CN103331922B - 一种具有强粘结能力的树脂基混凝土保护衬膜制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于高分子薄膜制备领域，具体涉及一种具有强粘结能力的树脂基混凝土保护衬膜的制备方法。以固体石蜡作为衬板材料，将固体石蜡熔融冷却成一定形状的石蜡板，在石蜡板上钻孔后，再将树脂浆液或树脂基浆液涂刷在石蜡板上，待树脂或树脂基浆液固化后，加热熔融石蜡板，即可得到带销钉的树脂基混凝土保护衬膜。该方法具有以下优点：制备工艺简单；制备得到的保护衬膜与混凝土的粘结强度高；以石蜡作为衬板材料对环境无污染，可回收重复利用；生产周期短，可大规模连续生产。

Description

一种具有强粘结能力的树脂基混凝土保护衬膜制备方法

技术领域

本发明属于高分子薄膜制备领域，具体涉及一种具有强粘结能力的树脂基混凝土保护衬膜的制备方法。

背景技术

随着经济的高速发展，海洋资源日益受到人类的重视和开发，海洋环境下的混凝土建筑物也越来越多，但海工混凝土工程如防浪堤坝、海港码头、海底隧道、跨海大桥等所处环境恶劣，长期受到海水中大量侵蚀离子的腐蚀，由于自身的特点，海工混凝土建筑一旦破坏，维修起来相当麻烦且耗资巨大，甚至需要拆弃重建，给国民经济带来巨大的损失。在发达国家近海混凝土工程中，光维修费用竟占用总投资的40％，我国每年由于腐蚀问题造成的损失达上千亿元。鉴于经济、资源和安全因素等多方面的考虑，防腐蚀破坏、提高混凝土耐久性引起了世界各国的广泛关注，成为土木工程界研究的重点。

按照国外目前的相关标准、规范的规定，保护混凝土和钢筋混凝土结构耐久性的技术措施，一般分为两大类：“基本措施”和“附加措施”。涂层保护是混凝土主要的“附加措施”，是常用的方法。它的作用是在钢筋混凝土表面形成不易透水、不易透气的覆盖层，以阻止或延缓氯盐、水和空气透入混凝土中，从而使钢筋的腐蚀作用受到限制，达到钢筋混凝土结构的耐久性。

通常防腐涂层由防腐底涂层、中间涂层和面涂层等多层结构组成。防腐涂料的涂装施工环境大多在现场施工，其施工条件难以控制(温度、湿度、通风等)，底材的状况千差万别，所以对施工工艺和现场管理要求较高，同时对涂装工的操作技能也提出较高要求，此外，这种涂层技术增加了工程周期，往往对于水下的混凝土建筑物构筑物带来施工困难，并且对工程膜板的周转带来一定的压力。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种具有强粘结能树脂基混凝土保护衬膜的制备方法，利用该方法能方便的制备出预制带销钉的树脂基混凝土保护衬膜。

一种具有强粘结能力的树脂基混凝土保护衬膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将固体石蜡置于膜板中，加热至完全溶化，于25℃条件下冷却1.5～2h，在石蜡未完全硬化前用刀片切割使石蜡与膜板脱离，得到石蜡板；

(2)将上述石蜡板放在两块洁净的平板之间，并在平板上施加大小为0.1Mpa～0.2Mpa的作用应力，保持5～20分钟后取出；

(3)再在石蜡板上钻孔，得到带孔的石蜡板；

(4)将配置好的树脂浆液或树脂基浆液涂刷在带孔的石蜡板上，待树脂浆液或树脂基浆液留平后，置于25℃～45℃环境下5～24h，然后将石蜡衬板加热熔融，除去石蜡材料，即得到预制带销钉的树脂基混凝土保护衬膜。

上述方案中，所述石蜡在常温下为固体石蜡，步骤(1)所述加热的温度在石蜡溶点以上即可，为了加快溶化，可将加热温度较石蜡熔点相应提高10～30℃，本方案中加热温度优选为60～80℃。

