CN108250944A - 混凝土涂装防护体系及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种混凝土涂装防护体系，包括混凝土渗透型底漆和厚浆耐候面漆，其中，所述渗透型底漆包括A1组分和B1组分，A1组分和B1组分质量比为3:1～1:1；所述厚浆耐候面漆包括A2组分和B2组分，A2组分和B2组分质量比为1:3～3:1。本发明还提供了一种施工方法。本发明混凝土涂装防护体系中渗透型底漆能够提高基层强度，预防开裂，厚浆耐候面漆高固含低粘度，环保、固化快、周期短，具有较高的拉伸强度和伸长率，裂缝追随性优异，具有优异的耐碱性、耐老化性、抗氯离子渗透性，有利于延长混凝土结构的使用寿命。

Description

混凝土涂装防护体系及施工方法
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，特别是涉及一种混凝土涂装防护体系及施工方法。
背景技术
钢筋混凝土建筑结构防腐的基本途径是通过优化设计和施工，最大限度地提高混凝土自身的抗氯离子渗透性以限制环境侵蚀介质(氯化物、氧和水等)渗透混凝土，从而预防钢筋腐蚀。主要包括：适当提高混凝土强度和水泥用量、应用高性能混凝土、确保钢筋保护层厚度、避免开裂或严格控制裂缝的宽度、提高混凝土的密实度、内掺钢筋阻锈剂、外表涂层保护、涂(镀)层钢筋、阴极保护等。
混凝土表面涂装防护是混凝土防腐最有效、最经济的防护措施。在钢筋混凝土结构表面涂防护涂料，能够防止有害介质的渗入，保持混凝土的碱度，广泛应用于各类钢筋混凝土结构的防护，一定条件下能提高钢筋混凝土结构的耐久性。但对已经出现了微裂缝的混凝土构件作用效果不大，不能满足长期的耐久性要求，特别是海洋工程混凝土结构。裂缝是混凝土材料不可避免的，这是水泥基材料先天的缺陷。因此，混凝土表面涂装防护材料的抗裂性、裂缝追随性能成为检验混凝土涂装防护材料的重要指标。
现有技术通常用到的混凝土涂装防护材料有：环氧树脂涂料、氯化橡胶涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料、环氧煤沥青涂料、煤焦油沥青涂料等。这些材料普遍存在防护寿命短、维护成本高、环保性差等缺点。特别是当混凝土基层出现裂缝时，其表面的防护涂层会随之开裂，失去防护作用。
中国专利CN101456756A公开了“混凝土结构重防腐纳米复合涂层及防护方法”，该方法包括的纳米改性环氧封闭涂料、纳米改性环氧云铁中间漆、纳米改性含氟聚氨酯面漆或硅丙面漆或含氟聚硅氧烷面漆，提升了防护体系的附着力、防腐寿命，但是，关于柔韧性没有详细描述，防护体系对应的是传统防腐涂料的配套厚度和施工方法，且根据对各层涂料化学组成及其他性能的描述，可判断其柔韧性的提升很有限。
公开号为CN107337993A的中国申请，公开了“一种快速施工的高耐久性混凝土防护体系及其制备方法”，该防护体系提升了施工效率、改善了环境适应性，但是，作为主要防护层的增强层拉伸强度和伸长率仍比较低，其拉伸强度4.2～4.6MPa，伸长率11～22％，面层的拉伸强度12.5～13.8MPa，伸长率98～110％，故一旦基层出现裂纹，防护涂层随基层一起开裂的风险仍比较高。
因此，对于混凝土建筑结构表面涂装防护时，需要一种具有优异的抗开裂性能、耐久性、抗氯离子渗透性，以及较高的拉伸强度和伸长率的混凝土涂装防护体系。
发明内容
基于上述缺陷，本发明的目的在于提供一种混凝土涂装防护体系，该防护体系包括本发明所述的渗透性底漆以及厚浆耐候面漆，渗透型底漆能够提高基层强度，预防开裂；厚浆耐候面漆高固含低粘度，环保、固化快、周期短，具有较高的拉伸强度和伸长率，裂缝追随性优异，具有优异的耐碱性、耐老化性、抗氯离子渗透性，有利于延长混凝土结构的使用寿命。
本发明的另一目的在于提供一种施工方法，该方法采用上述混凝土涂装防护体系进行施工。
上述目的是通过以下技术方案实现的：
