CN107903779A - 一种用于输电线路钢筋水泥杆防风化涂料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于输电线路钢筋水泥杆防风化涂层。该涂层由环氧树脂20％‑30％、环氧树脂固化剂20％‑30％、邻苯二甲酸酯类5％‑10％、醇酸树脂30％‑55％混合而成，用于输电线路钢筋水泥杆修复针对性较好、有效期长，按照既定的比例配比，涂料粘着性好、结构致密、经久耐用，并且使用成本低、环保无污染、制备工艺简单、操作方便；尤其适合用于水泥杆裂纹密封和表面防风化，方便快捷地解决输变电钢筋水泥杆维护问题。

Description

一种用于输电线路钢筋水泥杆防风化涂料

技术领域

本发明属于输变电水泥杆修复和水泥杆涂料技术领域，具体涉及一种用于输电线路钢筋水泥杆防风化涂层。

背景技术

早期建设的35kV、110kV等输电线路采用了大量的钢筋水泥杆作为线路的支撑构件，而变电站的架构也是较多地选用了钢筋水泥杆作为支架。输电线路钢筋水泥杆分为非预应力钢筋混凝土杆和预应力钢筋混凝土杆，此种电杆结构简单、加工方便，工程造价低，在架空输电线路中被广泛采用。由于运行时间较长，其表面出现风化和裂缝，继续发展将会出现表层混凝土碎裂脱落，导致输电钢筋水泥杆的承载能力下降，给输电线路的安全运行造成威胁。DL/T 741-2010《架空输电线路运行规程》规定：预应力钢筋混凝土杆出现裂纹，非预应力钢筋混凝土杆出现纵向裂纹和横向裂纹，缝隙宽度超过0.2mm时应进行处理。目前已有不少输电线路进入老龄期，输电线路钢筋混凝土杆裂纹现象严重。尽管曾采取局部修复和加固等措施，但表面风化和裂缝产生问题一直没有得到很好解决，由于受到各种因素的制约，难以对损伤后输变电钢筋水泥杆进行全部更换，而且更换成本较大，给输电线路的维护带来很大的困扰。现有技术中有采用水泥修复剂修补、全杆刷浆的“补强”方法，但所用涂料针对性较差、有效期短、效果不好。

发明内容

针对上述情况，本发明在充分调研和模拟试验的基础上，提出一种输变电钢筋水泥杆裂纹密封和表面防风化涂料，以解决输变电钢筋水泥杆维护问题。

具体的，本发明涉及以下技术方案：

首先，本发明公开了一种用于输电线路钢筋水泥杆防风化涂层组合物，该组合物包括：环氧树脂20％-30％、环氧树脂固化剂20％-30％、邻苯二甲酸酯类5％-10％、醇酸树脂30％-55％。

本发明涂层组合物，各组分说明如下：

环氧树脂：是一种性质优良的高分子合成材料，固化后具有良好的物理、化学性能，具有优异的粘结能力，柔韧性较好。

环氧树脂固化剂：是环氧树脂优良的固化剂和增韧剂，具有粘结强度大、韧性好，无臭、无毒，常温固化。

邻苯二甲酸酯类：作为增塑剂，其无色透明液体，具有芳香气味，可使涂层具有良好的柔软性，稳定性、耐挠曲性、黏结性和防水性均优于其他增塑剂。

醇酸树脂：是以醇酸树脂为主要成膜物质的合成树脂涂料，由脂肪酸、二元酸及多元醇反应而成的树脂，具有耐候性、附着力好和光亮、丰满等特点，且施工方便。

本发明通过实地排查发现，运行中的水泥杆裂纹主要有表面可视密集型细小裂纹、一条或多条长纵向裂缝、局部面积型碎裂和龟裂、钢筋外露等形式。一般情况下，运行中的水泥杆由于自然老化和长期受到不平衡力的作用，最初表现为杆身表面产生细小裂纹，此时空气、雨水、潮湿气体逐渐向内部侵蚀，当钢筋接触到空气、潮湿后开始锈蚀，其膨胀力使裂纹宽度、长度逐渐增加，直至造成钢筋外部的混凝土脱落。本发明在前期对国网山东省电力公司所属钢筋水泥杆缺陷排查情况的基础上，提出同步针对水泥杆裂纹密封和表面防风化处理的思路，并通过模拟试验研究了所述水泥杆防风化涂层组合物。

本发明中，邻苯二甲酸酯类作为增塑剂可调整环氧树脂涂料的柔韧性，此外，邻苯二甲酸酯类的选择依据还包括：环氧树脂和邻苯二甲酸酯类增塑剂具有较好的相容性，邻苯二甲酸酯类增塑后的环氧树脂和醇酸树脂涂料在热和光等老化条件下的色泽、粘着力和延伸性等的改善提高。

