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混凝土湿表面固化封闭底漆结合强度的研究,通过对混凝土湿表面底漆固化特点的分析,研究了不同的环氧树脂、溶剂和助剂对潮湿表面的湿态附着力的影响,中国建材网,cnprofit.com
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混凝土湿表面固化封闭底漆结合强度的研究,通过对混凝土湿表面底漆固化特点的分析,研究了不同的环氧树脂、溶剂和助剂对潮湿表面的湿态附着力的影响
2019年07月01日    阅读量:251    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿


混凝土湿表面固化封闭底漆结合强度的研究

白华栋1,刘伟1,冯刚1,商汉章1,张亮1,徐永祥1,孙国亮2,陈雷2

(1.北京航材百幕新材料技术工程股份有限公司,北京100095;2.唐山曹妃甸发展投资集团有限公司,河北唐山063200)


0 引言

由于混凝土在水合反应过程中会产生很多微小通道或孔洞,使得外界腐蚀因素很容易渗透进入混凝土内部,引起钢筋产生锈蚀,结果造成混凝土的涨裂,整体结构的耐久性下降[1]。对于处于潮差区部位的海港混凝土结构,干湿交替,氧气含量高,腐蚀环境极为恶劣。虽然有多种方法用来进行潮差区混凝土的腐蚀防护,效果都不是很理想,相对而言,表面涂料涂层技术是一种经济而且非常实用的防护技术[2]中国建材网cnprofit.com。防护涂料的屏蔽性和附着力是其防腐性能的2 个重要指标,而附着力能否满足要求,直接决定了防护涂层对基体能否提供长久有效的保护,如果涂层和基体结合不够牢固,无论该涂层具有多么优异的性能,都不可能发挥出来。封闭底漆作为直接与基体相连接的部分,其涂覆性、渗透性的好坏,将决定整个防护涂层和基体的附着性能,最终对涂层的整体性能产生影响[3]。钢筋混凝土表面进行防护涂料的施工,要求其表面含水率不得大于6%[4]。但是对于潮差区混凝土结构来说,由于周期性的潮水浸泡,同时潮涨潮落的时间间隔较短,很难有足够的时间使得混凝土表面的含水率小于6%。通过使用湿固化封闭底漆,解决潮湿表面的涂装,获得优异的附着力,为上层涂膜提供良好的基础。湿固化底漆一般对于固化剂研究的较多,而树脂、溶剂和助剂研究的较少。本文就影响湿固化底漆结合强度的几个因素进行了研究。

 

1 试验部分

1.1 主要原料

双酚A 型环氧树脂:SM618(环氧值0.48~0.54)、SM6101 (环氧值0.41 ~ 0.47)、SM601 (环氧值0.18 ~0.22),江苏三木集团公司;助剂:毕克化学有限公司;溶剂:丙酮、丁酮、乙醇、正丁醇、醋酸丁酯、二甲苯,市售工业品。

1.2 试验方法

试验用混凝土块材质为c30,尺寸为100 mm×100 mm×100 mm,成型的混凝土块养护28 d 后使用,局部孔洞采用环氧砂浆修补。表面处理后浸泡在1%盐水中168 h 后捞出,用湿布抹去涂装表面的水滴,置于标准条件自然停放15 min,然后采用刷涂法进行涂装。涂装完毕室温下放置2 h,浸泡于1%盐水中168 h后,进行后续性能的测试。

1.3 测试方法

划格试验按GB/T 9286—1998 进行。

拉力试验按ISO 4624:2003 进行,使用的仪器为美国DeFelsko 公司PosiTest AT 附着力测试仪。

 

2 结果与讨论

2.1 成膜物质对结合强度的影响

对于涂料来说,成膜物质对其性能的好坏起着重要的作用。传统的聚酰胺固化剂虽然对干燥混凝土表面具有良好的渗透性和好的耐水性,但对于混凝土潮湿表面来说,其适应性较差。对聚酰胺改性则可以保留聚酰胺所具有的优点,又可以对潮湿混凝土基面产生有效的润湿和渗透。本文选用改性聚酰胺作为环氧树脂的固化剂进行研究。环氧树脂型号很多,结合施工情况和性能的要求,选用国内最常用的3 种双酚A 型环氧树脂进行研究。结合强度性能测试见表1。

不同树脂所制封闭底漆混凝土试样湿表面涂装后的结合强度

混凝土湿表面固化封闭底漆结合强度的研究,通过对混凝土湿表面底漆固化特点的分析,研究了不同的环氧树脂、溶剂和助剂对潮湿表面的湿态附着力的影响 中国建材网,cnprofit.com

结合强度试验是在潮湿基面涂漆,漆膜固化7 d后进行性能测试。从试验结果看,SM6101 的湿态附着力较好,SM601 的湿态附着力较差。在非潮差区混凝土涂装中,环氧树脂相对分子质量越小,对混凝土的渗透越好,拉拔强度越高;但在潮湿表面,由于混凝土毛细孔里水的影响,环氧树脂在其表面的润湿性较差,SM6101 分子结构中具有一定量的羟基,和SM618 比较,更有利于在潮湿表面的润湿渗透。SM601 分子结构中的羟基含量虽然比SM6101 高,但由于其相对分子质量高,分子链较长,使其渗透性不如前两者,结合强度较差。

2.2 溶剂对结合强度的影响

不同的溶剂会对涂料的黏度和润湿性能产生影响,从而对涂层最终的结合强度产生影响。使用6 种不同的常用溶剂配制封闭底漆,湿表面固化后,测试其结合强度,试验结果见表2。

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不同溶剂所制封闭底漆混凝土试样湿表面涂装后的结合强度

可以看出,丙酮和丁酮的效果较好,而使用正丁醇和二甲苯在混凝土湿表面无法成膜;二甲苯属非极性溶剂,对潮湿表面润湿性极差,无法有效铺展;正丁醇属中等极性溶剂,由于碳链较长,也影响了其在潮湿表面的润湿;丙酮、丁酮、乙醇和醋酸丁酯属极性溶剂,对潮湿表面的润湿性较好,有利于树脂的渗透,有利于提高结合强度,其中丙酮和丁酮的效果更好一些。

2.3 助剂对结合强度的影响

涂料在潮湿表面铺展固化,要求其表面张力要小于水。要使环氧树脂涂料很好地满足这个要求,还需加入一定的表面活性剂。在封闭底漆中分别加入3 种不同类型的表面活性剂,考察其对结合强度的影响,结果见表3。结果表明,加入丙烯酸酯类表面活性剂可以促进结合强度的提高。虽然有机硅类和氟改性丙烯酸酯类可以大幅度降低涂料的表面张力,但由于有机硅和氟的疏水性,对涂料的润湿性有一定影响,从而影响表面结合强度。

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不同助剂所制封闭底漆混凝土试样湿表面涂装后的结合强度

3 结语

由于分子结构上的差异,不同环氧当量的树脂表现出不同的湿表面固化结合强度,其中树脂SM6101具有较好的结合强度;溶剂的极性和对树脂溶解性的不同,使得涂料在湿表面固化中有不同的表现,丙酮和丁酮效果较好;使用不同的助剂对结合强度也会产生一定的影响。所得试验结果对北方近滨海地区潮差区钢筋混凝土结构的防腐防护底漆的研制有一定借鉴作用。


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