節(jié)能復(fù)合墻體鋼筋拉接件防銹劑研究

1、節(jié)能復(fù)合墻體鋼筋拉接件防銹劑研究    摘要：本文研究了節(jié)能復(fù)合墻體鋼筋拉接件防銹劑的各種性能以及不同配方對比。通過研究表明新研制的DFJ系列鋼筋防銹劑能有效保護復(fù)合墻體中鋼筋拉接件，提高其服役壽命，它具有性能可靠，造價低，涂覆方便等特點，在確保防銹性能的基礎(chǔ)上，新型防銹劑可以替代鍍鋅防腐工藝，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。     關(guān)鍵詞：拉接件 防銹劑          一、前言    為

2、改善寒冷地區(qū)采暖建筑的室內(nèi)熱環(huán)境質(zhì)量，節(jié)約采暖的能耗，提高建筑墻體保溫性能，在不增加墻體厚度的情況下，采用復(fù)合墻體結(jié)構(gòu)，在墻體中間設(shè)置保溫層和金屬拉結(jié)件，可顯著改善建筑結(jié)構(gòu)的綜合性能。在兩層墻體間放置拉結(jié)鋼筋，能使內(nèi)外墻體共同工作，增加抗震性能，但由于兩層墻體間的溫差變化，導(dǎo)致中間的保溫材料（巖棉或聚炳烯）經(jīng)常處于潮濕或凝露的環(huán)境，因而易造成或促進拉結(jié)鋼筋的銹蝕，以致影響墻體的性能與壽命，可見墻體拉結(jié)件的耐久性已成為一個很重要的問題。    據(jù)最近有關(guān)資料表明，一些經(jīng)濟發(fā)達國家已采用不銹鋼拉結(jié)件，這種拉結(jié)件固然防銹性能好，但價格昂貴、工程造價高，這顯然不

3、符合我國國情，目前最常用的墻體拉結(jié)件是鍍鋅拉結(jié)件，但生產(chǎn)鍍鋅防腐件需要電鍍車間，可能會造成污染，成本還會比較高。             二、實驗方法     1.防銹劑研制的技術(shù)路線    通過檢索了大量文獻資料，并對該方向進行了聯(lián)機檢索，對于鋼筋拉接件的防銹研究有了更進一步的認識。1994年初首先從分析拉接件所受到的可能的腐蝕因素入手，提出了抗震拉接件防銹劑研究方案以及側(cè)重點，認為應(yīng)

4、該重點考慮涂層的耐蝕性、涂層與鋼筋的結(jié)合力，周圍砂漿或注芯混凝土對涂層的握裹力等，首先選擇防銹劑的膠結(jié)劑，它決定了防銹劑與鋼筋的結(jié)合力及涂層的耐蝕性；其次選擇了防銹添加劑，它能增加涂層的耐蝕性能；同時選擇多種骨料，改善防銹劑的成膜性等綜合性能，根據(jù)復(fù)合墻體對防銹劑的要求，測試其綜合性能。進行了各種試驗，如結(jié)合力試驗、握裹力試驗、濕熱試驗、浸泡試驗、復(fù)合墻體保溫層中的腐蝕仿真試驗、腐蝕電位測量、交流阻抗測試試驗、耐酸、堿腐蝕試驗等。    2.防銹劑配方的選定與配比     對復(fù)合墻體內(nèi)鋼筋拉接件防銹劑既要考慮其對實

5、際腐蝕環(huán)境（如鋼筋周圍的氧、氯離子，二氧化碳、水等）的防腐作用，同時又要考慮與周圍水泥層緊密結(jié)合，因此要求所選涂料必須具有較好的防銹性能，及其與鋼筋結(jié)合性能。為此，以多種樹脂為膠結(jié)劑，篩選確定其中的一種為防銹劑膠結(jié)劑。這種膠結(jié)劑具有耐酸、堿腐蝕，結(jié)合力強等能力。在此基礎(chǔ)上，我們選擇了多種防銹添加劑以及骨料，考慮到對環(huán)境的污染問題，我們刪除了其中兩種添加劑（氧化鉛、三氧化鉻），然后采用正交設(shè)計的方法，優(yōu)選配方，對幾種出的配方進行篩先，確定了6種配比的防銹劑進行綜合性能的測試，最終優(yōu)選出三種防銹劑配方。     3.防銹劑性能測試  &#

6、160; 將防銹劑涂敷在65×65的試片以及12的鋼筋上，制成試樣，進行各種性能測試，下面是測試的項目：    （1）外觀測試，檢查表面無氣泡，針孔等缺陷；    （2）結(jié)合性能測試，檢測防銹劑與鋼筋的結(jié)合力；    （3）抗凍性能及冷熱交替性能（在-1520至25條件下進行實驗）；    （4）抗彎試驗，檢測涂防銹劑筋在彎曲情況下的附著力；    （5）握裹力實驗，將涂防銹劑

