專利名稱：一種表面涂裝防腐蝕混凝土及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面涂裝防腐蝕混凝土及施工方法。(二) 背景技術(shù)對于建在海洋環(huán)境中的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如海港建筑、碼頭、跨海大 橋、海洋平臺和海堤，海水和大氣中的氯化物對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生^艮強 的腐蝕作用，造成結(jié)構(gòu)損壞，甚至破壞。調(diào)查結(jié)果表明，六十年代華南、華東27座海港鋼筋混凝土建筑物因鋼筋銹蝕破壞占74%;華南18座使 用7~25年的海港鋼筋混凝土碼頭中，因混凝土水灰比過大或施工質(zhì)量差， 鋼筋銹蝕破壞占89%;安徽14座水工混凝土建筑物幾乎不同程度地發(fā)生 鋼筋銹蝕破壞。沿海鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受氯化物腐蝕破壞的主要原因是氯離 子通過擴散侵入到混凝土內(nèi)部，降低混凝土堿度，破壞鋼筋表面的鈍化膜 而引發(fā)鋼筋生銹和膨脹，進一步導(dǎo)致表面混凝土開裂和剝落，結(jié)構(gòu)使用功 能和力學(xué)性能不斷劣化。目前，國內(nèi)外在防止混凝土中鋼筋銹蝕方面的措施主要有以下六種 (1)預(yù)應(yīng)力混凝土。預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件能有效地控制裂縫的產(chǎn)生，阻止先 裂后銹和銹裂互動現(xiàn)象的發(fā)生和蔓延，而且預(yù)應(yīng)力混凝土的保護層厚度、 配合比和水灰比要求均高于其它混凝土構(gòu)件，耐久性相對較好。但是預(yù)應(yīng) 力混凝土構(gòu)件一旦發(fā)生銹蝕破壞，修復(fù)比較困難。(2)高性能混凝土。對 于沿海鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而言，高性能混凝土以耐久性作為首要指標(biāo)，并具 有較高的強度，良好的工作性和體積穩(wěn)定性。但是，高性能混凝土對養(yǎng)護 條件要求很高，工程造價比普通混凝土也高出許多。(3)內(nèi)摻鋼筋阻銹劑。在鋼筋與混凝土組成的材料體系中，加入鋼筋阻銹劑能有效地推遲銹蝕發(fā) 生并降低鋼筋的腐蝕速率，鋼筋阻銹劑使鋼筋表面形成完整致密的鈍化 膜，有效地阻止氯離子對鋼筋的侵蝕。但阻銹劑類型的選擇和使用一定要 慎重，如無機亞硝酸鹽阻銹劑不僅對混凝土的凝結(jié)時間、早期強度和后期 強度都有不同程度的負面影響，而且具有致癌性。(4)環(huán)氧樹脂涂層鋼筋。 環(huán)氧樹脂涂層鋼筋是在普通鋼筋表面涂抹一層環(huán)氧樹脂，能有效地防止處 于惡劣環(huán)境中的鋼筋被腐蝕，從而大大提高工程結(jié)構(gòu)的耐久性。但是，數(shù) 量龐大的鋼筋在貯存、安裝和綁扎過程中，不允許存在任何隱患和缺陷，否則就會加劇局部鋼筋腐蝕，而且涂層鋼筋造價是普通鋼筋造價的1.5倍。 (5)陰極保護法。陰極保護法就是利用鋼筋的電化學(xué)腐蝕原理，通過人為給鋼筋施加負向電流，使金屬表面的反應(yīng)由原來失去電子的氧化反應(yīng)，成 為得到電子的還原反應(yīng)，從而使鋼筋的腐蝕不再發(fā)生。但是由于提供的電流有限，此法不適用于暴露在大氣中的混凝土結(jié)構(gòu)保護。(6)涂料涂裝保 護。混凝土表面實施涂料涂裝保護，不僅可以阻止或減緩環(huán)境介質(zhì)中氯離 子侵入，而且也起到裝飾效果。但是必須解決好涂層的耐堿性、附著力和 耐光老化問題，而且一旦局部涂層失效，會加劇鋼筋腐蝕，因此，還必須 通過配合比設(shè)計來提高混凝土本身的密實度。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是提供一種表面涂裝防腐蝕混凝土及施工方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種表面涂裝防腐蝕混凝土，由如下方法獲得混凝土基層養(yǎng)護28d 后，在混凝土基層的表面，從內(nèi)向外依次涂裝濕固化環(huán)氧樹脂底漆、環(huán)氧 玻璃鱗片重防腐涂料、丙烯酸聚氨酯面漆，得到所述表面涂裝防腐蝕混凝土；所述混凝土基層原料質(zhì)量組成為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑細骨料粗骨料=1: 0.5~0.8: 0.008 0.012: 3.0 3.4: 3.6 4.0，基于所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰，所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰重量比為1:0.25 0.45，所述細骨料為粒度0.15 4.75mm的砂、子，所述粗骨料為粒度4.75 19.00mm的碎石。