针对适合混凝土外用的各防腐涂料特点，结合具体的工程应用，通过耐热盐水试验、浸烘试验、碳化试验、现场老化试验和握裹力测试等方法对各种涂料的性能进行评价。结果表明：FH-1环氧呋喃封闭底漆和氯化橡胶面漆配套使用可以作为扬子石化储运厂钢筋混凝土管道支架的外用防腐涂料，性价比最好，修补时对于已生锈的裸露钢筋表面涂刷锈转化剂或环氧富锌底漆与氯化橡胶面漆涂层体系，既可以提高钢筋与混凝土的握裹力，又可以保护钢筋不被腐蚀。

　　关键词：钢筋混凝土;管道支架;防腐涂料;修补

　　0.引言

　　扬子石化储运厂混凝土管道支架约4000根，暴露于化工大气环境条件下，至今已有近20年。由于受当时设计、施工和其他因素的影响，以及在长期使用过程中材料老化、且缺乏有效的维护等原因，出现了不同程度的钢筋锈蚀，混凝土开裂、破损和粉化，混凝土立柱和横梁变形等现象，而这些现象会导致结构性能劣化、耐久性能降低、承载力下降，严重影响结构物功能的正常发挥，甚至危及结构物的安全，若重建则费用又巨大，因此对这些混凝土管道支架进行修补保护势在必行。在产生耐久性损伤与破坏的众多原因中，钢筋锈蚀引起的结构过早破坏是混凝土结构最为突出的一大灾害，而引起钢筋锈蚀的主要原因是有害物质的侵入破坏了混凝土中钢筋的钝化膜，从而发生电化学腐蚀[1-2]。对已建混凝土结构的修补保护措施有很多种方法，如：局部修补、阴极保护、电化学脱盐、电化学再碱化、渗透迁移性阻锈剂和混凝土外涂层等[3-4]，这些措施往往配合使用，关于前5种方法的实施和讨论将在以后的文章中详细阐述，这里重点考察涂料保护的研究，因为涂料保护层能有效切断二氧化碳、有害离子或其他侵蚀介质达到钢筋表面的路径，从而避免钢筋被腐蚀，所以这里主要针对适合混凝土外用的防腐涂料，结合具体的工程应用，通过耐热盐水试验、浸烘试验[5]、碳化试验、现场老化试验和握裹力测试等方法对各种涂料的性能进行评价，同时筛选出比较适合于扬子石化储运厂混凝土管道支架使用的防腐涂料。

　　1.实验

　　1.1涂料的选择

　　结合各防腐涂料的性能和实际应用特点以及钢筋混凝土构筑物所处的环境，选择FH-1环氧呋喃封闭底漆(南京水利科学研究院提供)作为底漆;FH-3聚氨酯面漆(南京水利科学研究院提供)、氯化橡胶面漆、高氯化聚乙烯面漆、醇酸面漆和丙烯酸面漆(均由江阴丽邦涂料有限公司提供)作为面漆。

　　1.2被涂基材混凝土试样及其表面涂层的制备

　　根据GBJ82—1985《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》，制作混凝土试样。试样制作时，先调配砂浆，32.5R硅酸盐水泥∶普通砂∶自来水=1∶2.21∶0.5(质量比)，搅拌均匀后放入模具中振动密实。在标准条件下成型及养护，脱模时间24h，养护时间28d。将养护好的混凝土试样表面处理完毕后，采用漆膜涂敷器，涂2道底漆和2道面漆，制成干膜厚度为50μm左右的涂层，进行耐热盐水试验、浸烘试验和碳化试验。

　　1.3试验方法

　　1.3.1耐热盐水性试验

　　根据GB/T10834—1989《船舶漆耐盐水性的测定》，盐水和热盐水浸泡法进行实验，将NaCl用蒸馏水配制成3%的盐水溶液，将溶液倒入烧杯中，并放置在恒温水浴中，将温度稳定在(40±2)℃，将涂有各种涂料的混凝土试样浸没在热盐水中，试验周期为21d，考察每周期后各涂层的光泽变化情况。

　　1.3.2浸烘试验

　　将涂有各种涂料的混凝土试样置于3.5%的NaCl溶液中常温浸泡18h，然后在60℃的条件下烘6h，循环50次。根据JTJ230—1989《海港工程钢结构防腐技术规定》进行评定等级。

　　1.3.3碳化试验

　　将涂有各种涂料的混凝土试样置于10%NaOH、20%H2SO4、10%HCl的溶液中，以7d为1个周期，测定试样在各种溶液中碳化深度：在7d、14d和21d的时候，取出一部分试样，将其冲断，立即在其断面滴加酚酞指示剂，当断面出现红色的时候立即用游标卡尺测量断面顶端到出现红色部分的距离，此距离就是其碳化深度。

