專利名稱：一種提高鋼筋混凝土耐腐蝕性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高涂布了金屬熱噴涂層，特別是鋅或鋅合金熱噴涂層的鋼筋混凝土的耐腐蝕性的方法。
鋅或鋅鋁合金的熱噴涂層被用于金屬、塑料、混凝土、紙板等的表面改良。改良包括基質(zhì)材料的耐熱性、磨損性能和導(dǎo)電性。
根據(jù)EP-A-0677592，已知一種提高金屬、金屬氧化物或硬質(zhì)材料，特別是鋅、鋁和它們的合金的熱噴涂層粘著力的方法，其中在噴涂后，將噴涂涂層用一層單一組分水分處理(moisture-curing)聚氨酯樹(shù)脂涂布。該方法對(duì)于鋼工件特別重要。該方法提到對(duì)這樣涂布的聚氨酯樹(shù)脂涂層可使用常用的與聚氨酯樹(shù)脂相容的涂層系統(tǒng)。沒(méi)有提到其實(shí)例。然而，人們已經(jīng)觀察到材料如醇酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或PVC樹(shù)脂不能充分粘著到?jīng)]有聚氨酯樹(shù)脂涂層的金屬涂層上。
本發(fā)明的目的是提高涂布了金屬熱噴涂層，特別是鋅或鋅合金熱噴涂層的鋼筋混凝土的耐腐蝕性，并且如有可能，也提高噴涂涂層對(duì)混凝土的粘著力。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過(guò)將噴涂層與鋼筋保護(hù)層(armour)電連接并對(duì)噴涂層額外涂布一層聚氨酯樹(shù)脂，該樹(shù)脂是以有機(jī)溶劑中的低粘度溶液的形式涂布的。
優(yōu)選聚氨酯樹(shù)脂涂層涂布的厚度很薄，以致于不會(huì)形成連續(xù)膜，而僅僅是封閉了噴涂涂層的孔。
如果在固化聚氨酯樹(shù)脂后另外涂布一層環(huán)氧樹(shù)脂涂層，就會(huì)得到特別好的結(jié)果。優(yōu)選該環(huán)氧樹(shù)脂涂層涂布的厚度在固化后為200-400μm。更為有用的是聚氨酯涂層以及環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯的混合涂層。
鋅或鋅合金在混凝土上的噴涂涂層通常厚100-400μm，優(yōu)選150-300μm。當(dāng)用前端剝離(front end peeling)測(cè)量粘著力時(shí)，這種噴涂涂層的粘著力值為1.0-2.0MPa。涂布了聚氨酯樹(shù)脂涂層后，鋅涂層對(duì)混凝土的粘著力驚人地增加至2.5-3.0MPa。如果在固化聚氨酯涂層后涂布環(huán)氧樹(shù)脂涂層，在其固化后測(cè)量的粘著力值為2.5-3.5MPa。
對(duì)該方法的成功必不可少的是根據(jù)本發(fā)明涂布的涂層與鋼筋混凝土的外護(hù)層電連接。為此，必須在鋼筋的金屬保護(hù)層和混凝土的表面之間建立電導(dǎo)連接。這是一種迄今為止權(quán)益采用的措施，因?yàn)椴糠譀](méi)有被混凝土覆蓋的保護(hù)層會(huì)與環(huán)境接觸，鋼筋混凝土的腐蝕會(huì)特別快地發(fā)生，這實(shí)際上是缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，更有可能使用涂層作為陽(yáng)極，利用外電路電流有效進(jìn)行陰極防蝕。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)預(yù)料不到的優(yōu)點(diǎn)是聚氨酯樹(shù)脂的涂布不僅提高了噴涂涂層對(duì)混凝土的粘著力，而且提高了噴涂涂層的耐久性。顯著降低了潮濕空氣條件下鋅涂層的內(nèi)部腐蝕，這樣就提高了該噴涂涂層的耐久性。根據(jù)DIN50121-5S的鹽水噴霧測(cè)試中的腐蝕實(shí)驗(yàn)表明在336小時(shí)內(nèi)100μm厚的涂層的60％被腐蝕。在涂布了聚氨酯樹(shù)脂層后，鋅噴涂涂層的腐蝕僅有13％。如果額外再涂布一層環(huán)氧樹(shù)脂層，該噴涂涂層的內(nèi)部腐蝕實(shí)際上會(huì)降低到0。