所述養(yǎng)護可于室外常溫下進行，只需要保持混凝土表面潮濕有水分即可，我國普通混凝土的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件是20士3。C，相對濕度90 %以上或水中養(yǎng)護。優(yōu)選的所述細骨料和粗骨料采用Fuller骨料級配曲線(即最大密度曲線)進行配料。最大密度曲線理論是通過大量試驗提出一種理想曲線。富勒(Fuller)和他的同事研究認為骨料顆粒按直徑大小，有規(guī)則地組合排列，粗細搭配，可以得到密度最大、空隙最小的混凝土。初期研究理想曲線是細骨料以下的顆粒級配為橢圓形曲線，粗骨料為與橢圓相切的直線，由這兩部分組成的級配曲線，可能達到最大的密度。這種曲線計算比較繁雜，后來經(jīng)過許多研究改進，提出簡化的"拋物線最大密度理想曲線"。該理論認為"混凝土的骨料級配曲線愈接近拋物線，則其密度愈大"。1大骨料直徑之間的關(guān)系為Pi-100(d竭05 式中di——各級骨料直徑Pi——各級骨料直徑的通過率； Dm——最大骨料直徑；近年來，鄭建軍等人進一步考慮最小骨料直徑D。的影響，對Fuller 曲線進行修正，提出了各級骨料直徑的通過率與最小骨料直徑Do和最大骨料直徑Dm之間的定量關(guān)系P尸100[(djf5-(Dof5]/ [(Dmf5-(D0f5],目前， 該公式已經(jīng)得到國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的認可，已經(jīng)在混凝土配合比設(shè)計中得到廣 泛的應(yīng)用。沿?；炷练栏灼岷弯摬幕蚱胀ɑ炷练栏灼嵊胁煌囊?，要滿足的條件是(1)附著力強、低粘度、高滲透性；(2)能施工于潮濕面； (3)抗堿性能好；(4)封閉性能好。混凝土的含水率是混凝土防腐蝕涂裝 的重要指標(biāo)，按一般規(guī)定應(yīng)在6%以下才能進行涂裝，但沿?；炷燎闆r 特殊，漲退潮及很高的空氣濕度為施工帶來極大不便，混凝土的含水率不 可能達到國標(biāo)規(guī)定的涂料施工基本條件，而底漆的附著力將直接影響整個 涂層的附著力和使用壽命，為此選擇濕固化環(huán)氧樹脂漆。濕固化環(huán)氧樹脂 漆不僅具有良好的滲透性能，可滲透到混凝土層內(nèi)部，而且具有優(yōu)秀的耐 堿性能和封閉性能、對潮濕的混凝土表面具有較高的適應(yīng)性。環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料，是一種雙組分厚漿型環(huán)氧樹脂漆，含有玻 璃鱗片，以增強防腐蝕性能、提高老化后的重涂性能。配套使用底漆、中 間漆或面漆，可以在高性能涂料配套方案中提供極強的防護作用，適合各 種強腐蝕環(huán)境，漆膜堅硬，具有優(yōu)異的抗?jié)B透性、耐磨性，良好的附著力、 耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕性、耐熱性等。丙烯酸聚氨酯漆一種雙組分丙烯酸聚氨酯涂料，裝飾性好，優(yōu)于普通 聚氨酯、橡膠類、乙烯類涂料。可用于鋼結(jié)構(gòu)的涂覆和原有基材的維修保 養(yǎng)，適合多種環(huán)境，耐候性好，漆膜堅硬，附著力好，光亮豐滿。有較好 的耐磨、酸、水、油、熱等性能。本發(fā)明采用低水灰比和Fuller級配骨料，提高骨料體積率，減小水泥 用量和水泥石體積率，再加入一定量的粉煤灰，吸收水泥水化過程中在骨料表面富集的氫氧化《丐，有效減小骨料與水泥石之間的界面過渡區(qū)，提高 混凝土密實度。在混凝土基層的表面，從內(nèi)向外依次涂裝1層厚度為20~30pm的 濕固化環(huán)氧樹脂底漆、2層厚度為40 50|im的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料、 2層厚度為30~40pm的丙烯酸聚氨酯面漆，得到所述表面涂裝防腐蝕混 凝土。