上述方案中，步骤(2)中所述平板为金属平板或非金属平板，保证最终的石蜡表面平整即可。

上述方案中，所述的石蜡板厚度根据需要可任意控制，石蜡板厚度可由下式确定： $\mathrm{\μ}=\frac{m}{\mathrm{\ρ}s}$

μ——衬膜厚度；

m——石蜡的质量；

ρ——石蜡的密度；

s——石蜡衬板面积。

上述方案中，步骤(3)所述孔的孔径尺寸为0.5～2.5mm，孔的分布密度为1×10³～2.25×10⁶个/m²。

上述方案中，步骤(3)所述孔的形状为圆形、椭圆形、三角形、或多边形；孔的内壁为光滑型或粗糙型；孔的孔径尺寸为单尺寸、或多个尺寸梯度复合组成。

上述方案中，所述保护衬膜上销钉的形状、长度、排布、及密度由石蜡板上的孔决定。

上述方案中，步骤(4)所述石蜡板加热熔融的温度为不小于石蜡熔点温度，但亦不可过高，否则会影响衬膜质量，本方案中加热温度优选为60～80℃。

上述方案中，步骤(4)所述石蜡材料可回收重复利用，对环境无污染。本发明的有益效果：

(1)利用本发明的制备方法，能制备得到一种预制带销钉树脂基混凝土保护衬膜，该树脂基保护衬膜厚度可控，销钉与膜是一个整体，销钉的尺寸结构、密度、排布可根据需要控制；与传统的涂层工艺制备方法相比，本发明制备得到的树脂基保护衬膜与混凝土的粘结强度提高14～27％。

(2)本发明制备工艺简单，制备的石蜡板厚度可控，并可在石蜡板上根据需要设置各种形状、大小、密度、及排布的通孔，该通孔决定了树脂基保护衬膜上销钉的密度、大小、形状、及排布，使树脂基保护衬膜的应用针对性强，适应性广。

(3)本发明提供的一种树脂基混凝土保护衬膜制备方法，固化后的树脂基保护衬膜易脱膜，且脱膜时熔融的衬板材料(石蜡材料)对环境无污染，可回收重复利用。

(4)本发明制备过程中，树脂浆液或树脂基浆液留平后的环境温度及加热熔融石蜡板时的温度，均有利于树脂或树脂基浆液的固化，因此与传统工艺相比，本发明能缩短树脂或树脂基浆液的固化时间，且预制衬膜的制备周期短，可适用于大规膜连续生产。

(5)本发明制备的带销钉预制膜可应用于如防浪堤坝、海港码头、跨海大桥等海工混凝土工程。采用本发明制备的防腐衬膜，可在施工时将衬膜预设在工程膜板内侧，混凝土构件浇筑后，衬膜与混凝土构件紧密结合为一个整体，这种一体化施工技术既能缩短工程周期，又能克服传统涂层现场水上和水下施工的难题。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实例。

实施例1

称取密度为0.88g/cm³，熔点为48℃的固体工业石蜡44g，置于100mm×100mm的金属器皿中加热至60℃，直至石蜡完全溶化，然后置于室温(25℃)冷却1.5h后脱膜，将冷却后的石蜡板放在两块150mm×150mm的玻璃板中间，均匀加压0.1Mpa并保持20min后移去玻璃板，此石蜡板厚度μ＝44/(0.88×10^-3×100×100)＝5mm。

选取孔径r＝1.5mm的圆形钻头，设计钻孔密度为4×10⁴个/m²，以正方排列的方式钻孔，即可制得带孔的石蜡板，将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液涂刷在带孔石蜡板上，留平后，涂层的厚度为0.8mm，置于25℃环境下24h后，将石蜡板加热熔融，加热温度为60℃，除去石蜡材料(该石蜡材料可回收重新用来制备石蜡板)，得到：密度为4×10⁴个/m²、长5mm、孔径为1.5mm、厚度为0.8mm的圆形单尺寸带销钉树脂防腐膜。

按照JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范，采用拉脱实验方法测定树脂基膜与混凝土之间的粘结力。性能评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高14％。