在本發(fā)明方法中，涂布金屬涂層前，必須注意首先對(duì)鋼筋混凝土進(jìn)行清潔，噴砂(blast)，預(yù)熱至70-90℃，并且只有這樣之后才能通過(guò)噴涂涂布金屬?；|(zhì)表面的清潔度和粗糙度是特別重要的。為了確保必需的粘著力，一定程度的銳邊縱斷面經(jīng)常是必需的。只有當(dāng)能確?；炷帘砻娌辉偈浅睗駮r(shí)，才可以免除預(yù)熱。否則，鋅涂層就不會(huì)有足夠的粘著力。
對(duì)于該金屬噴涂材料，可以使用各種噴涂方法，例如線材火焰噴涂或線材電弧噴涂。這些方法的區(qū)別主要是不同的加工溫度和不同的涂布效率。對(duì)混凝土的粘著力不僅取決于表面預(yù)處理，還取決于要保護(hù)的混凝土的類型。涂層的致密程度取決于其厚度和噴涂的方法。為了確保足夠的防腐，厚度優(yōu)選在150-300μm范圍內(nèi)。
嘗試向噴涂涂層上直接涂布一層環(huán)氧樹(shù)脂涂層，但結(jié)果令人很不滿意，而如果根據(jù)本發(fā)明先涂布一層聚氨酯涂層，就能得到特別好的結(jié)果。
目前還沒(méi)有關(guān)于這些結(jié)果的明確解釋，但對(duì)于在固化過(guò)程中尿烷基團(tuán)能與羥基反應(yīng)，其中不僅殘留水分被結(jié)合，而且在噴涂上的金屬和聚氨酯樹(shù)脂間也形成了強(qiáng)鍵的理論得到了一定的支持。令人驚異的是如果涂布的涂層厚度薄到僅填滿噴涂金屬的孔，而沒(méi)有形成連續(xù)膜的程度時(shí)，得到了非常好的結(jié)果。這樣的薄涂層可通過(guò)例如刷涂、滾涂或噴涂來(lái)涂布，但不應(yīng)形成可測(cè)量的層。盡管如此，這種薄涂層已導(dǎo)致由于潮濕空氣條件的內(nèi)部腐蝕顯著降低，同時(shí)增加了金屬涂層對(duì)混凝土的粘著力。
當(dāng)這種尿烷涂料固化后，可獲得更大的改進(jìn)，特別是通過(guò)涂布一層環(huán)氧樹(shù)脂外涂層；得到了極好的結(jié)果，例如使用Ameron，USA的Amer lock 400 GFR涂料。使用了額外的環(huán)氧樹(shù)脂層，特別是當(dāng)表面處于強(qiáng)機(jī)械應(yīng)力下。然而，聚氨酯層或環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯的混合層也是特別適合的。
通過(guò)下述實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的方法。
實(shí)施例1使用壓縮空氣的噴氣流制備新結(jié)構(gòu)的鋼筋混凝土，直至其清潔度達(dá)Sa3，平均粗糙度Rz為45μm。然后，使用壓縮空氣盡可能除去如此制備出的工件上附著的雜質(zhì)，在70-90℃將其預(yù)熱并供給其厚150-300μm的鋅涂層。用前端剝離測(cè)定的粘著力的值為1.0-2.0MPa。隨后，通過(guò)涂刷方法，以不會(huì)形成可測(cè)量的層的方式，將市場(chǎng)上可買到的低粘度1K PUR涂布溶液涂布到該金屬涂層上。使用的聚氨酯涂料是來(lái)自Steelpaint GmbH公司，Kitzingen的產(chǎn)品。