　　1.3.4混凝土与钢筋握裹力试验

　　根据DL/T5150—2001《水工混凝土试验规程》，测试混凝土对钢筋的握裹力。

　　1.4现场老化试验

　　选择扬子石化混凝土管道支架腐蚀环境比较严重且具有代表性的芳烃南路036和037-2两根混凝土支架进行试验，将原有混凝土支架用砂浆找平后，先涂2道FH-1环氧呋喃封闭底漆，待干燥后分别涂上待考察的各个面漆，涂层完全干燥后分别测各面漆的光泽，然后每隔一段时间测一次各面漆的光泽，以考察各涂层的老化情况。

　　1.5光泽的测定

　　采用德国BYK-Gardner公司提供的4430型光泽仪，在60°角下进行测量，随着时间的推移，涂层光泽不断损失，损失量占最初光泽的百分比即为失光率。

　　2.结果与讨论

　　2.1各涂层体系的耐热盐水性试验

　　各涂层体系耐热盐水性试验结果见表1。

　　表1 各涂层体系用热盐水浸泡之后的表面失光率

　　表1表明，环氧呋喃封闭底漆和氯化橡胶面漆配套使用耐热盐水综合性能较好，虽然丙烯酸面漆失光相对其他面漆小些，但漆膜发生了变色和起泡现象，聚氨酯虽未变色、起泡或脱落，但失光较严重。

　　2.2各涂层体系的浸烘试验

　　各涂层体系的浸烘试验结果见表2。

　　表2浸烘试验等级评定

　　由表2知，环氧呋喃封闭底漆和高氯化聚乙烯面漆及醇酸面漆配套使用时，在3.5%的NaCl溶液中常温浸泡18h，然后在60℃的条件下烘6h，循环50次后表面出现了微泡和小泡，而其他面漆基本无变化。

　　2.3各涂层体系的碳化试验

　　各涂层体系的碳化试验结果见表3。

　　表3表明，在NaOH溶液中，涂有丙烯酸面漆、高氯化聚乙烯面漆和醇酸面漆的混凝土试样碳化深度为0.00mm，说明NaOH溶液渗入有涂层保护的混凝土试样，涂层体系不耐碱;而在酸溶液中，混凝土试样的碳化深度>10.00mm，则说明涂层体系不耐酸。聚氨酯面漆耐酸碱效果明显优于其他面漆，氯化橡胶面漆耐碱和盐酸相对较好，耐硫酸则较差。

　　2.4涂有不同涂层体系的钢筋与混凝土的握裹力

　　涂有不同涂层体系的钢筋与混凝土的握裹力测试结果见表4。

　　表3在不同腐蚀介质中不同涂层体系保护下的混凝土试样的碳化深度

　　表4涂有不同涂层的钢筋与混凝土的握裹强度

　　对于钢筋混凝土管道支架上已经损坏裸露出来的钢筋，在修补时需要进行处理。由表4可知，在钢筋表面涂布涂层后，锈转化剂的握裹力最大，其次为环氧富锌底漆与氯化橡胶面漆涂层配套体系，且它们的钢筋握裹强度均大于空白钢筋的握裹强度，这是因为锈转化剂为酸性物质，能与锈发生化学反应且与钢筋基体能很好地结合，锈转化反应完毕后表面粗糙度明显增加，进而增加了钢筋表面与混凝土的接触面积，从而提高了握裹力;而由涂层的耐酸碱实验可知(见表3)，氯化橡胶面漆耐碱性比其他面漆都好，所以其与混凝土的握裹力明显高于其他面漆，此外其他面漆表面较光滑也是降低握裹力的主要因素之一。该实验结果为混凝土内钢筋的腐蚀与防护提供了有力的依据。

　　2.5各涂层体系在扬子石化芳烃南路的现场老化实验

　　图1为扬子石化储运厂钢筋混凝土管道支架上不同涂层的光泽-时间曲线。由图1可以看出，在相同底漆不同面漆的涂层体系下丙烯酸面漆、醇酸面漆、氯化橡胶面漆的表面光泽随现场老化时间的延长变化较小，说明其耐老化性能较好，其余的涂层体系则下降相对较为严重。同时还可看出，刚涂刷各种面漆时，涂层体系中以环氧、聚氨酯和高氯化聚乙烯为面漆的涂层体系表面光泽度较高，但经过一段时间后，面漆涂层体系表面光泽度明显下降，说明其耐老化性能相对较差。

　　图1扬子石化储运厂钢筋混凝土管道支架上不同涂层的光泽(60°)-时间曲线

　　3.结语

　　FH-1环氧呋喃封闭底漆和氯化橡胶面漆配套使用可以作为扬子石化储运厂钢筋混凝土管道支架的外用防腐涂料，且性价比较好，修补时对于已生锈的钢筋表面涂刷锈转化剂或环氧富锌底漆与氯化橡胶面漆涂层体系，既可以提高钢筋与混凝土的握裹力，又可以保护钢筋不被腐蚀，但是作为有机保护涂层，涂料的外部保护是有限的，混凝土里的钢筋有时仍然会被腐蚀，所以必须选择多种防护措施如电化学方法、迁移性阻锈剂等。