本發(fā)明還涉及所述的表面涂裝防腐蝕混凝土的施工方法，所述方法包 括按(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑細骨料粗骨料=1: 0.5~0.8: 0.008 0.012: 3.0 3.4: 3.6~4.0的質(zhì)量比調(diào)配，所述的硅酸鹽水泥與粉煤 灰重量比為1: 0.25~0.45，得到的混凝土基層養(yǎng)護28d后，對混凝土基層 表面進行處理，涂裝厚度為20 30(im的濕固化環(huán)氧樹脂底漆，12h后平 整表面，涂裝厚度為40 50pm的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料，24h后涂裝 厚度為30 50pm的丙烯酸聚氨酯面漆，得到所述表面涂裝防腐蝕混凝土。優(yōu)選的混凝土配合比(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑細骨料 粗骨料質(zhì)量比為1: 0.5 0.8: 0.008 0.012: 3.0 3.4: 3.6-4.0,所述方法如 下(1) 攪拌機中加入配方量的粗細骨料，加入適量水、攪拌30 60s使 骨料吸水至飽和面干；(2) 加入配方量的粉煤灰，攪拌30 60s;(3) 加入配方量的硅酸鹽水泥，攪拌30 60s;(4) 加入減水劑和余量的水(此處為凈用水量，為總用水量減去粗 細骨料所吸收水量后的用水量，約為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)質(zhì) 量的0.4 0.5倍)，攪拌60 120s，得混凝土基層；(5) 混凝土基層養(yǎng)護28d后，對表面進行處理，涂裝1層厚度為 20 30jim的濕固化環(huán)氧樹脂底漆；(6) 12h后平整表面，涂裝1層厚度為40 50pm的環(huán)氧玻璃鱗片重 防腐涂料；平整表面是在混凝土基層表面刮涂環(huán)氧膩子以添平 蜂窩、麻面、孑L洞、砂眼和凹坑；(7 ) 24h后再涂裝1層厚度為40 50(im的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料；(8 ) 24h后涂裝1層厚度為30 50|im的丙烯酸聚氨酯面漆；(9) 24h后再涂裝1層厚度為30 50pm的丙烯酸聚氨酯面漆，得到所述表面涂裝防腐蝕混凝土 。 本發(fā)明提供的表面涂裝防腐蝕混凝土具有較高的防腐蝕性能，一次表 面涂裝混凝土的使用壽命達15~20y。 具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述,但本發(fā)明的保護范圍 并不僅限于此實施例1:混凝土配合比(70%水泥+ 30%粉煤灰》水(凈用水量，下同)減 水劑細骨料粗骨料=1: 0.40: 0.011: 3.22: 3.92水泥P042.5普通石圭酸鹽水泥 4.10kg;水自來水 2.34kg+l.llkg;粗骨料天然碎石，吸水率3.64%，級配4.75 9.50mm的骨料9.50kg, 級配9.05 16.00mm的骨料9雖g，級配16.00~19.00mm的骨料3.7汰g;細骨料天然砂子，吸水率1.48%，級配0.15~0.30mm的砂子1.69kg,級配0.30 0.60mm的砂子2.39kg，級配0.60 1.18mm的砂子3.28kg,級 配U8 2.36mm的砂子4.74kg,級配2.36 4.75mm的砂子6.77kg;粉煤灰II級粉煤灰(廣州他城建筑材料有限公司) 1.76kg;減水劑SN-II(浙江省長興縣耐火陶瓷原料公司) 0.062kg;工藝步驟稱量粗細骨料投入攪拌機——力口入Lllkg自來水?dāng)嚢?0s——加入1.76kg粉煤灰60s——加入4.10kg水泥攪拌60s-將0.062kg減水劑和2.34kg水拌勻后再加入繼續(xù)攪拌120s。上述配合比中加入的2.34kg自來水為凈用水量，l.llkg自來水為按 粗細骨料吸水率計算的骨料吸水量，其它實施例中與此相同?；炷猎跇?biāo)準(zhǔn)條件下(20±3°C,相對濕度90%以上)養(yǎng)護28d-對混凝土基層處理及表面打磨——在表面涂裝一層厚度為30fim的 881-SOl濕固化環(huán)氧樹脂底漆(北京航材百慕新材料技術(shù)工程有卩艮公司) ——12h后刮涂環(huán)氧膩子以添平蜂窩、麻面、孔洞、砂眼和凹坑——涂裝 一層厚度為50pm的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐中間涂料(常州市時空化工防腐 材料廠)——24h后再涂裝一層厚度為50pm的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐中間 涂料——24h后涂裝一層厚度為40(im的丙烯酸聚氨脂面漆(天津市辰光 化工涂料有限公司)——24h后再涂裝一層厚度為40pm的丙烯酸聚氨脂 面漆。效果根據(jù)美國對混凝土涂層防護年限工業(yè)試驗的結(jié)論， 一次表面涂 裝混凝土的使用壽命達15 20y。