根据本发明的一方面，本发明提供的混凝土涂装防护体系，其特征在于，包括混凝土渗透型底漆和厚浆耐候面漆，
所述渗透型底漆包括A1组分和B1组分，A1组分和B1组分质量比为3:1～1:1，其中，
A1组分，按照重量百分比计，包含：低粘度环氧树脂10％～30％，异氰酸酯组分60％～85％，活性稀释剂0％～10％；
B1组分，按照重量百分比计，包含：聚天门冬氨酸酯树脂40％～85％，多元胺14％～59％，促进剂0％～10％，流平剂0.2％～0.5％，消泡剂0.2％～0.5％；
所述厚浆耐候面漆包括A2组分和B2组分，A2组分和B2组分质量比为1:3～3:1，其中，
A2组分，按照重量百分比计，包含：脂肪族多聚异氰酸酯0％～20％，弹性异氰酸酯预聚体80％～100％；
B2组分，按照重量百分比计，包含：聚天门冬氨酸酯树脂30％～50％，增韧改性聚天门冬氨酸酯树脂25％～45％，分散剂0.3％～0.5％，流平剂0.2％～0.5％，消泡剂0.2％～0.5％，颜填料5％～15％，复合功能粉2％～10％，所述复合功能粉为纳米二氧化钛包覆的无机粉体。
本发明优选的实施方案中，所述渗透型底漆中，
所述A1组分和所述B1组分质量比为3:1～1:1，更进一步地，A1组分和B1组分中NCO当量和NH当量配比为1:1。
所述低粘度环氧树脂为双酚A类、双酚F类环氧树脂、氢化环氧树脂、PU改性环氧树脂、核壳增韧环氧树脂、高弹性二聚酸改性环氧树脂中的一种或几种的混合物。
所述异氰酸酯组分是二异氰酸酯与聚醚多元醇的改性物、或者二异氰酸酯与聚醚多元醇的二聚体，或者二异氰酸酯与聚醚多元醇的三聚体。
所述活性稀释剂可以是烯丙基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚等中的一种或几种的混合物。
所述聚天门冬氨酸酯树脂可以通过二元羧酸酯与伯胺类化合物反应来制备，或者采用市售的其他的聚天门冬氨酸酯树脂。
所述多元胺为含有两个或多个伯胺分子的低分子量胺类化合物，优选地，可以为二乙烯三胺、三乙烯四胺、异佛尔酮二胺等中的一种或两种。
所述促进剂为壬基酚、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铋中的一种或多种。
所述流平剂为有机硅流平剂和聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种。
所述消泡剂为有机硅消泡剂和矿物油消泡剂中的至少一种。
本发明中，所述混凝土渗透型底漆通过如下方法制备：
将低粘度环氧树脂、异氰酸酯组分和活性稀释剂按上述比例混合均匀，得A1组分备用；
将聚天门冬氨酸酯树脂、多元胺、促进剂、流平剂及消泡剂按上述比例分散均匀，制得B1组分备用。
使用时，将制得的所述A1组分B1组分按1:1～1:3的比例混合，进行所述混凝土渗透底漆施工使用。
本发明优选的实施方案中，所述厚浆耐候面漆中，A2组分和B2组分中NCO当量与NH当量配比为1:1。
所述脂肪族聚异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯、六次甲基二异氰酸酯等的单体，或其二聚体或其三聚体；所述弹性异氰酸酯预聚体为聚醚型异氰酸酯预聚体或聚酯型异氰酸酯预聚体。
所述复合功能粉为纳米二氧化钛包覆的无机粉体，所述无机粉体为碳酸钙、硫酸钡、硅灰石粉、硅微粉、硅藻土、高岭土、云母粉、滑石粉等中的至少一种。
所述流平剂为有机硅流平剂和聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种。
所述消泡剂为有机硅消泡剂和矿物油消泡剂中的至少一种。
本发明所述厚浆耐候面漆通过如下方法制备：
将脂肪族聚异氰酸酯和弹性异氰酸酯预聚体按上述比例混合均匀，得A2组分备用；
先将树脂和助剂(分散剂、流平剂及消泡剂)按上述比例分散均匀，再按上述比例加入颜填料和复合功能粉，高速分散或研磨，制得B2组分备用。
