CN115678416A - 一种对铁塔地脚进行长效防腐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对铁塔地脚进行长效防腐的方法，属于铁塔防护技术领域。本发明将具有复杂、不规则结构且易锈蚀的铁塔地脚用涂料、聚合物等封闭包裹起来，从而使得铁塔地脚具有耐候防腐的效果，同时本发明采用连接阳极牺牲棒的阴极保护方法，进一步提高铁塔地脚的长效防腐性能。
Description
技术领域
本发明涉及铁塔防护技术领域，尤其涉及一种对铁塔地脚进行长效防腐的方法。
背景技术
铁塔应用十分广泛，分布于工厂、高层建筑、公共设施、桥梁、航站楼、采油平台、海上风电、输电、通信塔架，管廊等多个领域。铁塔的基础通常为混凝土结构，铁塔和混凝土的腐蚀无处不在，特别是在海洋或者工业大气环境中，由于空气湿度大，盐分高、存在着SO2和CO2等有害气体，对金属腐蚀产生极大的影响，所以腐蚀速率更快。
铁塔尤其铁塔地脚的腐蚀最为突出，由于这个部位存在较多的缝隙，棱角，容易聚积水和盐分等腐蚀介质，常年潮湿，是锈蚀最易产生的部位，极易发生应力腐蚀，电偶腐蚀，缝隙腐蚀和晶间腐蚀。锈蚀一旦发生，若任由锈蚀现象继续发展，其性能下降很快，会危及铁塔的使用安全。
对铁塔地脚进行防腐处理的方法大多是采用简单打磨后，刷环氧富锌底漆+丙烯酸面漆，或者在化学除锈后涂刷防腐层。但是现有技术均存在返锈时间短、防腐寿命短的缺点，达不到耐久防腐效果。
由于铁塔地脚钢件的形状不规则，野外采用喷砂或抛丸除锈基本无法实施，导致除锈达标非常困难。而除锈不净会使涂料由于界面结合力弱，造成涂层鼓泡，涂层剥落，返锈等问题出现。涂层厚度较薄也容易老化失效；采用重防腐的办法，包覆物与复杂的不规则基底，又难以服帖，界面内易吸附水分盐分而起锈，使用不饱和树脂腻子、乙烯基酯树脂腻子、灌浆料或水泥浆，由于收缩率高，与基底界面结合弱，易形成毛细微裂缝使水分侵入，同时存在不环保等缺陷。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种对铁塔地脚进行长效防腐的方法。本发明是针对铁塔极易被腐蚀又极难处理的地脚，采用聚合物封闭包裹，达到耐候防腐的目的，同时采用了接阳极牺牲棒的阴极保护方法，使得聚合物保护层破损处在阳极未完全氧化前，铁塔地脚自身不会发生腐蚀，以达到铁塔地脚的长效防腐。
本发明对铁塔地脚进行长效防腐的方法，包括以下步骤：
(1)将铁塔地脚的锈蚀部位全部凿出，露出未锈蚀的塔脚板25～35mm，用铲刀或百叶片角磨机进行初步除锈，并对潮湿混凝土地基面进行热风干燥处理；
(2)在铁塔地脚加强板上连接牺牲阳极棒，对铁塔地脚进行阴极保护；由于铁塔地脚防腐层一旦破损，在腐蚀介质下会发生锈蚀，但在铁塔地脚接阳极牺牲棒对阴极进行保护后，在外接阳极未完全氧化前，铁塔地脚、塔身自身不会发生锈蚀腐蚀。
(3)对铁塔地脚残留的锈蚀表面刷涂固锈转化剂进行处理，并对混凝土地基表面涂水性环氧涂料；
(4)步骤(3)中涂料表干后，对铁塔地脚锈蚀部分以上20～50cm范围及漏出的混凝土地基部分，采用无溶剂环氧硬膜涂料封闭底涂，涂层厚度40～45μm，常温固化；封闭底涂可堵塞基底中的毛细孔，阻止水分的渗透，无溶剂环氧硬膜涂料封闭底涂具有良好的附着力；
(5)在混凝土地基台面上安装预制组合钢制模具，向模具中灌注固化树脂，常温交联硬化后，拆除组合钢制模具；灌注厚实且密实的树脂体，将容易锈蚀的铁塔地脚板、紧固螺栓，加强板等完全包裹，物理隔离腐蚀介质，使其与环境中的水分、盐份、土壤中的酸碱离子完全隔绝，阻断了造成锈蚀的因子，确保铁塔地脚不再受腐蚀的危害；
(6)对地脚靠近灌注部位，在灌注区外的易腐部分二次涂刷耐候氢化环氧涂料80～90μm，常温固化；二次涂刷以强化此部位厚度和抗渗能力，达到与灌注树脂体防腐能力的匹配；
(7)对二次涂层部位涂覆防腐耐磨涂料，涂料厚度为35～45μm。
优选的，步骤(1)所述混凝土地基面含水率控制在6％～8％。
优选的，步骤(2)所述阳极棒为金属镁棒或金属镁板。
优选的，步骤(3)所述固锈转化剂由甲苯二异氰酸酯和脱水蓖麻油按照50～60:40～50的质量比混合，在80℃反应的条件下反应制成。初步除锈后残留的松散结构的铁锈Fe(OH)3和Fe2O3，通过涂刷固锈转化剂转化为致密的褐色FeO薄膜，该薄膜质地致密坚韧，对基底起封闭作用，具有除锈防锈的双重效果，膜层上不用再进行任何清洗处理，直接涂刷底涂，可以保证界面结合效果。