實施例2:混凝土配合比(75%水泥+ 25%粉煤灰)水減水劑細骨料粗骨料=1: 0.45: 0.009: 3.13: 3.81水泥P042.5普通硅酸鹽水泥 4.43kg ;水自來水 2.66kg+1.09kg ;粗骨料天然碎石，吸水率3.64%,級配4.75~9.50mm的骨料9.Kkg, 級配9.05 16.00mm的骨料9.48kg,級配16.00 19.00mm的骨料3.71kg;細骨料天然砂子，吸水率1.48%,級配0.15 0.30mm的砂子1.Mkg, 級配0.30 0.60mm的砂子2.34kg,級配0.60 1.18mm的砂子3.22kg，級 配1.18 2.36mm的砂子4.65kg,級配2.36 4.75mm的砂、子6.64kg;粉煤灰II級粉煤灰 1.48kg ;減水劑SN-II 0.053kg ;工藝條件稱量粗細骨料投入攪拌機——加入1.09kg自來水?dāng)嚢柩鰏——加入 1.48kg粉煤灰50s——加入4.43kg水泥攪拌50s——將O.OMkg減水劑和 2.66kg水拌勻后再加入繼續(xù)攪拌90s?；炷猎跇?biāo)準(zhǔn)條件下(20±3°C，相對濕度90%以上)養(yǎng)護28d~~~ 對混凝土基層處理及表面打磨——在表面涂裝一層厚度為"nm的881 -SO 1濕固化環(huán)氧樹脂底潘-12h后刮涂環(huán)氧膩子以添平蜂窩、麻面、孔洞、砂眼和凹坑——涂裝一層厚度為45pm的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐中間 涂料——24h后再涂裝一層厚度為45(mi的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐中間涂料——24h后涂裝一層厚度為35pm的丙烯酸聚氨脂面;^-24h后再涂裝一層厚度為35pm的丙烯酸聚氨脂面漆。效果根據(jù)美國對混凝土涂層防護年限工業(yè)試驗的結(jié)論， 一次表面涂 裝混凝土的使用壽命達15 20y。實施例3:混凝土配合比(80%水泥+ 20%粉煤灰)水減水劑細骨料粗 骨料=1: 0.50: 0.008: 3.05: 3.71水泥P042.5普通硅酸鹽水泥 4.76kg ;水自來水 2.98kg+1.07kg ;粗骨料天然碎石，吸水率3.64%,級配4.75~9.50mm的骨料9.14kg, 級配9.05 16.00mm的骨料9.29kg,級配16.00 19.00mm的骨料3.63kg細骨料天然砂子，吸水率1.48%,級配0.15 0.30mm的砂子1.62kg, 級配0.30 0.60mm的砂子2.30kg，級配0.60 U8mm的砂子3.15kg，級 配1.18~2.36mm的砂子4.55kg，級配2.36 4.75mm的砂子6.51kg粉煤灰II級粉煤灰 1.19kg ;減水劑SN-II 0.048kg ;工藝條件稱量粗細骨料投入攪拌機——加入1.07kg自來水?dāng)嚢?0s——加入 1.19kg粉煤灰40s——加入4.76kg水泥攪拌40s——將0.048kg減水劑和 2.98kg水拌勻后再加入繼續(xù)攪拌70s?；炷猎跇?biāo)準(zhǔn)條件下(20±3°C，相對濕度卯％以上)養(yǎng)護28d—— 對混凝土基層處理及表面打磨——在表面涂裝一層厚度為20}xm的 881-S01濕固化環(huán)氧樹脂底漆——12h后刮涂環(huán)氧膩子以添平蜂窩、麻面、 孔洞、砂、眼和凹坑——涂裝一層厚度為40|im的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐中間 涂料——24h后再涂裝一層厚度為40|am的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐中間涂料——24h后涂裝一層厚度為30(im的丙烯酸聚氨脂面;;l-24h后再涂裝一層厚度為30|im的丙烯酸聚氨脂面漆。效果根據(jù)美國對混凝土涂層防護年限工業(yè)試驗的結(jié)論， 一次表面涂 裝混凝土的使用壽命達15~20y。
權(quán)利要求
1. 一種表面涂裝防腐蝕混凝土，由如下方法獲得混凝土基層養(yǎng)護28d后，在混凝土基層的表面，從內(nèi)向外依次涂裝濕固化環(huán)氧樹脂底漆、環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料、丙烯酸聚氨酯面漆，得到所述表面涂裝防腐蝕混凝土；所述混凝土基層原料質(zhì)量組成為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)∶水∶減水劑∶細骨料∶粗骨料＝1∶0.5～0.8∶0.008～0.012∶3.0～3.4∶3.6～4.0，基于所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰，所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰質(zhì)量比為1∶0.25～0.45，所述細骨料為粒度0.15～4.75mm的砂子，所述粗骨料為粒度4.75～19.00mm的碎石。
