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环氧树脂涂层钢筋

/epoxy resin coated steel reinforcing bar/
条目作者薛锋

薛锋

最后更新 2024-12-04
浏览 144
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表面结合环氧树脂涂层的钢筋和成品钢筋。环氧涂层是钢筋腐蚀防护的有效措施之一。

英文名称
epoxy resin coated steel reinforcing bar
所属学科
土木工程

环氧树脂涂层钢筋包括环氧涂层钢筋和镀锌环氧涂层钢筋。①环氧涂层钢筋,是熔融结合环氧涂层的钢筋和成品钢筋。按加工工艺分类,环氧涂层钢筋可分为涂装后可加工的钢筋及不可加工的钢筋。按涂层类别分类,可分为环氧涂层钢筋及镀锌环氧涂层钢筋。②镀锌环氧涂层钢筋,是底层为热镀方式涂覆的锌合金涂层、面层为熔融结合环氧涂层的钢筋和成品钢筋。

镀锌环氧涂层钢筋与环氧涂层钢筋相比,多了一层锌合金层。在洁净的金属表面上先进行连续热浸镀锌铝合金,再涂覆环氧树脂所得的涂层。暴露在大气环境中的锌会在其表面生成保护性腐蚀产物,能够将钢筋从腐蚀环境中隔开。另外锌是一种负电势很高的金属,镀锌层对钢铁基体具有隔离防护和电化学保护(阴极保护)双重作用。在酸、盐腐蚀的环境下,镀锌层通过牺牲锌金属生成保护性产物,将外围的腐蚀环境与钢筋本体进行隔绝,从而对钢筋起到了电化学保护作用。镀锌钢筋制作流程:钢筋摆放→表面处理→助溶剂处理→镀锌→冷却→静电喷涂→养护固化→加热处理(约230 ℃)→冷却→整理包装。

镀锌环氧涂层钢筋和环氧涂层钢筋的对比见表:

镀锌环氧涂层钢筋和环氧涂层钢筋对比

镀锌环氧涂层钢筋

环氧涂层钢筋

涂层种类

面层:熔融结合环氧涂层

底层:镀锌合金涂层

熔融结合环氧涂层

保护原理

具有阴极保护与屏障双功能:

①阴极保护,锌层作为牺牲阳极,对阴极(钢筋)起到保护作用

②屏障,涂层中有致密的锌盐,同时环氧涂层对钢筋形成物理屏障以隔绝空气、水分等腐蚀介质。

仅有物理屏障这一功能:

环氧涂层对钢筋形成物理屏障以隔绝空气、水分等腐蚀介质,防止钢筋锈蚀。

防护保护年限

延长钢筋混凝土结构使用寿命30~50年

延长钢筋混凝土结构使用寿命10~30年

涂装生产工艺

钢筋摆放→表面处理→助溶剂处理→镀锌→冷却→静电喷涂→养护固化→加热处理(约230 ℃)→冷却→整理包装

钢筋表面处理(除锈、打毛) →加热处理(约230 ℃) →静电喷涂→养护固化(固化后形成一层完整连续的环氧树脂薄膜保护层) →纯水冷却

与混凝土黏结强度降低率

降低4%~10%

降低10%~25%

涂层机械性能

柔韧性(1毫米)、抗弯曲性、抗冲击性、抗磨损性、抗振动性、抗热冲击性优异;热胀冷缩系数高,涂层不易剥落

柔韧性(2毫米)、抗弯曲性、抗冲击性、抗磨损性、抗振动性、抗热冲击性较低;热胀冷缩系数低,涂层易剥落

涂层下腐蚀蔓延可能

涂层下腐蚀不会继续蔓延

涂层下腐蚀存在继续蔓延的可能

成本(元/吨)

1000~2000

1800~2000

环氧树脂作为一种涂层材料,具有极高的化学稳定性,在普通环境下不与酸、碱发生反应,与金属表面具有极佳的附着性,并且膜层抗渗透性好,在阻止水分、氧气、氯化物等腐蚀介质接触钢筋表面的同时,还阻止钢筋与外界电流接触的可能,被认为是化学电离子防腐屏障。

环氧树脂涂层钢筋的涂层主要是复合涂层。镀合金层钢筋可实现钢筋全寿命周期内的连续耐蚀,具有优异的耐蚀性和良好的工艺性能,可将其与环氧涂层钢筋结合,兼具两者的优点:最外层环氧涂层可完全隔离腐蚀介质的侵入;当环氧涂层遭到损伤或破坏时,内层的镀锌层可以继续作为阻挡层,保护钢筋基体不与侵蚀性介质直接接触;而当环氧涂层和镀锌层都遭到破坏钢筋基体裸露在腐蚀介质环境时,周围的锌层则可以作为牺牲阳极,对钢筋提供阴极保护作用。高性能涂层钢筋在中国的港珠澳大桥的建设中起到了重要的作用,通过涂层防腐与引进保护双重作用,挑战120年耐久性设计。未来,需继续优化合金组分,并考虑合金层与环氧树脂层之间的结合力问题。

  • 王莹,李萍,宁怀明.环氧树脂涂层钢筋在混凝土结构中的应用.热加工工艺,2010,39(10):133-135.

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