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混凝土濕表面固化封閉底漆結合強度的研究,通過對混凝土濕表面底漆固化特點的分析,研究了不同的環氧樹脂、溶劑和助劑對潮濕表面的濕態附著力的影響
2019年07月01日    閱讀量:10688    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿


混凝土濕表面固化封閉底漆結合強度的研究

白華棟1,劉偉1,馮剛1,商漢章1,張亮1,徐永祥1,孫國亮2,陳雷2

(1.北京航材百幕新材料技術工程股份有限公司,北京100095;2.唐山曹妃甸發展投資集團有限公司,河北唐山063200)


0 引言

由于混凝土在水合反應過程中會產生很多微小通道或孔洞,使得外界腐蝕因素很容易滲透進入混凝土內部,引起鋼筋產生銹蝕,結果造成混凝土的漲裂,整體結構的耐久性下降[1]。對于處于潮差區部位的海港混凝土結構,干濕交替,氧氣含量高,腐蝕環境極為惡劣。雖然有多種方法用來進行潮差區混凝土的腐蝕防護,效果都不是很理想,相對而言,表面涂料涂層技術是一種經濟而且非常實用的防護技術[2]中國建材網cnprofit.com。防護涂料的屏蔽性和附著力是其防腐性能的2 個重要指標,而附著力能否滿足要求,直接決定了防護涂層對基體能否提供長久有效的保護,如果涂層和基體結合不夠牢固,無論該涂層具有多么優異的性能,都不可能發揮出來。封閉底漆作為直接與基體相連接的部分,其涂覆性、滲透性的好壞,將決定整個防護涂層和基體的附著性能,最終對涂層的整體性能產生影響[3]。鋼筋混凝土表面進行防護涂料的施工,要求其表面含水率不得大于6%[4]。但是對于潮差區混凝土結構來說,由于周期性的潮水浸泡,同時潮漲潮落的時間間隔較短,很難有足夠的時間使得混凝土表面的含水率小于6%。通過使用濕固化封閉底漆,解決潮濕表面的涂裝,獲得優異的附著力,為上層涂膜提供良好的基礎。濕固化底漆一般對于固化劑研究的較多,而樹脂、溶劑和助劑研究的較少。本文就影響濕固化底漆結合強度的幾個因素進行了研究。

 

1 試驗部分

1.1 主要原料

雙酚A 型環氧樹脂:SM618(環氧值0.48~0.54)、SM6101 (環氧值0.41 ~ 0.47)、SM601 (環氧值0.18 ~0.22),江蘇三木集團公司;助劑:畢克化學有限公司;溶劑:丙酮、丁酮、乙醇、正丁醇、醋酸丁酯、二甲苯,市售工業品。

1.2 試驗方法

試驗用混凝土塊材質為c30,尺寸為100 mm×100 mm×100 mm,成型的混凝土塊養護28 d 后使用,局部孔洞采用環氧砂漿修補。表面處理后浸泡在1%鹽水中168 h 后撈出,用濕布抹去涂裝表面的水滴,置于標準條件自然停放15 min,然后采用刷涂法進行涂裝。涂裝完畢室溫下放置2 h,浸泡于1%鹽水中168 h后,進行后續性能的測試。

1.3 測試方法

劃格試驗按GB/T 9286—1998 進行。

拉力試驗按ISO 4624:2003 進行,使用的儀器為美國DeFelsko 公司PosiTest AT 附著力測試儀。

 

2 結果與討論

2.1 成膜物質對結合強度的影響

對于涂料來說,成膜物質對其性能的好壞起著重要的作用。傳統的聚酰胺固化劑雖然對干燥混凝土表面具有良好的滲透性和好的耐水性,但對于混凝土潮濕表面來說,其適應性較差。對聚酰胺改性則可以保留聚酰胺所具有的優點,又可以對潮濕混凝土基面產生有效的潤濕和滲透。本文選用改性聚酰胺作為環氧樹脂的固化劑進行研究。環氧樹脂型號很多,結合施工情況和性能的要求,選用國內最常用的3 種雙酚A 型環氧樹脂進行研究。結合強度性能測試見表1。