使用时，将制得的所述A2组分B2组分按1:3～3:1的比例混合，进行所述厚浆耐候防腐面漆进行施工使用。
根据本发明的另一方面，本发明提供的施工方法，该方法采用本发明所述的混凝土渗透型底漆进行施工，包括以下步骤：
基层处理：打磨地面，处理裂缝收缩缝，除油除浮浆，至基层平整、洁净、干燥；
渗透型底漆施工：基层强度、含水率达到要求后，进行渗透型底漆施工，涂刷1～2次，交叉施工，总厚度100～200μm；
厚浆耐候面漆施工：渗透型底漆涂覆完成2h后，进行厚浆耐候面漆施工，涂刷1～2次，总厚度500～1000μm。
有益效果：
本发明混凝土涂装防护体系在混凝土防护中应用时，其防护材料高固含低粘度；施工时不需要加稀释剂，环保，有利于施工人员的身体健康；一次成膜，施工简单，固化快，周期短；具有优异的耐碱性、耐老化性、抗氯离子渗透性；可提升基层强度，提高材料柔韧性，降低基层开裂风险，有利于延长混凝土结构使用寿命，特别适用于海洋工程混凝土结构的涂装防护。
本发明混凝土渗透型底漆结合了环氧涂料和聚天冬氨酸酯聚脲涂料两种涂料的优势，既保证了渗透性、提升基层强度，还利用漆膜高强柔韧特性，降低了基层开裂的风险。
本发明厚浆耐候面漆中添加少量纳米二氧化钛包覆无机粉体形成的复合功能粉体，复合功能粉体表面的有大量的氢氧基团，复合功能粉不仅仅是在树脂中的简单分散，而是与配方中弹性异氰酸酯预聚体以及增韧改性聚天门冬氨酸酯树脂等存在协同作用，带来的有益效果是涂膜拉伸强度高、延伸率高，粘结强度适中，能够形成有效的剥离区，显著提升混凝土防护材料的裂缝追随性；降低了在使用过程中挥发的有机物含量，使涂料更加环保；使得本发明防水涂料漆膜表面致密性提高，更好地覆盖被保护体的表面，提高抗氯离子渗透性；加强了防水涂料的涂层对紫外线的抵御能力，有利于延长使用寿命。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述：
实施例1～3
本发明实施例1～3中渗透型底漆配方组成如表1所示：
表1渗透型底漆配方组成
本发明实施例1～3渗透型底漆的A1组分和B1组分按照表1配比，后将制备好的A1组分和B1组分按NCO当量和NH当量配比1:1混合均匀制样，并进行性测试，性能测试主要参考HG/T 4566-2013《环氧树脂底漆》，其检测结果如表2所示：
表2渗透型底漆性能检测结果
本发明实施例1～3中厚浆耐候防腐面漆配方组成下表3所示：
表3厚浆耐候面漆配方组成
复合功能粉1：二氧化钛包覆碳酸钙；复合功能粉2：二氧化钛包覆硫酸钡；复合功能粉3：二氧化钛包覆硅微粉。
本发明实施例1～3中厚浆耐候面漆的A2组分和B2组分按照表3配比，后按照上述的厚浆耐候面漆制备方法制备，并将制备好的A2组分和B2组分按NCO当量和NH当量配比1:1混合均匀制样进行性测试，性能测试主要参考GB/T 16777-2008《建筑防水涂料试验方法》、JT/T 821.3-2011《混凝土桥梁结构表面用防腐涂料～柔性涂料》、GB/T 9274-1988《色漆和清漆耐液体介质的测定》，其检测结果如表4所示：
表4厚浆耐候面漆性能检测结果
本发明所述的混凝土渗透型底漆和厚浆耐候面漆构成的防护体系在混凝土防护应用时，其材料高固含低粘度，环保，一次成膜、施工简单、固化快、周期短，具有优异的耐碱性、耐老化性，可提升基层强度，提高材料柔韧性，降低基层开裂风险，显著提升混凝土防护材料的裂缝追随性，有利于延长混凝土结构使用寿命，特别适用于海洋工程混凝土结构的涂装防护。

Claims (10)

1.一种混凝土涂装防护体系，其特征在于，包括混凝土渗透型底漆和厚浆耐候面漆，
所述渗透型底漆包括A1组分和B1组分，A1组分和B1组分质量比为3:1～1:1，其中，
A1组分，按照重量百分比计，包含：低粘度环氧树脂10％～30％，异氰酸酯组分60％～85％，活性稀释剂0％～10％；
B1组分，按照重量百分比计，包含：聚天门冬氨酸酯树脂40％～85％，多元胺14％～59％，促进剂0％～10％，流平剂0.2％～0.5％，消泡剂0.2％～0.5％；