7、的試樣制成100×100×100的混凝土塊，通過拉伸試驗進行測定；    （6）耐蝕性能試驗     a）電化學(xué)測試（Ecorr，EIS）    腐蝕電位測量，對浸泡在3.5%的鹽水中的試片，定期檢測其腐蝕電位測量出腐蝕電位隨時間的變化曲線。    電化學(xué)阻抗測量，對于防銹劑防銹性能的測試，除采用常規(guī)實驗方法進行檢測以外，我們還采用了現(xiàn)代電化學(xué)手段對各種防銹劑的耐蝕性能進行了評價，電化學(xué)阻抗法是國際上普遍使用的方法之

8、一，有的國家已將其發(fā)展成防銹劑性能評價的標準，將上述浸泡實驗樣品制成阻抗測試電解池，溶液為3.5%鹽水，在常溫下浸泡。采用英國的Solartron公司的1280阻抗測試系統(tǒng)，在微機控制下測量阻抗譜的變化，以判斷防銹劑的耐蝕能力。     b）鹽霧加速試驗     將不同的防銹劑，制成65×65的45#樣品上涂刷上一層100m左右的防銹劑，依據(jù)GB7634上涂層耐鹽霧加速試驗標準，鹽霧實驗（5%鹽水，35，每天噴8小時，停16小時），實驗時間30天。    c）耐用浸

9、泡試驗，將試樣浸泡在水中，時間為100天。    d）耐酸試驗，在pH值為1的鹽溶液中進行浸泡試驗，時間2個月。    e）耐堿試驗，在pH值大于14（20%NaOH）的溶液中浸泡6個月。     f）保溫層中的腐蝕實驗，為了研究防銹劑在真實環(huán)境中可能的腐蝕，采用了模擬加速試驗，檢測涂層在保溫層的腐蝕性能，將涂各種防銹劑的試樣插入巖棉保溫層中，放入鹽霧箱中，進行鹽霧實驗，每天8小時鹽霧，停16小時，使保溫層中含有飽和的鹽水，恒定溫濕度，檢測防銹劑的性能，試驗100天。

10、0;        三、結(jié)果與討論      對篩選出的防銹劑根據(jù)上述項目進行綜合測試，實驗結(jié)果如下：     1.檢測防銹劑的施工性能     （1）可存放性     a）DFJ新型節(jié)能復(fù)合墻體鋼筋拉結(jié)件防銹劑，采用固化劑、基料與溶劑分開存貯的方法，在密封條件下可長期存放，而不會變質(zhì)；     b）在基料中，長期存放

11、時添加的填料及防銹劑可能有部分固體份沉淀，只要在使用前將其攪勻即可正常使用，不影響后期性能。     （2）可浸涂性。該防銹劑在使用時將溶劑加入基料中，再按比例加入固化劑，攪勻后就可以施工。施工的方法為（a）刷涂，適用于批量小的拉結(jié)件或局部修補強化處理的拉結(jié)件；（b）浸涂，適用于尺寸有限，形狀不規(guī)則且量大的拉結(jié)件；（c）噴涂，適用于工廠內(nèi)生產(chǎn)線成批加工部件，其中（a）、（b）兩種方法適用于現(xiàn)場施工，如果檢測出涂層表面有針孔或有缺陷，則必須用刷涂法進行修補，以達到防銹劑的質(zhì)量要求。      （3）干燥成膜性

12、0;    該防銹劑采用常溫固化，8小時表干，24小時實干。     （4）涂層厚度     對刷涂與浸涂的試片依據(jù)涂層厚度測試標準，利用DHC型磁性測厚儀測量涂層的厚度，每種樣4片，最后取其平均值，涂層厚度平均在100m左右，可達到長期防銹的目的。棒狀浸涂試樣與平板試樣進行對照實驗，棒材試樣的厚度在80100m之間。      2.耐沖擊實驗     根據(jù)涂層耐沖擊實驗標準，在CJ560型沖擊試驗機上，測

13、試防銹劑耐沖擊性，基本達到9級以上，達到建筑施工標準要求。     3.韌性實驗     將涂防銹劑的8鋼絲，用力彎折90度角，再拉直，反復(fù)5次以上防銹涂層不脫落，符合建筑用涂料的韌性要求。      4.粘接性能     將涂有防銹劑的鋼筋試樣，用C20混凝土砂漿制成100×100×100的試塊，養(yǎng)護28天后，進行拉伸實驗，數(shù)據(jù)如下表，都大于9級以上，基本不影響混凝土砂漿與鋼筋間的結(jié)合力，達到建筑施工的要求。

14、60;   表一 防銹劑握裹力測試結(jié)果              空白    E1    E2    E3    E4    E5    E6    E7

