设塑料或纤维强化塑料制成的板件于带状的矿物脂类防蚀带与缓冲材料之间，通过法兰使板件与所述带状的矿物脂类防蚀带紧密贴合，该保护罩固定用法兰的结合部位于该板件宽度上的中间部位，用螺栓固定法兰。
4.如权利要求1或2所述钢材的包覆防蚀方法，其特征在于：所述矿物脂类防蚀材料按重量百分比计成分为：矿物脂10-45％、防锈剂5-10％、润滑剂30-40％、填充剂20-40％；其中：所述防锈剂为鞣酸和金属亚磺酸盐，比例为1∶1，润滑剂为流动石蜡，填充剂为碳酸钙或矿物云母。
5.如权利要求3所述钢材的包覆防蚀方法，其特征在于：所述矿物脂类防蚀材料按重量百分比计成分为：矿物脂10-45％、防锈剂5-10％、润滑剂30-40％、填充剂20-40％；其中：所述防锈剂为鞣酸和金属亚磺酸盐，比例为1∶1，润滑剂为流动石蜡，填充剂为碳酸钙或矿物云母。
6.如权利要求1或3所述钢材的包覆防蚀方法，其特征在于：所述带状的矿物脂类防蚀带为浸泡过矿物脂类防蚀剂的厚度为1.1-5mm的纺布或无纺布；其中：纺布与或纺布由尼龙或聚酯合成纤维制成。
7.如权利要求6所述钢材的包覆防蚀方法，其特征在于：所述矿物脂类防蚀剂按重量百分比计成分为：35-68％的矿物脂，1-5％的防锈剂、10-20％的润滑剂以及20-40％的填充剂，其中：防锈剂可为鞣酸，润滑剂可为流动石蜡，填充剂可为碳酸钙、矿物云母或滑石粉。
8.如权利要求1或2所述的钢材的包覆防蚀方法，其特征在于：保护罩的材质为不饱和聚酯树脂中掺加玻璃纤维。
9.如权利要求3所述的钢材的包覆防蚀方法，其特征在于：保护罩的材质为不饱和聚酯树脂中掺加玻璃纤维。
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