所述厚浆耐候面漆包括A2组分和B2组分，A2组分和B2组分质量比为1:3～3:1，其中，
A2组分，按照重量百分比计，包含：脂肪族多聚异氰酸酯0％～20％，弹性异氰酸酯预聚体80％～100％；
B2组分，按照重量百分比计，包含：聚天门冬氨酸酯树脂30％～50％，增韧改性聚天门冬氨酸酯树脂25％～45％，分散剂0.3％～0.5％，流平剂0.2％～0.5％，消泡剂0.2％～0.5％，颜填料5％～15％，复合功能粉2％～10％，所述复合功能粉为纳米二氧化钛包覆的无机粉体。
2.如权利要求1所述的混凝土涂装防护体系，其特征在于，在所述混凝土渗透型底漆中，所述低粘度环氧树脂为双酚A类、双酚F类环氧树脂、氢化环氧树脂、PU改性环氧树脂、核壳增韧环氧树脂、高弹性二聚酸改性环氧树脂中的一种或几种的混合物；
所述异氰酸酯组分是二异氰酸酯与聚醚多元醇的改性物，或者二异氰酸酯与聚醚多元醇的二聚体，或者二异氰酸酯与聚醚多元醇的三聚体。
3.如权利要求1所述的混凝土涂装防护体系，其特征在于，在所述混凝土渗透型底漆中，所述活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、邻苯二甲酸二缩水甘油酯、4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯、聚丙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物。
4.如权利要求1所述的混凝土涂装防护体系，其特征在于，在所述混凝土渗透型底漆中，所述聚天门冬氨酸酯树脂通过二元羧酸酯与伯胺类化合物反应制备得到，所述促进剂为壬基酚、二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、异辛酸铋中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的混凝土涂装防护体系，其特征在于，在所述混凝土渗透型底漆中，所述多元胺为含有两个或多个伯胺分子的低分子量胺类化合物。
6.如权利要求5所述的混凝土涂装防护体系，其特征在于，所述多元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、异佛尔酮二胺中的一种或两种。
7.如权利要求1所述的混凝土涂装防护体系，其特征在于，所述混凝土渗透型底漆中，A1组分和B1组分中NCO当量和NH当量配比为1:1；所述厚浆耐候面漆中，A2组分和B2组分中NCO当量与NH当量配比为1:1。
8.如权利要求1所述的混凝土涂装防护体系，其特征在于，所述厚浆耐候面漆中，所述无机粉体为碳酸钙、硫酸钡、硅灰石粉、硅微粉、硅藻土、高岭土、云母粉、滑石粉中的至少一种。
9.如权利要求1所述的混凝土涂装防护体系，其特征在于，所述厚浆耐候面漆中，所述脂肪族聚异氰酸酯为二环己基甲烷二异氰酸酯和/或六次甲基二异氰酸酯的单体，或者二环己基甲烷二异氰酸酯和/或六次甲基二异氰酸酯的二聚体，或者二环己基甲烷二异氰酸酯和/或六次甲基二异氰酸酯的三聚体；
所述弹性异氰酸酯预聚体为聚醚型异氰酸酯预聚体或聚酯型异氰酸酯预聚体；
所述流平剂为有机硅流平剂和聚丙烯酸酯流平剂中的至少一种；
所述消泡剂为有机硅消泡剂和矿物油消泡剂中的至少一种。
10.一种施工方法，该方法采用如权利要求1-9任一项所述的混凝土涂装防护体系进行施工，包括以下步骤：
基层处理：打磨地面，处理裂缝收缩缝，除油除浮浆，至基层平整、洁净、干燥；
渗透型底漆施工：基层处理后，涂刷1～2次渗透型底漆，总厚度100μm～200μm；
厚浆耐候面漆施工：渗透型底漆涂覆完成2h后，涂刷1～2次厚浆耐候面漆，总厚度500μm～1000μm。
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