15、60;   拉力（KN）    2.81    5.26    2.98    2.99    4.54    2.9    3.81    3.48    握裹力KN/mm2   

16、; 17.2    32.2    18.3    18.3    27.8    17.7    23.3    21.3     5.防腐性能     （1）鹽霧實驗結(jié)果     對篩選

17、出的六種配方進行鹽霧實驗，結(jié)果表明其中有三種樣品在20天后有兩塊樣品起皮，其它樣品在30天中沒有發(fā)生銹蝕，對起皮的幾個樣品進行分析，發(fā)現(xiàn)主經(jīng)是由于制樣時試樣周邊沒有涂封，邊緣銹蝕，銹層使周邊開始起皮，但沒有出現(xiàn)起泡、漏銹現(xiàn)象，因此可以評定這幾個配方中有三種防銹等級達到10級以上。     （2）腐蝕電位測量     腐蝕電位隨時間的變化，說明防銹涂層在浸泡過程中，長時間不發(fā)生變化，隔絕介質(zhì)性能好，耐蝕性強。     （3）電化學(xué)阻抗測量法   &

18、#160;電化學(xué)阻抗測量法能夠測量防銹支的阻抗譜圖。阻抗譜反映的信息主要有防銹涂層的電阻、容抗、電解質(zhì)與涂層金屬界面反應(yīng)性質(zhì)。如果防銹層失效，電解質(zhì)就可能浸入涂層，那么涂防銹層的金屬表面的阻抗、容抗等參數(shù)就會發(fā)生變化，同時表征電解質(zhì)與金屬界面反應(yīng)的參數(shù)RP就發(fā)生變化。測得的防銹層的阻抗譜，阻抗譜隨時間的變化?？梢园l(fā)現(xiàn)，在浸泡初期，由于防銹層為絕緣層隔絕了電解液與鋼鐵基底的接觸，因此阻抗較大，一般在107以上，高頻區(qū)為容抗特征，數(shù)據(jù)在低頻區(qū)發(fā)散，此時說明防銹層是絕緣的，起到隔離作用，隨著浸泡時間的延長，由于防銹涂層中可能有水或其它離子的浸入涂層的阻抗譜就可能發(fā)生變化，通過分析阻抗譜的信息特征，就

19、可能評價防銹涂層的耐蝕性能，阻抗譜變化不大時，這說明涂層沒有發(fā)生明顯變化，其耐蝕性能仍舊很好，如果阻抗譜變化較快，說明涂層中可能已有電解質(zhì)的浸入或涂層可能已發(fā)生破壞，涂層失效。說明Rct隨時間的變化，這說明三種配方（DXJ2#，DXJ3#，DXJ5#）耐蝕性能較好。             Time (hr)詳細性能指標見表二    表二 六種防銹劑性能指標（四組平行樣）     

20、60;        DXJ1#    DXJ2#    DXJ3#    DXJ4#    DXJ5#    DXJ6#    可存放性    長期貯存    （同左）   &#

21、160;（同左）    （同左）    （同左）    （同左）    施工方法    刷涂、浸涂、噴涂    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    （同左） &#

22、160;  干燥成膜性    表干8h    實干24h    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    涂層厚度（m）    80100   

23、0;（同左）    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    耐沖擊性    10級    9級    9級    10級    9級   

24、0;10級    韌性試驗    90度彎折    5次以上    5次以上    5次以上    5次    5次以上    5次以上    粘結(jié)性能    握裹力10級  &#

25、160; 10級    10級    10級    10級    10級    防銹性能    9級以上    10級    10級    9級    10級  

26、0; 10級    耐溫差試驗    25-1520    30次以上    不脫落    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    耐浸泡實驗

27、0;   （鹽水）    60天浸泡    不起皮    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    耐堿浸泡（10%NaOH）    180天不起皮  

28、  （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    （同左）    耐酸浸泡（pH=1）    3個月不破壞、起皮    （同左）    （同左）    （同左）   

29、60;（同左）    （同左）     （4）保溫層腐蝕試驗     在模擬保溫腐蝕加速試驗中，DXJ系列防銹劑的各種防銹涂層在100天實驗過程中沒有發(fā)生破壞，如鼓泡、起皮、漏銹，這說明DXJ系列防銹劑在保溫材料中防銹性能良好。 6.防銹劑施涂方法    （1）施涂工件表面預(yù)處理。預(yù)處理包括除去金屬表面的油層，銹層及氧化皮，使鋼筋表面出    現(xiàn)灰白色表面，小批量可采用機械擦除法除油、除銹，對于大批量生產(chǎn)，可用磷化法對表面進行除油、除銹、磷化處理，獲得較好垢表面預(yù)處理表面是影響最終防銹劑防銹性能的第一個關(guān)鍵，如果不進行表面預(yù)處理，在防銹劑與金屬基底間