优选的，步骤(3)所述水性环氧涂料由水性环氧树脂和胺固化剂按照质量比为100:50组成，所述水性环氧树脂为上海润碳新材生产的MU-618水性环氧树脂和所述胺固化剂为上海润碳新材生产的CU-600。
优选的，步骤(4)所述无溶剂环氧硬膜涂料由双酚A环氧树脂与胺固化剂按照质量比为7～8:1组成，所述双酚A环氧树脂为市售E51环氧树脂，所述胺固化剂为江苏三木生产的TY-300。
优选的，步骤(5)所述固化树脂由市售E51环氧树脂、广东舜天生产的聚酰胺固化剂9170、硫酸钡粉、增韧防裂剂、杭州万景新材生产的载银磷酸锆粉剂VK-t09和小檗碱按照60～70：8～9：10～15：5～7：3～5：0.5～1的质量比组成；所述增韧防裂剂为玄武岩、碳纤维或无碱玻纤中的任意一种。固化树脂中加入硫酸钡粉起到耐蚀作用；加入增韧防裂剂以增加韧性和强度，并防止薄厚不均造成开裂缺陷；加入载银磷酸锆粉剂和小檗碱，既起到提高树脂附着力作用，又起到杀菌的作用，同时能够防青苔生存，减少铁塔地脚与潮湿环境接触时间，更有利于减少锈蚀的发生。本发明采用的固化树脂使灌注体坚固耐老化。
优选的，步骤(5)所述固化树脂的厚度≥10mm。
优选的，步骤(6)所述耐候氢化环氧涂料由氢化双酚A树脂与胺固化剂按照质量比为4～5:1组成，所述氢化双酚A树脂为国都化工生产的ST-3000氢化双酚A树脂，所述胺固化剂为江苏三木生产的TY-300胺固化剂。
优选的，步骤(7)所述防腐耐磨涂料由聚硅氧烷耐候防腐涂料、纳米TiO2和SiO2粉按照90～94：3～5：3～5的质量比组成。进行三层面涂防腐耐磨涂料以增加抗风沙冲击耐磨，聚硅氧烷耐候耐盐雾持久，对底涂和二涂的耐候时效保护，总体平衡与灌封后铁塔地脚防腐效果。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种铁塔地脚耐候封闭与阴极保护二级长效防腐方法，采用聚合物封闭方法，将具有复杂不规则结构，且易锈蚀的塔柱脚板、紧固螺栓，加强撑板等阴角部位全部用聚合物封闭包裹起来，形成界面结合力强、致密且厚实的树脂体，对腐蚀介质形成物理隔离，使其与环境中的水分、盐分、土壤中的酸碱离子完全隔绝，阻断了造成锈蚀的所有因子。并对易生锈的近铁塔地脚部位，进行三重涂覆，形成界面结合强、膜层硬度高，耐候持久的涂层防护，且与灌注的树脂体长效防腐匹配。
本发明采用聚合物封闭包裹，达到耐候防腐的目的，同时采用接阳极牺牲棒的阴极保护方法，聚合物保护层破损处在阳极未完全氧化前，铁塔地脚自身不会发生腐蚀，达到铁塔地脚的长效防腐。二级总体防腐效果不低于30年。
附图说明
图1为本发明实施例1铁塔地脚灌注结构图；
图中1为角钢、2为塔脚板、3为混凝土地基、4为树脂灌注体。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种铁塔地脚耐候封闭与阴极保护二级长效防腐方法，步骤如下：
(1)清理铁塔混凝土地基表面的泥土、杂物，对地脚螺栓、铁塔地脚板锈蚀情况进行检查，发现主要酸雨侵蚀，塔脚板的锈蚀已侵入延续到铁塔地脚混凝土地基中，将铁塔的锈蚀部位全部凿出，露出未锈蚀的塔脚板以下30mm，对全部锈蚀包括夹层锈蚀用铲刀进行初步除锈，并对潮湿混凝土地基面进行热风干燥处理，使混凝土地基面含水率控制在6％；
(2)在铁塔地脚板上，距边20mm靠混凝土面50mm处，使用冲击开孔器，开Ф20mm孔，用M18螺栓通过铜线与20*80*100mm的阳极金属镁板固结，阳极板埋入混凝土地基旁100cm深处，对铁塔地脚进行阴极保护；
(3)对塔脚板、角钢主材表面有锈蚀残留的部位刷涂固锈转化剂进行处理，从上到下，均匀涂抹一层，个别锈坑涂抹2遍；并对混凝土地基表面涂水性环氧涂料；40min表干后进行下一步工序操作；
所述固锈转化剂由甲苯二异氰酸酯和脱水蓖麻油按照55:45的质量比混合，在80℃反应的条件下反应制成；所述水性环氧涂料由上海润碳新材生产的水性环氧树脂MU-618和胺固化剂CU-600按照质量比为100:50组成。
(4)步骤(3)中涂料表干后，对铁塔地脚地基镀锌层锈蚀以上20cm及漏出的混凝土地基部分，采用无溶剂环氧硬膜涂料封闭底涂，涂层厚度40μm，常温固化，在21℃条件下，3.5h表干后进行下一步工序操作；所述无溶剂环氧硬膜涂料由市售E51双酚A环氧树脂与江苏三木生产的TY-300胺固化剂按照质量比为7～8:1组成。
