CN1276839A - 一种提高钢筋混凝土耐腐蚀性的方法 - Google Patents

Abstract

一种提高涂布了金属热喷涂层、特别是锌或锌合金热喷涂层的钢筋混凝土耐腐蚀性的方法,通过将所述涂层与保护层电连接并对其额外涂布一层聚氨酯树脂而实现,该树脂是以有机溶剂中低粘度溶液的形式涂布。

Description

一种提高钢筋混凝土耐腐蚀性的方法

本发明涉及一种提高涂布了金属热喷涂层，特别是锌或锌合金热喷涂层的钢筋混凝土的耐腐蚀性的方法。

锌或锌铝合金的热喷涂层被用于金属、塑料、混凝土、纸板等的表面改良。改良包括基质材料的耐热性、磨损性能和导电性。

根据EP-A-0677592，已知一种提高金属、金属氧化物或硬质材料，特别是锌、铝和它们的合金的热喷涂层粘着力的方法，其中在喷涂后，将喷涂涂层用一层单一组分水分处理(moisture-curing)聚氨酯树脂涂布。该方法对于钢工件特别重要。该方法提到对这样涂布的聚氨酯树脂涂层可使用常用的与聚氨酯树脂相容的涂层系统。没有提到其实例。然而，人们已经观察到材料如醇酸树脂、环氧树脂或PVC树脂不能充分粘着到没有聚氨酯树脂涂层的金属涂层上。

本发明的目的是提高涂布了金属热喷涂层，特别是锌或锌合金热喷涂层的钢筋混凝土的耐腐蚀性，并且如有可能，也提高喷涂涂层对混凝土的粘着力。

根据本发明，该目的是通过将喷涂层与钢筋保护层(armour)电连接并对喷涂层额外涂布一层聚氨酯树脂，该树脂是以有机溶剂中的低粘度溶液的形式涂布的。

优选聚氨酯树脂涂层涂布的厚度很薄，以致于不会形成连续膜，而仅仅是封闭了喷涂涂层的孔。

如果在固化聚氨酯树脂后另外涂布一层环氧树脂涂层，就会得到特别好的结果。优选该环氧树脂涂层涂布的厚度在固化后为200-400μm。更为有用的是聚氨酯涂层以及环氧树脂和聚氨酯的混合涂层。

锌或锌合金在混凝土上的喷涂涂层通常厚100-400μm，优选150-300μm。当用前端剥离(front end peeling)测量粘着力时，这种喷涂涂层的粘着力值为1.0-2.0MPa。涂布了聚氨酯树脂涂层后，锌涂层对混凝土的粘着力惊人地增加至2.5-3.0MPa。如果在固化聚氨酯涂层后涂布环氧树脂涂层，在其固化后测量的粘着力值为2.5-3.5MPa。

对该方法的成功必不可少的是根据本发明涂布的涂层与钢筋混凝土的外护层电连接。为此，必须在钢筋的金属保护层和混凝土的表面之间建立电导连接。这是一种迄今为止权益采用的措施，因为部分没有被混凝土覆盖的保护层会与环境接触，钢筋混凝土的腐蚀会特别快地发生，这实际上是缺点。根据本发明，更有可能使用涂层作为阳极，利用外电路电流有效进行阴极防蚀。

根据本发明的方法的另一个预料不到的优点是聚氨酯树脂的涂布不仅提高了喷涂涂层对混凝土的粘着力，而且提高了喷涂涂层的耐久性。显著降低了潮湿空气条件下锌涂层的内部腐蚀，这样就提高了该喷涂涂层的耐久性。根据DIN50121-5S的盐水喷雾测试中的腐蚀实验表明在336小时内100μm厚的涂层的60％被腐蚀。在涂布了聚氨酯树脂层后，锌喷涂涂层的腐蚀仅有13％。如果额外再涂布一层环氧树脂层，该喷涂涂层的内部腐蚀实际上会降低到0。

在本发明方法中，涂布金属涂层前，必须注意首先对钢筋混凝土进行清洁，喷砂(blast)，预热至70-90℃，并且只有这样之后才能通过喷涂涂布金属。基质表面的清洁度和粗糙度是特别重要的。为了确保必需的粘着力，一定程度的锐边纵断面经常是必需的。只有当能确保混凝土表面不再是潮湿时，才可以免除预热。否则，锌涂层就不会有足够的粘着力。

