一种海洋混凝土工程防护用喷涂速凝橡胶沥青

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随着沿海地区经济建设的推进,一大批海洋工程陆续涌现,海洋工程钢结构防腐涂料也得到了快速发展,但作为海洋工程防腐另一重要组成部分的混凝土防腐涂料的发展才处于起步阶段。喷涂速凝橡胶沥青防水涂料具有很好的韧性、防水性与耐腐蚀性,且施工快捷方便,常用于一般场合中混凝土工程的防水防腐,但不适用于苛刻的海洋环境。环氧树脂具有高强度、强附着力、耐磨损、耐化学品腐蚀等性能,常用于海洋环境混凝土工程的防腐,但其耐冲击性能差、易开裂,且施工工期较长。在此,通过在喷涂速凝橡胶沥青防水涂料中添加环氧树脂,研究环氧树脂种类对涂料性能的影响。

作者单位:山东北方创信防水科技集团股份有限公司摘自:《中国建筑防水》年第3期

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涂料的制备

制备A组分

向乳化沥青中加入分散剂、消泡剂及环氧树脂,在r/min下分散0min,之后加入偶联剂、纳米SiO2及氯丁胶乳,在r/min下搅拌30min,搅拌均匀得到A组分。

制备B组分

向水中加入喷涂速凝固化剂,搅拌至完全溶解,之后加入水性环氧固化剂,搅拌均匀即可得到B组分。

膜片喷涂

采用电动喷涂设备同时喷涂A、B两组分,两种物料在交叉雾化过程中接触速凝成膜。

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环氧树脂种类对防水防腐涂料性能的影响

喷涂速凝橡胶沥青防水涂料的主要成分是乳化沥青,其在海水中的粘结强度不高,因此向乳化沥青中加入适量的环氧树脂与纳米SiO2,一方面改善其与基面的粘结性,另一方面提升其抵抗海水浸泡、腐蚀的能力。分别向喷涂速凝橡胶沥青防水涂料的A组分中加入水性环氧树脂乳液与油性环氧树脂乳液,向B组分中加入水性环氧固化剂并搅拌均匀,将A、B组分同时喷涂制备试样。表环氧树脂种类对涂料性能的影响

注:按照GB/T—《建筑防水涂料试验方法》的要求,测试膜片的拉伸强度、断裂伸长率、粘结强度、表干时间与实干时间;空白样为常规喷涂速凝橡胶沥青防水涂料。

可以看出,环氧树脂的加入略微延长了涂料的表干时间与实干时间,但由于采用喷涂施工,可一次成膜至要求厚度,因此干燥时间的略微延长对涂料的施工效率影响不大。加入环氧树脂后,涂料的拉伸强度、粘结强度得到了大幅提升,但加入环氧树脂后涂膜的韧性差、易断裂,断裂伸长率大幅降低。存储性能方面,加入油性环氧树脂的涂料放置后会出现分层现象;水性环氧树脂与喷涂速凝橡胶沥青防水涂料相容性好且更环保,故选用水性环氧树脂作为改性剂。

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氯丁胶乳添加量对防水防腐涂料延伸性的影响

在固定水性环氧树脂添加量的前提下,调整体系中氯丁胶乳的添加量,考察氯丁胶乳添加量对防水防腐涂料延伸性的影响。可以发现,适量的氯丁胶乳可以在基本不改变拉伸强度、粘结强度的情况下,提高涂料的延伸性;而过量的氯丁胶乳反而会降低涂料的拉伸强度。综合考虑,最终选定体系中氯丁胶乳的添加量为30%。表2氯丁胶乳添加量对涂料性能的影响

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改性纳米SiO2对防水防腐涂料力学性能的影响

将纳米SiO2添加到防水防腐涂料体系中,容易与橡胶沥青粒子之间形成物理交联点,与环氧环状分子中的氧发生键合作用,从而提高防水防腐涂料的强度与硬度;同时,尚有一部分纳米SiO2颗粒仍然分布在高分子链的空隙中,表现出很高的流涟性,使防水防腐涂料的韧性有所提高。随着改性纳米SiO2添加量的增加,防水防腐涂料的耐冲击性及拉伸强度都呈现先增大后减小的趋势,当改性纳米SiO2的添加量为2%时,防水防腐涂料的耐冲击性和拉伸强度都达到最大值。表3SiO2添加量对涂料力学性能的影响

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喷涂速凝橡胶沥青环氧防水防腐涂料的性能评价

防腐性能

分别将喷涂速凝橡胶沥青环氧防水防腐涂料与常规喷涂速凝橡胶沥青防水涂料喷涂在钢板上(厚度相同),养护后测试耐盐雾性能;将两种涂料喷涂在混凝土上,养护后测试耐人工海水浸泡性能;将两种涂料喷涂在离型纸上,养护后测试耐酸碱性能。可以看出,经改性后的喷涂速凝橡胶沥青环氧防水防腐涂料,耐盐雾及耐人工海水浸泡性能都得到较大改善,实验后漆膜完好,无起泡、锈蚀、脱落等现象,可达到海洋工程防护防腐的要求。

表4改性前后的喷涂速凝涂料性能对比存储性能

分别将喷涂速凝橡胶沥青环氧防水防腐涂料A料与常规喷涂速凝橡胶沥青防水涂料A料在标准条件下存放一段时间,观察存储性能。可以发现,与常规喷涂速凝橡胶沥青防水涂料一样,喷涂速凝橡胶沥青环氧防水防腐涂料的A料的存放周期可达6个月,即添加的环氧树脂及纳米SiO2不影响涂料的存储性能。

表5涂料存储性对比

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