本发明中，环氧树脂固化体系的主要作用是粘结密封水泥杆上各种裂纹(包括密集型细小裂纹、一条或多条长裂缝、局部碎裂、混凝土龟裂)，且其针对水泥杆裂纹的粘结性和密封性均极为有效。通常环氧树脂固化体系一般由A、B两个组份组成，A组份为基料，由环氧树脂、活性稀释剂、增韧剂及其它助剂组成；B组份为固化剂，由固化剂、稀释剂和促进剂组成，考虑到本发明环氧树脂固化体系与其他组分(醇酸树脂涂料和邻苯二甲酸酯类)的配合使用，本发明优化了环氧树脂固化体系(仅包括环氧树脂及固化剂)，但其粘结性、固化时间等均能有效满足野外施工涂料要求。

本发明涂层组合物各组分的比例经过优化获得，例如，邻苯二甲酸酯类增塑剂的用量是通过实践来确定适宜数量，同时要考虑醇酸树脂涂料中加入环氧树脂固化体系影响，既要保证涂料的弹性及延伸率，又不至于过分降低涂膜的拉伸强度。

优选的实施方式中，本发明环氧树脂选自E-44环氧树脂(6101)；更为优选的，与之对应的环氧树脂固化剂选自聚酰胺环氧树脂固化剂650，其作为环氧树脂最优良的固化剂和增韧剂，不仅毒性小、挥发性小，而且和环氧树脂配用比例宽、操作简便，可常温固化，粘结性能和韧性均超过其他组合；具体的实施例中，环氧树脂固化剂选自EP型环氧树脂固化剂650B，其粘度相对更低。

本发明优选的实施方式中，邻苯二甲酸酯类选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁·苄酯等。更为优选的，邻苯二甲酸酯类选自邻苯二甲酸二丁酯，其具有良好的相容性、适宜的柔软度、好的粘着性及优良的耐候性，且粘度较低，适宜操作和喷涂工艺。

其次，本发明公开了上述用于输电线路钢筋水泥杆防风化涂层组合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将环氧树脂与环氧树脂固化剂混合，搅拌均匀；

(2)添加邻苯二甲酸二丁酯并均匀搅拌；

(3)在步骤(2)的基础上添加醇酸树脂，调节涂层的粘稠度和色彩度；

(4)将材料进行充分混合，搅拌均匀配置成涂料。

优选的实施例中，步骤(1)环氧树脂与环氧树脂固化剂重量比为1:1。

此外，本发明还公开了上述涂层组合物的应用，所述应用为用于输电线路钢筋水泥杆修补和防风化。

具体的，涂层组合物的应用方式为喷涂或刷涂。

优选的，应用过程中涂层厚度120μm-150μm。

本发明取得了以下有益效果：

本发明在前期排查水泥杆裂纹产生情况的基础上，针对水泥杆裂纹密封和表面防风化处理，并通过模拟试验研究了所述水泥杆防风化涂层组合物，所用涂料用于输电线路钢筋水泥杆修复针对性较好、有效期长，按照既定的比例配比，涂料粘着性好、结构致密、经久耐用，并且使用成本低、环保无污染、制备工艺简单、操作方便；尤其适合用于水泥杆裂纹密封和表面防风化，方便快捷地解决输变电钢筋水泥杆维护问题。

附图说明

图1本发明涂层在某110kV输电线路钢筋水泥杆上防腐施工应用图

图2本发明涂料涂层刷涂效果图

图3本发明涂料在某110kV输电线路钢筋水泥杆混凝土裂缝密封

图4本发明涂料在某110kV输电线路钢筋水泥杆预应力钢管加固与整体防腐效果图

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明，以下所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以下实施例所做的任何简单修改或等同变化，均落在本发明的保护范围内。

实施例1

按表1所述配比，配置涂料，

表1涂料配比

配料名称	比例(％)
		E-44环氧树脂6101	20
EP型环氧树脂固化剂650B	20
		邻苯二甲酸二丁酯(DBP)(化学纯)	5
醇酸树脂涂料	55

制备方法，包括以下步骤：

(1)将E-44环氧树脂与EP型环氧树脂固化剂650B混合，搅拌均匀；

(2)添加邻苯二甲酸二丁酯并均匀搅拌；

(3)在步骤(2)混合物的基础上添加醇酸树脂涂料，调节涂层的粘稠度和色彩度；

(4)将上述材料进行充分混合，搅拌均匀配置成涂料。

涂层测试试验效果：

将制备的涂层在200℃下保温15分钟后，进行冷热交替试验，反复150次后无裂纹产生；然后在250℃下保温15分钟后，进行冷热交替试验，反复50次后无裂纹产生；然后在300℃下保温15分钟后，进行冷热交替试验，反复33次后产生裂纹。