实施例2

称取密度为0.88g/cm³，熔点为48℃的固体工业石蜡88g，置于100mm×100mm的金属器皿中加热至70℃，直至石蜡完全溶化，然后置于室温(25℃)冷却1.5h后脱膜，将冷却后的石蜡板放在两块150mm×150mm的玻璃板中间，均匀加压0.15Mpa并保持10min后移去玻璃板，此石蜡板厚度μ＝88/(0.88×10^-3×100×100)＝10mm。

选取孔径r＝1.5mm的圆形钻头，设计钻孔密度为4×10⁴个/m²，以正方排列的方式钻孔，即可制得带孔的石蜡板，将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液涂刷在石蜡板上，留平后，涂层的厚度为0.8mm，置于35℃环境下10h后，将石蜡板加热熔融，加热温度为60℃，除去石蜡材料(该石蜡材料可回收重新用来制备石蜡板)，得到：密度为4×10⁴个/m²、长10mm、孔径为1.5mm、厚度为0.8mm的圆形单尺寸带销钉树脂防腐膜。

该树脂基膜性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高18％。

实施例3

称取密度为0.88g/cm³，熔点为48℃的固体工业石蜡220g，置于100mm×100mm的金属器皿中加热至80℃，直至石蜡完全溶化，然后置于室温(25℃)冷却1.5h后脱膜，将冷却后的石蜡板放在两块150mm×150mm的玻璃板中间，均匀加压0.2Mpa并保持5min后移去玻璃板，此石蜡板厚度μ＝220/(0.88×10^-3×100×100)＝25mm。

选取孔径r＝1.5mm的圆形钻头，设计钻孔密度为1×10⁴个/m²，以正方排列的方式钻孔，即可制得带孔的石蜡板，将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液涂刷在石蜡板上，留平后，涂层的厚度为0.8mm，置于45℃环境下5h后，将石蜡板加热熔融，加热温度为60℃，除去石蜡材料(该石蜡材料可回收重新用来制备石蜡板)，得到：密度为1×10⁴个/m²、长25mm、孔径为1.5mm、厚度为0.8mm的圆形单尺寸带销钉树脂防腐膜。

该树脂基膜性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高18％。

实施例4

称取密度为0.88g/cm³，熔点为48℃的固体工业石蜡44g，置于100mm×100mm的金属器皿中加热至70℃，直至石蜡完全溶化，然后置于室温(25℃)冷却1.5h后脱膜，将冷却后的石蜡板放在两块150mm×150mm的玻璃板中间，均匀加压0.1Mpa并保持20min后移去玻璃板，此石蜡板厚度μ＝44/(0.88×10^-3×100×100)＝5mm。

分别选取孔径r₁＝1.5mm、r₂＝2.5m的圆形钻头从石蜡板两侧钻孔，保持两个钻头中心对齐，其中孔径r₁＝1.5mm的钻头钻入深度为3mm，孔径r₂＝2.5mm的钻头钻入深度为2mm，设计钻孔密度为4×10⁴个/m²，以正方排列的方式钻孔，即可制得带孔的石蜡板，将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液涂刷在石蜡板上，留平后，涂层的厚度为0.8mm，置于25℃环境下24h后，将石蜡板加热熔融，加热温度为60℃，除去石蜡材料(该石蜡材料可回收重新用来制备石蜡板)，得到：密度为4×10⁴个/m²、厚度为0.8mm、由孔径1.5mm和2.5mm组成的长5mm梯度圆形复合尺寸带销钉树脂防腐膜。

该树脂基膜性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高23％。

实施例5

称取密度为0.88g/cm³，熔点为48℃的固体工业石蜡88g，置于100mm×100mm的金属器皿中加热至70℃，直至石蜡完全溶化，然后置于室温(25℃)冷却2h后脱膜，将冷却后的石蜡板放在两块150mm×150mm的玻璃板中间，均匀加压0.1Mpa并保持20min后移去玻璃板，此石蜡板厚度μ＝88/(0.88×10^-3×100×100)＝10mm。