对于该金属喷涂材料，可以使用各种喷涂方法，例如线材火焰喷涂或线材电弧喷涂。这些方法的区别主要是不同的加工温度和不同的涂布效率。对混凝土的粘着力不仅取决于表面预处理，还取决于要保护的混凝土的类型。涂层的致密程度取决于其厚度和喷涂的方法。为了确保足够的防腐，厚度优选在150-300μm范围内。

尝试向喷涂涂层上直接涂布一层环氧树脂涂层，但结果令人很不满意，而如果根据本发明先涂布一层聚氨酯涂层，就能得到特别好的结果。

目前还没有关于这些结果的明确解释，但对于在固化过程中尿烷基团能与羟基反应，其中不仅残留水分被结合，而且在喷涂上的金属和聚氨酯树脂间也形成了强键的理论得到了一定的支持。令人惊异的是如果涂布的涂层厚度薄到仅填满喷涂金属的孔，而没有形成连续膜的程度时，得到了非常好的结果。这样的薄涂层可通过例如刷涂、滚涂或喷涂来涂布，但不应形成可测量的层。尽管如此，这种薄涂层已导致由于潮湿空气条件的内部腐蚀显著降低，同时增加了金属涂层对混凝土的粘着力。

当这种尿烷涂料固化后，可获得更大的改进，特别是通过涂布一层环氧树脂外涂层；得到了极好的结果，例如使用Ameron，USA的Amer lock 400 GFR涂料。使用了额外的环氧树脂层，特别是当表面处于强机械应力下。然而，聚氨酯层或环氧树脂和聚氨酯的混合层也是特别适合的。

通过下述实施例进一步说明本发明的方法。

实施例1

使用压缩空气的喷气流制备新结构的钢筋混凝土，直至其清洁度达Sa3，平均粗糙度Rz为45μm。然后，使用压缩空气尽可能除去如此制备出的工件上附着的杂质，在70-90℃将其预热并供给其厚150-300μm的锌涂层。用前端剥离测定的粘着力的值为1.0-2.0MPa。随后，通过涂刷方法，以不会形成可测量的层的方式，将市场上可买到的低粘度1K PUR涂布溶液涂布到该金属涂层上。使用的聚氨酯涂料是来自Steelpaint GmbH公司，Kitzingen的产品。

当涂层干燥后，经确认锌涂层的粘着力增加至2.5-3.0MPa。

当聚氨酯涂层固化后，再用环氧树脂涂层涂布部分基质。所用材料是Amerlock 400 GFA，层厚200-400μm。在第二层涂层固化后，粘着力达到2.5-3.5MPa。

在根据DIN 50121-SS的盐水喷雾测试的腐蚀实验中，实际上可以证实锌涂层没有可测量的腐蚀。

比较实验

将如实施例1同样的锌涂层用环氧树脂直接涂布。通过前端剥离测定的粘着力保持在1.0-2.0MPa。环氧树脂涂层对锌涂层的粘着力不耐久。

实施例2

对于港口需要修整的锚弧(anchor arcs)，首先从外部除去腐蚀的混凝土，直至钢筋部分暴露出来。将它们互相焊接，以导电形式相互连接。进一步，安装并隔离电线。然后涂布一层厚达10cm的修复砂浆。固化后，如实施例1在其上涂布300μm厚锌涂层，随后用低粘度PUR涂布溶液涂布，但要注意在钢筋部分和锌涂层间不发生导电性接触。如此涂布的锌涂层作为牺牲阳极。随后的PUR溶液涂布增加了涂层的机械稳定性。然后，如实施例1用环氧树脂涂层涂布该表面，涂层平均厚度400μm。这样就形成了对海水和其它腐蚀具有强耐腐蚀性的表面，并且确保能长期保护混凝土和加入的钢筋部分。

Claims (4)

1.一种提高涂布了金属热喷涂层、特别是锌或锌合金热喷涂层的钢筋混凝土耐腐蚀性的方法，其特征在于所述涂层与保护层导电连接并且额外涂布了一层聚氨酯树脂，该树脂以有机溶剂中低粘度溶液的形式涂布。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述聚氨酯树脂涂层涂布的厚度薄到不能形成连续膜，而仅能封闭涂层的孔。

3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于在所述聚氨酯树脂固化后，额外涂布一层环氧树脂涂层、聚氨酯树脂涂层或混合了环氧树脂和聚氨酯的涂层。

4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于所述额外的树脂涂层涂布的厚度为固化后200-400μm。