2. 如權(quán)利要求2所述的表面涂裝防腐蝕混凝土，其特征在于在混凝土基 層的表面，從內(nèi)向外依次涂裝1層厚度為20~30pm的濕固化環(huán)氧樹 脂底漆、2層厚度為40 50jim的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料、2層厚度為 30 40(im的丙烯酸聚氨酯面漆，得到所述表面涂裝防腐蝕混凝土。
3. —種如權(quán)利要求1所述的表面涂裝防腐蝕混凝土的施工方法，所述方 法包括按(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水減水劑細骨料粗骨料=1: 0.5 0.8: 0.008 0.012: 3.0 3.4: 3.6 4.0的質(zhì)量比調(diào)配，得到的混;疑土 基層標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護28d后，對混凝土基層表面進行處理，涂裝厚度為 20~30pm的濕固化環(huán)氧樹脂底漆，12h后平整表面、涂裝厚度為 40 50|im的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料，24h后涂裝厚度為30~50(am的 丙烯酸聚氨酯面漆，得到所述表面涂裝防腐蝕混凝土 。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于(硅酸鹽水泥+粉煤灰)水 減水劑細骨料粗骨料質(zhì)量比為1: 0.5 0.8: 0.008 0.012: 3.0-3.4:3.6~4.0,所述方法如下(1 )攪拌機中加入配方量的粗細骨料，加入適量水、攪拌30 60s使 骨料吸水至飽和；(2) 加入配方量的粉煤灰，攪拌30 60s;(3) 加入配方量的硅酸鹽水泥，攪拌30 60s;(4) 加入減水劑和余量的水，攪拌60 120s,得混凝土基層；(5) 混凝土基層養(yǎng)護28d后，對表面進行處理，涂裝1層厚度為 2(K30(im的濕固化環(huán)氧樹脂底漆；(6 ) 12h后平整表面，再涂裝1層厚度涂裝厚度為40 50fim的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料； (7 ) 24h后再涂裝1層厚度涂裝厚度為40 50(im的環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料；(8 ) 24h后涂裝1層厚度為30 50jim的丙烯酸聚氨酯面漆； (9 ) 24h后再涂裝1層厚度為30 50jmi的丙烯酸聚氨酯面漆，得到所 述表面涂裝防腐蝕混凝土 。 5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述的步驟(6)所述的平整表 面為混凝土基層表面在刮涂環(huán)氧膩子以添平蜂窩、麻面、孔洞、砂 眼和凹i亢。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種表面涂裝防腐蝕混凝土及制備方法，防腐蝕混凝土由如下方法獲得混凝土基層養(yǎng)護28d后，在混凝土基層的表面，從內(nèi)向外依次涂裝濕固化環(huán)氧樹脂底漆、環(huán)氧玻璃鱗片重防腐涂料、丙烯酸聚氨酯面漆，得到所述表面涂裝防腐蝕混凝土；所述混凝土基層原料質(zhì)量組成為(硅酸鹽水泥+粉煤灰)∶水∶減水劑∶細骨料∶粗骨料＝1∶0.5～0.8∶0.008～0.012∶3.0～3.4∶3.6～4.0，基于所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰，所述的硅酸鹽水泥與粉煤灰質(zhì)量比為1∶0.25～0.45，所述細骨料為粒度0.15～4.75mm的砂子，所述粗骨料為粒度4.75～19.00mm的碎石。本發(fā)明提供的表面涂裝防腐蝕混凝土具有較高的防腐蝕性能，一次表面涂裝混凝土的使用壽命達15～20y。
文檔編號C04B18/08GK101250903SQ200810060920
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日
發(fā)明者周欣竹, 功 程, 林 邵, 鄭建軍 申請人:方遠建設(shè)集團股份有限公司