分别选取孔径r₁＝1.5mm、r₂＝2.5m的圆形钻头从石蜡板两侧钻孔，保持两个钻头中心对齐，其中孔径r₁＝1.5mm的钻头钻入深度为7mm，孔径r₂＝2.5mm的钻头钻入深度为3mm，设计钻孔密度为4×10⁴个/m²，以正方排列的方式钻孔，即可制得带孔的石蜡板，将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液涂刷在石蜡板上，留平后，涂层的厚度为0.8mm，置于35℃环境下10h后，将石蜡板加热熔融，加热温度为70℃，除去石蜡材料(该石蜡材料可回收重新用来制备石蜡板)，得到：密度为4×10⁴个/m²、厚度为0.8mm、由孔径1.5mm和2.5mm组成的长10mm梯度圆形复合尺寸带销钉树脂防腐膜

该树脂基膜性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高27％。

实施例6

称取密度为0.88g/cm³，熔点为48℃的固体工业石蜡220g，置于100mm×100mm的金属器皿中加热至70℃，直至石蜡完全溶化，然后置于室温(25℃)冷却1.75h后脱膜，将冷却后的石蜡板放在两块150mm×150mm的玻璃板中间，均匀加压0.1Mpa并保持20min后移去玻璃板，此石蜡板厚度μ＝220/(0.88×10^-3×100×100)＝25mm。

分别选取孔径r₁＝1.5mm、r₂＝2.5m的圆形钻头从石蜡板两侧钻孔，保持两个钻头中心对齐，其中孔径r₁＝1.5mm的钻头钻入深度为20mm，孔径r₂＝2.5mm的钻头钻入深度为5mm，设计钻孔密度为4×10⁴个/m²，以正方排列的方式钻孔，即可制得带孔的石蜡板，将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液涂刷在石蜡板上，留平后，涂层的厚度为0.8mm，置于45℃环境下5h后，将石蜡板加热熔融，加热温度为80℃，除去石蜡材料(该石蜡材料可回收重新用来制备石蜡板)，得到：密度为4×10⁴个/m²、厚度为0.8mm、由孔径1.5mm和2.5mm组成的长25mm梯度圆形复合尺寸带销钉树脂基防腐膜。

该树脂基膜性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高27％。

实施例7

称取密度为0.88g/cm³，熔点为48℃的固体工业石蜡44g，置于100mm×100mm的金属器皿中加热至80℃，直至石蜡完全溶化，然后置于室温(25℃)冷却1.5h后脱膜，将冷却后的石蜡板放在两块150mm×150mm的玻璃板中间，均匀加压0.1Mpa并保持20min后移去玻璃板，此石蜡板厚度μ＝44/(0.88×10^-3×100×100)＝5mm。

选取孔径r＝0.5mm的圆形钻头，设计钻孔密度为2.25×10⁶个/m²，以正方排列的方式钻孔，即可制得带孔的石蜡板，将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液涂刷在石蜡板上，留平后，涂层的厚度为0.8mm，置于35℃环境下10h后，将石蜡板加热熔融，加热温度为60℃，除去石蜡材料(该石蜡材料可回收重新用来制备石蜡板)，得到：密度为2.25×10⁶个/m²、长5mm、孔径为0.5mm、厚度为0.8mm的圆形单尺寸带销钉树脂防腐膜。

该树脂基膜性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高23％。

实施例8

称取密度为0.88g/cm³，熔点为48℃的固体工业石蜡44g，置于100mm×100mm的金属器皿中加热至80℃，直至石蜡完全溶化，然后置于室温(25℃)冷却1.5h后脱膜，将冷却后的石蜡板放在两块150mm×150mm的玻璃板中间，均匀加压0.1Mpa并保持20min后移去玻璃板，此石蜡板厚度μ＝44/(0.88×10^-3×100×100)＝5mm。

选取孔径r＝2.5mm的圆形钻头，设计钻孔密度为1×10³个/m²，以正方排列的方式钻孔，即可制得带孔的石蜡板，将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液涂刷在石蜡板上，留平后，涂层的厚度为0.8mm，置于25℃环境下24h后，将石蜡板加热熔融，加热温度为70℃，除去石蜡材料(该石蜡材料可回收重新用来制备石蜡板)，得到：密度为1×10³个/m²、长5mm、孔径为2.5mm、厚度为0.8mm的圆形单尺寸带销钉树脂防腐膜。