实施例2

按表2所述配比，配置涂料

表2涂料配比

配料名称	比例(％)
		E-44环氧树脂6101	20
EP型环氧树脂固化剂650B	20
		邻苯二甲酸二丁酯(DBP)(化学纯)	10
醇酸树脂涂料	50

制备方法，包括以下步骤：

(1)将E-44环氧树脂与EP型环氧树脂固化剂650B混合，搅拌均匀；

(2)添加邻苯二甲酸二丁酯并均匀搅拌；

(3)在步骤(2)混合物的基础上添加醇酸树脂涂料，调节涂层的粘稠度和色彩度；

(4)将上述材料进行充分混合，搅拌均匀配置成涂料。

实施例3

将本发明配置涂料直接应用到在110kV输电线路上的钢筋水泥杆上，采用刷涂方式将涂料刷涂在水泥杆外表面，见图1所示。该涂料粘着性高，不易脱落，防风化应用效果良好，涂层厚度均匀，厚度120μm-150μm，见图2所示。

实施例4

将本发明涂料配合输变电破损水泥杆修复技术的应用，具体如下：

将水泥杆碎裂脱落露筋和混凝土碎裂松动的区域铲除外表松动混凝土，露出钢筋。将露筋破损处的四边混凝土打磨成斜边，斜边的角度为30°-40°；清理露筋底部的灰尘或松动的石子等杂物。

按C50强度级别比例混合搅拌混凝土，混凝土中掺入5％的膨胀剂，将混凝土填补到破损露筋处，其表面与原水泥杆外形基本一致。

待水泥凝固硬化后安装预应力钢管，制作预应力钢管并安装至破损处，其具体过程为：

查阅或测量输变电钢筋水泥杆的外径，选择材质为Q345B、厚度δ8mm-δ10m、内径与水泥杆的外径相同的钢管，沿中心面加工成两个近半圆管；两个近半圆管纵向截面加工成“V”形坡口，坡口角度60°-70°、钝边0.5mm-1mm；

将两个近半圆管对应装配于混凝土填补表面，采用Q235B钢板加工成将规格为70mm×60mm×20mm的紧固块，块内钻Φ30mm的孔，焊接于坡口边缘，共6对带有螺栓孔的紧固块相对安装在两个近半圆管的坡口边缘，通过螺栓穿过紧固块螺栓孔进行紧固，将两个近半圆管紧固在水泥杆上，螺栓扭紧力在180Nm—280Nm之间，紧固后两个近半圆管两对接坡口间隙在3mm-3.5mm之间；

定位焊：装配紧固合格后，在坡口内进行定位焊，预应力钢管定位焊长度不少于30mm，定位焊缝厚度大于3mm，间隔不超过300mm，至少两点；

纵向对接焊缝焊接：焊接方法为焊条电弧焊，焊条选用E5003，规格为Φ3.2mm，焊接电流为120A-150A，根部焊透，单道多层焊接，引熄弧均在坡口内进行。

裂缝密封和防腐：采用涂料密封输电水泥杆裂缝，见图3所示。采用预应力钢管加固水泥杆，然后采用本发明配置涂料整体外涂一层，见图4所示，涂层厚度120μm-150μm。该涂层粘着性好、结构致密，应用方便快捷。

Claims (10)

1.一种用于输电线路钢筋水泥杆防风化涂层组合物，其特征在于，该组合物包括：环氧树脂20％-30％、环氧树脂固化剂20％-30％、邻苯二甲酸酯类5％-10％、醇酸树脂30％-55％。

2.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，环氧树脂选自E-44环氧树脂。

3.根据权利要求2所述的涂层组合物，其特征在于，环氧树脂固化剂选自聚酰胺环氧树脂固化剂650。

4.根据权利要求2所述的涂层组合物，其特征在于，环氧树脂固化剂选自EP型环氧树脂固化剂650B。

5.根据权利要求1所述的涂层组合物，其特征在于，邻苯二甲酸酯类选自邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸丁·苄酯。

6.根据权利要求5所述的涂层组合物，其特征在于，邻苯二甲酸酯类选自邻苯二甲酸二丁酯。

7.权利要求1-6任一项所述的涂层组合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将环氧树脂与环氧树脂固化剂混合，搅拌均匀；

(2)添加邻苯二甲酸二丁酯并均匀搅拌；

(3)在步骤(2)的基础上添加醇酸树脂，调节涂层的粘稠度和色彩度；

(4)将材料进行充分混合，搅拌均匀配置成涂料。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)环氧树脂与环氧树脂固化剂重量比为1:1。

9.权利要求1-6任一项所述的涂层组合物或权利要求7-8任一项制备的涂层组合物的应用，所述应用为用于输电线路钢筋水泥杆修补、补强及防风化。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，涂层组合物的应用方式为喷涂或刷涂；或者，应用过程中涂层厚度为120μm-150μm。