當(dāng)涂層干燥后，經(jīng)確認(rèn)鋅涂層的粘著力增加至2.5-3.0MPa。
當(dāng)聚氨酯涂層固化后，再用環(huán)氧樹(shù)脂涂層涂布部分基質(zhì)。所用材料是Amerlock 400 GFA，層厚200-400μm。在第二層涂層固化后，粘著力達(dá)到2.5-3.5MPa。
在根據(jù)DIN 50121-SS的鹽水噴霧測(cè)試的腐蝕實(shí)驗(yàn)中，實(shí)際上可以證實(shí)鋅涂層沒(méi)有可測(cè)量的腐蝕。
比較實(shí)驗(yàn)將如實(shí)施例1同樣的鋅涂層用環(huán)氧樹(shù)脂直接涂布。通過(guò)前端剝離測(cè)定的粘著力保持在1.0-2.0MPa。環(huán)氧樹(shù)脂涂層對(duì)鋅涂層的粘著力不耐久。
實(shí)施例2對(duì)于港口需要修整的錨弧(anchor arcs)，首先從外部除去腐蝕的混凝土，直至鋼筋部分暴露出來(lái)。將它們互相焊接，以導(dǎo)電形式相互連接。進(jìn)一步，安裝并隔離電線。然后涂布一層厚達(dá)10cm的修復(fù)砂漿。固化后，如實(shí)施例1在其上涂布300μm厚鋅涂層，隨后用低粘度PUR涂布溶液涂布，但要注意在鋼筋部分和鋅涂層間不發(fā)生導(dǎo)電性接觸。如此涂布的鋅涂層作為犧牲陽(yáng)極。隨后的PUR溶液涂布增加了涂層的機(jī)械穩(wěn)定性。然后，如實(shí)施例1用環(huán)氧樹(shù)脂涂層涂布該表面，涂層平均厚度400μm。這樣就形成了對(duì)海水和其它腐蝕具有強(qiáng)耐腐蝕性的表面，并且確保能長(zhǎng)期保護(hù)混凝土和加入的鋼筋部分。
權(quán)利要求
1.一種提高涂布了金屬熱噴涂層、特別是鋅或鋅合金熱噴涂層的鋼筋混凝土耐腐蝕性的方法，其特征在于所述涂層與保護(hù)層導(dǎo)電連接并且額外涂布了一層聚氨酯樹(shù)脂，該樹(shù)脂以有機(jī)溶劑中低粘度溶液的形式涂布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述聚氨酯樹(shù)脂涂層涂布的厚度薄到不能形成連續(xù)膜，而僅能封閉涂層的孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于在所述聚氨酯樹(shù)脂固化后，額外涂布一層環(huán)氧樹(shù)脂涂層、聚氨酯樹(shù)脂涂層或混合了環(huán)氧樹(shù)脂和聚氨酯的涂層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述額外的樹(shù)脂涂層涂布的厚度為固化后200-400μm。
全文摘要
一種提高涂布了金屬熱噴涂層、特別是鋅或鋅合金熱噴涂層的鋼筋混凝土耐腐蝕性的方法,通過(guò)將所述涂層與保護(hù)層電連接并對(duì)其額外涂布一層聚氨酯樹(shù)脂而實(shí)現(xiàn),該樹(shù)脂是以有機(jī)溶劑中低粘度溶液的形式涂布。
文檔編號(hào)C23C4/18GK1276839SQ98810299
公開(kāi)日2000年12月13日 申請(qǐng)日期1998年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月31日
發(fā)明者M·克內(nèi)珀, J·斯普里斯特斯巴赫, J·維斯尼夫斯基 申請(qǐng)人:格里羅工廠股份公司