不同樹脂所制封閉底漆混凝土試樣濕表面涂裝后的結合強度

混凝土濕表面固化封閉底漆結合強度的研究,通過對混凝土濕表面底漆固化特點的分析,研究了不同的環氧樹脂、溶劑和助劑對潮濕表面的濕態附著力的影響 中國建材網,cnprofit.com

結合強度試驗是在潮濕基面涂漆,漆膜固化7 d后進行性能測試。從試驗結果看,SM6101 的濕態附著力較好,SM601 的濕態附著力較差。在非潮差區混凝土涂裝中,環氧樹脂相對分子質量越小,對混凝土的滲透越好,拉拔強度越高;但在潮濕表面,由于混凝土毛細孔里水的影響,環氧樹脂在其表面的潤濕性較差,SM6101 分子結構中具有一定量的羥基,和SM618 比較,更有利于在潮濕表面的潤濕滲透。SM601 分子結構中的羥基含量雖然比SM6101 高,但由于其相對分子質量高,分子鏈較長,使其滲透性不如前兩者,結合強度較差。

2.2 溶劑對結合強度的影響

不同的溶劑會對涂料的黏度和潤濕性能產生影響,從而對涂層最終的結合強度產生影響。使用6 種不同的常用溶劑配制封閉底漆,濕表面固化后,測試其結合強度,試驗結果見表2。

混凝土濕表面固化封閉底漆結合強度的研究,通過對混凝土濕表面底漆固化特點的分析,研究了不同的環氧樹脂、溶劑和助劑對潮濕表面的濕態附著力的影響 中國建材網,cnprofit.com

不同溶劑所制封閉底漆混凝土試樣濕表面涂裝后的結合強度

可以看出,丙酮和丁酮的效果較好,而使用正丁醇和二甲苯在混凝土濕表面無法成膜;二甲苯屬非極性溶劑,對潮濕表面潤濕性極差,無法有效鋪展;正丁醇屬中等極性溶劑,由于碳鏈較長,也影響了其在潮濕表面的潤濕;丙酮、丁酮、乙醇和醋酸丁酯屬極性溶劑,對潮濕表面的潤濕性較好,有利于樹脂的滲透,有利于提高結合強度,其中丙酮和丁酮的效果更好一些。

2.3 助劑對結合強度的影響

涂料在潮濕表面鋪展固化,要求其表面張力要小于水。要使環氧樹脂涂料很好地滿足這個要求,還需加入一定的表面活性劑。在封閉底漆中分別加入3 種不同類型的表面活性劑,考察其對結合強度的影響,結果見表3。結果表明,加入丙烯酸酯類表面活性劑可以促進結合強度的提高。雖然有機硅類和氟改性丙烯酸酯類可以大幅度降低涂料的表面張力,但由于有機硅和氟的疏水性,對涂料的潤濕性有一定影響,從而影響表面結合強度。

混凝土濕表面固化封閉底漆結合強度的研究,通過對混凝土濕表面底漆固化特點的分析,研究了不同的環氧樹脂、溶劑和助劑對潮濕表面的濕態附著力的影響 中國建材網,cnprofit.com

不同助劑所制封閉底漆混凝土試樣濕表面涂裝后的結合強度

3 結語

由于分子結構上的差異,不同環氧當量的樹脂表現出不同的濕表面固化結合強度,其中樹脂SM6101具有較好的結合強度;溶劑的極性和對樹脂溶解性的不同,使得涂料在濕表面固化中有不同的表現,丙酮和丁酮效果較好;使用不同的助劑對結合強度也會產生一定的影響。所得試驗結果對北方近濱海地區潮差區鋼筋混凝土結構的防腐防護底漆的研制有一定借鑒作用。


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