(5)在混凝土地基台面上安装预制组合钢制模具，模具安装后上顶面比混凝土台面上锈蚀的铁塔地脚高出20mm，模具内表涂抹科斯拉公司生产的INT-1890M脱模剂，组合模接缝处抹高温胶密封胶(市售云石胶)，向模具中灌注固化树脂，常温3h交联硬化后，拆除组合钢制模具，并对灌注体的外形角磨整型修整，保持灌注体顶面呈坡形状免雨水存留；固化树脂的厚度≥10mm；
所述固化树脂由E51环氧树脂、聚酰胺固化剂、硫酸钡粉、玄武岩短纤、银磷酸锆粉剂和小檗碱按照68：8.5：15：5：3：0.5的质量比组成；首先将硫酸钡粉、玄武岩短纤、银磷酸锆粉剂和小檗碱与聚酰胺固化剂混合搅拌，再倒入E51环氧树脂中搅拌；
(6)对地脚易腐部分二次涂刷耐候氢化环氧涂料80μm，常温固化，3h表干后进行下一步工序操作；所述耐候氢化环氧涂料由国都化工生产的ST-3000氢化双酚A树脂与江苏三木生产的TY-300胺固化剂按照质量比为4:1组成。
(7)对二次涂层部位，涂覆防腐耐磨涂料进行三层面涂，涂料厚度为40μm；3h后表干，检查阴极保护埋入情况，测试涂膜厚度，均符合要求时，完成防腐操作；所述防腐耐磨涂料由聚硅氧烷耐候防腐涂料、纳米TiO2和SiO2粉按照94：3：3的质量比组成。
本发明铁塔地脚灌注结构图如图1。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将铁塔地脚的锈蚀部位全部凿出，露出未锈蚀的铁塔地脚板25～35mm，用铲刀或百叶片角磨机进行初步除锈，并对潮湿混凝土地基面进行热风干燥处理；
(2)在铁塔地脚加强板上连接牺牲阳极棒，对铁塔地脚进行阴极保护；
(3)对铁塔地脚残留的锈蚀表面刷涂固锈转化剂进行处理，并对混凝土地基表面涂水性环氧涂料；
(4)步骤(3)中涂料表干后，对铁塔地脚锈蚀部分以上20～50cm范围及漏出的混凝土地基部分，采用无溶剂环氧硬膜涂料封闭底涂，涂层厚度40～45μm，常温固化；
(5)在混凝土地基台面上安装预制组合钢制模具，向模具中灌注固化树脂，常温交联硬化后，拆除组合钢制模具；
(6)对铁塔地脚易腐部分二次涂刷耐候氢化环氧涂料80～90μm，常温固化；
(7)对二次涂层部位涂覆防腐耐磨涂料，涂料厚度为35～45μm。
2.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(1)所述混凝土地基面含水率控制在6％～8％。
3.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(2)所述阳极棒为金属镁棒或金属镁板。
4.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(3)所述固锈转化剂由甲苯二异氰酸酯和脱水蓖麻油按照50～60:40～50的质量比混合，在80℃反应的条件下反应制成。
5.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(3)所述水性环氧涂料由水性环氧树脂和胺固化剂按照质量比为100:50组成。
6.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(4)所述无溶剂环氧硬膜涂料由双酚A环氧树脂与胺固化剂按照质量比为7～8:1组成。
7.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(5)所述固化树脂由双酚A环氧树脂、聚酰胺固化剂、硫酸钡粉、增韧防裂剂、银磷酸锆粉剂和小檗碱按照60～70：8～9：10～15：5～7：3～5：0.5～1的质量比组成；所述增韧防裂剂为玄武岩、碳纤维或无碱玻纤中的任意一种。
8.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(5)所述固化树脂的厚度≥10mm。
9.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(6)所述耐候氢化环氧涂料由氢化双酚A环氧树脂与胺固化剂按照质量比为4～5:1组成。
10.根据权利要求1所述对铁塔地脚进行长效防腐的方法，其特征在于，步骤(7)所述防腐耐磨涂料由聚硅氧烷耐候防腐涂料、纳米TiO2和SiO2粉按照90～94：3～5：3～5的质量比组成。
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