[发明专利]一种用于钢筋防腐的韧性涂料及其涂覆方法

说明书

技术领域

本发明属于用于混凝土结构的金属材料领域，尤其是涉及一种用于钢筋防腐的韧性涂料及其涂覆方法。

背景技术

进入21世纪，我国已经迈入了沿海经济大发展的时代，可以预见未来一段时期内将有大批海港码头、跨海桥梁、隧道、海上采油平台等使用钢筋混凝土结构。混凝土结构中钢筋被锈蚀成为影响钢筋混凝土耐久性的一项主要因素。因此，利用新材料、新技术解决钢筋腐蚀问题是当前土木工程领域科技工作者面临的最紧迫的任务之一。

随着钢筋混凝土结构中钢筋锈蚀和防护机理研究的不断深入，钢筋覆膜技术得到了迅速发展。目前按涂层材料可以将钢筋覆膜技术分为三种：(1)金属材料。如不锈钢热喷涂涂层钢筋、镀锌钢筋等；(2)有机材料。如环氧树脂涂层钢筋；(3)无机材料。如磷酸盐涂层钢筋、瓷釉涂层钢筋等。

从工程应用情况分析，采用金属材料对钢筋进行涂层，成本较高，通常达到普通钢筋价格的2-5倍，因此不能大批量的应用于腐蚀严重的沿海大型工程中。

采用环氧树脂涂覆钢筋，普遍采用静电喷涂方法，将环氧树脂粉末喷涂在带肋钢筋和光圆钢筋的表面，使其形成一种具有外包层的钢筋。如中国专利号CN201593271公开了《一种环氧树脂涂层钢筋》，在钢筋表面涂覆有环氧树脂涂层，其有效地解决了钢筋结构容易被腐蚀的问题，可以提高建筑物的使用寿命。虽然环氧树脂涂层钢筋有很好的耐蚀性，但与混凝土的粘结强度明显降低，而且环氧树脂涂层暴露在空气中容易被氧化，其防腐性能大受影响。

中国专利CN103074960公开了《一种双层环氧树脂涂层钢筋及其制备方法》，其包括基层钢筋，基层钢筋外涂有涂层，内涂层外涂覆有外涂层。外涂层更具有耐磨抗腐蚀性能，能满足在各种恶劣环境下的建设工程的需要。但仍存在以下问题：1、其外层的环氧树脂与混凝土之间粘结力依然薄弱；2、为保证双涂层界面的粘结，需要精密的技术设备支持；3、双涂层使成本翻倍，经济性不佳。

中国专利CN104404502公开了《一种磷酸盐基钢筋防腐涂层》，该专利涉及一种用于海洋钢筋混凝土中钢筋的腐蚀涂层材料，该防腐涂层与钢筋表面的结合性能好，结构致密，固化后强度高。但其本质属于粘结剂，可用于混凝土的破损修复，但存在磷酸盐粘结剂在受拉状态，容易开裂的问题。

采用有机材料对钢筋进行覆膜防腐保护，由于其主要成分是有机物质，在风水日晒的临海环境中，涂层会随时间发生老化；采用无机材料对钢筋进行覆膜防腐保护，涂层从成分组成上克服了有机类涂层随时间老化的缺点，但是，涂层脆性大大增加，限制了它在建筑钢筋中的应用。

在实际使用时，建筑钢筋受力会产生变形，应变值在几百到上千个微应变。涂覆于钢筋外的保护涂层不可避免会随着钢筋发生形变。一旦钢筋在使用时，应变过大达到变形极限，导致涂层开裂，其对钢筋的保护力度大大下降，海水(夹杂着腐蚀钢筋的氯离子)就会沿着涂层的裂缝进入钢筋表面，从而大大降低涂层的防腐蚀性能。这就需要涂层具有相当的延性来维持对钢筋的保护。

综上所述，现有的钢筋防腐涂层技术已不能适应高腐蚀环境中的混凝土结构中的钢筋防腐，因此寻找一种低成本、耐久性更好、防腐性能更佳、延性高的防腐涂层及其涂覆方法成为一种急需。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种成本低、防腐性能好、延性高的用于钢筋防腐的韧性涂料及其涂覆方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于钢筋防腐的韧性涂料，原料包括以下组分：云母粉45-70份、硼砂25-50份、碳化硅晶须0.5-3份、氧化镁3-12份、密着剂1.0-10份、增稠剂0.25-1.8份。

晶须作为增韧材料，具有高弹性模量，高抗拉强度的性质，其可以通过阻断裂纹的扩展、拉结裂纹两端的基体的方式来延缓裂纹的开展。

硼砂既是涂料致密结构的重要构成物质，又在涂层烧结过程中，起到降低烧结温度、改善烧结性能的作用，与云母粉协同作用加速涂层的形成。硼砂先于云母粉熔化，并粘结在云母粉周围，与云母粉发生反应，加速云母粉向涂层转化，是涂料的助溶剂和粘结剂，适量使用可以降低涂层的烧结温度。相对云母粉，硼砂用量过少，涂层烧结温度过高；硼砂用量过多，过量的硼砂无法与云母粉结合，反而会阻碍云母粉-硼砂主体结构的形成，最终影响涂层结构的强度。

碳化硅纤维属于耐高温、高强度的纤维，其添加进防腐涂料能有效增强涂层的韧性，延缓防腐涂层开裂，提高钢筋的使用寿命。