[实用新型]定量化可反向涂装的混凝土功能涂层

说明书

本实用新型涉及一种定量化可反向涂装的混凝土功能涂层，可以定量化设计抗裂性能，具有定量化显示混凝土裂纹宽度功能。这一涂层系统可以正向涂装也可以反向涂装。所述的涂层系统是基于一个阶梯弹性涂层结构的物理模型，由表及里依次为表面涂层，提供耐候性保护或其它功能；中低弹性涂层，起到重要的承上启下过渡作用；高弹性中间涂层，承担能够抵御混凝土开裂裂缝的主要职能；混凝土封闭底涂涂层。其中封闭底涂以上三层涂层的弹性逐层向上递减，由大变小。可以应用于混凝土工程的防护、裂缝治理或混凝土表面其它特种功能涂层。

技术领域

本实用新型涉及一种可以定量化设计、具有定量化显示功能的、可以正反双向涂装的混凝土功能涂层技术及实施方法。用于混凝土结构表面的防护、混凝土裂缝修补整治以及其它特种功能涂层。属于特种功能涂料与涂装工程领域。

背景技术

钢筋混凝土一直被人们认为是牢固耐久的材料。上世纪70-80年代欧美日等国家开始认识到混凝土结构存在的腐蚀与碳化问题的严重性，提出并使用环氧树脂、聚氨酯等有机涂料对混凝土表面涂覆的防护方法。这样可以减少或防止二氧化碳、二氧化硫、水蒸气等有害气体侵入混凝土。保证桥梁等混凝土结构的耐久性。

中国沿海以及内地混凝土桥梁腐蚀十分严重。对混凝土表面涂层防护的关注和应用始于21世纪初。在2007年颁布了交通行业专业标准JT/T695-2007《混凝土桥梁结构表面涂层防腐蚀涂装技术条件》。对重点混凝土桥梁工程开始进行涂层防护工作。现有混凝土表面防护技术一般是以环氧树脂或聚氨酯底涂作为封闭底涂，环氧云母氧化铁涂料、环氧玻璃鳞片涂料等为中间涂层，脂肪族聚氨酯涂料为面涂。从宁波到上海的杭州湾跨海大桥为主要代表的一系列重要桥梁实施的桥梁混凝土结构有机防护涂层大都采用这一涂层体系。但是这些涂层都属于刚性涂层。

几乎没有不裂的混凝土。实际工程中，混凝土结构采用的原材料种类多，施工过程又漫长繁琐，结构形式多样，承受力形态复杂，使用环境条件多变。这些因素都可能引起混凝土裂缝。荷载作用下会引起裂缝。非荷载下的间接作用也会引起裂缝，如强迫变形受拉应变下的断裂裂缝，混凝土凝固收缩裂缝，温差引起的约束应力裂缝，强迫位移引起的约束应变裂缝，设计施工缺陷引起的裂缝。在耐久性环境作用下，混凝土会逐渐碳化或称中性化。碳化造成混凝土碱性降低。当pH值低于12时，钢筋会脱钝化。进而发生电化学腐蚀，造成钢筋锈蚀、体积膨胀，引起混凝土的涨裂。

混凝土的碳化。二氧化碳与混凝土中的氢氧化钙反应生成碳酸钙是造成碳化的主要原因。空气中的氯离子、二氧化硫、氮氧化物、硫酸根离子不仅都会与氢氧化钙反应，降低pH 值，而且这些介质本身都是造成钢筋腐蚀的因素。

混凝土必然要开裂，而刚性涂层是难以抵御混凝土的开裂裂缝的。

钢筋混凝土中使用环氧树脂涂层钢筋是另一种防腐蚀方法。

北美地区早在20世纪五六十年代就开始了环氧树脂钢筋的研发工作，并取得一些应用效果。我国在上世纪末期开始涂层钢筋与相应粉末及涂装技术研究，制定了有关涂层钢筋的《环氧树脂涂层钢筋》(JG3042-1997)行业标准。意在能够将这技术引进到我国各类大型工程项目中去。

目前，环氧涂层主要用于钢筋混凝土结构物中的螺纹钢筋防腐。一种途径是使用环氧粉末涂料，在流水线上静电喷涂到预热的钢筋上，固化水冷后制成环氧涂层钢筋。由于环氧树脂涂层钢筋价格偏高，而且从工厂到浇筑混凝土之前要经历运输(易导致弯曲疲劳破坏)，切割(形成新的断口)和捆扎(涂层摩擦破坏)等多道工序，这些过程均会对钢筋涂覆层产生不利的影响，另外更重要的是硬化后的环氧树脂材料表面较光滑，表面能大大降低，与随后浇筑的混凝土之间的握裹力较差，结合强度无法与普通钢筋混凝土相比，成为较难逾越的困难问题。此外钢筋涂覆环氧涂层解决不了混凝土本身的碳化和腐蚀。所以虽然制定了若干标准，但是利用这类环氧树脂等有机材料进行工厂化的预涂覆技术始终未能得到广泛的推广应用。