环氧树脂涂层钢筋
由于钢筋锈蚀危害在世界范围的不断发生与发展,人们期望能找到更耐腐蚀的钢筋,于是出现了镀锌钢筋、包铜钢筋、合金钢钢筋、不锈钢钢筋及环氧树脂涂层钢筋等一系列钢筋新品种或防护方法。
到目前为止,镀锌钢筋、包铜钢筋已很少使用,合金钢钢筋(耐蚀钢筋)在日本得到一定发展,而美国、加拿大与欧洲,对不锈钢钢筋及环氧涂层钢筋研究较多,特别是环氧涂层钢筋,得到了较广泛的工程应用,被确认为是防钢筋锈蚀的有效措施之一。
2.1环氧涂层钢筋的研究与发展过程
环氧涂层钢筋的研究起源于美国。
由于50年代开始大量使用道路化冰(雪)盐,到60年代末,美国已有大量公路桥、城市立交桥出现严重钢筋锈蚀破坏。
政府不得不花费巨额资金修复这些桥梁、道路。
美国看到了问题的严重性,于是着手寻找对策。
其中,美国联邦公路局(FHWA)于70年代初开始研制环氧涂层钢筋,以后逐步解决涂层材料、生产工艺和工程应用等问题。
1973年首次试用于桥面板,并不断扩大应用和制定相关标准。
到1987年,美国环氧涂层钢筋的年产量已达20万t。
随之,其他国家和地区,也在发展和应用环氧涂层钢筋技术,如欧洲、中东、日本等,在海洋环境、使用防冰盐及其他强腐蚀条件下,使用环氧涂层钢筋是被推荐措施之一,有些是首选措施。
近年来,我国建设部也制定了环氧涂层钢筋的产品标准,并开始有一些工程应用的实例。
2.2环氧涂层钢筋的特点与主要性能
(1)环氧涂层钢筋制作:不同于通常的环氧树脂涂料涂刷在钢筋表面,环氧
涂层钢筋制作是采用静电粉末喷涂的方法,在工厂内对钢筋表面进行涂
层加工出来的。
美国曾先后试验了56种各类涂层材料,最终选定了这种
热固性静电喷涂环氧粉末涂层材料与制作工艺。
(2)粘结力与对混凝土握裹力的影响:环氧树脂粉末的独特性能与静电喷涂
工艺,能保证涂层与基体钢筋的良好粘结,抗拉、抗弯好,短半径180°
的弯曲,仍可不出现裂缝,这是其他涂层难以达到的。
更重要的是,环
氧涂层钢筋与混凝土的握裹力下降幅度最小(相关标准允许降低10%),
而其他涂层都可能使握裹力大幅度降低(甚至超过50%)(我国规范规定,
钢筋表面不能随便涂敷涂层等,也是因为一般涂层可明显降低钢筋与混
凝土的握裹力)。
(3)环氧树脂粉末涂层还具备以下性能:①耐碱性。
能长期经受混凝土的高
碱性环境(pH=12.5~13.5);②耐化学侵蚀。
由于环氧树脂粉末涂层具有
很高的化学稳定性和耐腐蚀性,并且膜层具有不渗透性,因此能阻止水、氧、氯盐等腐蚀介质与钢筋接触;③弹性和耐摩擦性都是良好的。
2.3环氧涂层钢筋在使用中应注意的问题
环氧涂层钢筋有许多优点和优势,作为一项新技术,在国外得到迅速发展。
然而,在使用中也曾发现存在问题与不足之处,乃致工程事故。
如美国曾有两座跨海大桥使用了环氧涂层钢筋,在5年内出现严重钢筋腐蚀破坏,这是美国首次出现的此类事故。
除与工程质量有关外,也发现环氧涂层钢筋存在质量问题和使用过程中存在的问题,主要问题集中在能否保证钢筋表面环氧涂层的完整性上。
试验与实践表明,如果涂层不完整,有孔洞、破伤或膜层太薄等“缺欠”,在腐蚀环境下,结构中的钢筋依然会锈蚀。
值得注意的是,在涂层不完整的“缺欠”处,局部锈蚀发展常常比无涂层钢筋还要快。
看来,一方面要保证环氧涂层钢筋的自身质量,另一方面,在运输、装卸过程中,应最大限度的保证不碰伤、划伤钢筋表面的环氧涂层,同时,施工过程中更为重要,人和机械搅捣,都不应碰伤、划伤、损坏钢筋表面的环氧涂层。
这就对运输、施工提出了严格的要求,若不能满足这些要求,就会不可避免地出现“缺欠”,虽然现场允许用环氧树脂涂敷“缺欠”处(机械搅捣损伤除外),但这种“修补”的质量比不上原涂层质量,“修补”量多了就更难保证总体质量了。
以上说明,环氧涂层钢筋的关键问题,是在生产和使用过程中,最大限度地消除“缺欠”,目前各国都为此努力,克服不足,环氧涂层钢筋将有更大的发展。
另外,环氧涂层钢筋在价格方面要比普通钢筋贵,在国外,增加的费用可能占到整个工程总造价的1%~2%(国内尚无数据)。
当然,不能单看费用的增加,要看到其对耐久性的贡献。
美国、加拿大和欧洲一些国家,正在开发使用不锈钢钢筋,并已有一些工程应用。
但到目前为止,应用量远不及环氧涂层钢筋。
摘自
洪乃丰<<混凝土中钢筋腐蚀与防护技术(5)—混凝土外涂层防护与涂层钢筋>>
[作者简介] (1938—),男,教授级高工,中国腐蚀与防护学会常务理事,建筑防腐蚀委员会副主任,混凝土耐久性委员会副主任。