该树脂基膜性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高14％。

实施例9

与实例1基本相同，不同之处在于：孔按菱形排布。

该实施例制备的树脂防腐膜粘结性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高23％。

实施例10

与实例1基本相同，不同之处在于：孔按正六边形排布。

该实施例制备的树脂防腐膜粘结性能评价方法同实例1，评价结果见表1。结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高23％。

实施例11

与实例2基本相同，不同之处在于：钻头截面为边长1.5mm的等边三角形。

该实施例制备的树脂防腐膜粘结性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高27％。

实施例12

与实例5基本相同，不同之处在于：钻头为孔径r₁＝1mm、r₂＝2mm。

该实施例制备的树脂防腐膜粘结性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高18％。

实施例13

与实例5基本相同，不同之处在于：将配置好的树脂基浆液涂刷在石蜡板上，其中该树脂基浆液为：在E44和聚酰胺按按质量比1:0.8配置好的的树脂浆液中加入细度为320m²/kg的42.5级硅酸盐水泥，树脂浆液与硅酸盐水泥质量比为1:1。涂层的厚度为0.8mm。

该实施例制备的树脂基防腐膜粘结性能评价方法同实例1，评价结果见表1，结果表明，其粘结强度满足JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中混凝土涂层粘结强度不小于1.5Mpa的要求，且比传统涂层的粘结强度高14％。

对比例

采用E44和聚酰胺651制备树脂浆液，树脂配比和用量与实施例1～12相同，考察封闭底漆与混凝土粘接强度。制作500mm×500mm×50mm的C30混凝土试件，标准条件下养护28d，用水泥砂浆修补蜂窝、漏石等明显缺陷，进行表面清洁处理后，表湿试件置于清水中浸泡，表干试件则放置在室内阴干。按照标准要求分别进行涂装，涂装完成后，表湿试件经4h后浸没在3％食盐水中12h后捞起，再过12h又浸没，如此反复进行养护7d；表干试件放置在室内自然养护7d。采用拉脱式涂层粘结力测试仪进行粘结力试验。参照JTJ275-2000海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范中附录C混凝土表面涂层试验方法，开展粘结力试验，表干试件粘结力结果见表1。

表1

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种树脂基混凝土保护衬膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将固体石蜡置于模板中，加热至完全熔化，于25℃条件下冷却1.5～2h，在石蜡未完全硬化前用刀片切割使石蜡与模板脱离，得到石蜡板；

(2)将上述石蜡板放在两块洁净的平板之间，并在平板上施加大小为0.1Mpa～0.2Mpa的作用应力，保持5～20分钟后取出；

(3)再在石蜡板上钻孔，得到带孔的石蜡板；

(4)将E44和聚酰胺651按质量比1:0.8配置好的树脂浆液或树脂基浆液涂刷在带孔的石蜡板上，待树脂浆液或树脂基浆液留平后，置于25℃～45℃环境下5～24h，然后将石蜡板加热熔融，除去石蜡材料，即得到预制带销钉的树脂基混凝土保护衬膜。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(1)所述加热的温度为60～80℃。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述石蜡板的厚度由下式确定：

$\mathrm{\μ}=\frac{m}{\mathrm{\ρ}s}$

μ——石蜡板厚度；

m——石蜡的质量；

ρ——石蜡的密度；

s——石蜡板面积。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(2)所述平板为金属平板或非金属平板。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(3)所述孔的孔径为0.5～2.5mm，孔的分布密度为1×10³～2.25×10⁶个/m²，孔的深度为石蜡板厚度。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(3)所述孔的形状为圆形、椭圆形、三角形、或多边形，孔的内壁为光滑型或粗糙型，孔的孔径为单尺寸、或多个尺寸梯度复合组成。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于步骤(4)所述石蜡板加热熔融的温度为50℃～80℃。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于对步骤(4)所述石蜡材料进行回收重复利用。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述保护衬膜的厚度根据需求控制，保护衬膜上销钉的形状、长度、排布、及密度由石蜡板上的孔决定。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于所述保护衬膜为树脂基混凝土防腐膜。