針對在濕熱海洋環(huán)境下長期服役的鐵路混凝土，設計了表面氟碳涂層成套體系，明確了涂層體系應用技術(shù)要求，在此基礎(chǔ)上規(guī)范了施工措施并完善了質(zhì)量評價體系，實現(xiàn)了涂層防護成套技術(shù)在相應工況下的成功應用。效益分析表明，涂層技術(shù)的應用降低了鐵路混凝土的全壽命期維修費用，兼具環(huán)保和社會效益。

關(guān)鍵詞 材料工程;鐵路混凝土；氟碳涂層；應用技術(shù)；海洋環(huán)境；耐久性

隨著我國對海洋開發(fā)規(guī)模的不斷擴大，各類碼頭、跨海大橋、人工島等海洋工程基礎(chǔ)設施的建設數(shù)量正在逐漸增加。鋼筋混凝土由于具有易澆注、耐沖擊、耐磨等優(yōu)良性能以及較低的工程造價，成為進行此類設施建設的首選形式。但鋼筋混凝土在海洋環(huán)境下服役時面臨著較嚴重的鋼筋銹蝕等腐蝕問題，易導致結(jié)構(gòu)開裂、失效，縮短結(jié)構(gòu)使用壽命[1]。為保證安全服役，必須對已發(fā)生腐蝕的結(jié)構(gòu)進行修復，但技術(shù)難度與所需資金均十分巨大。因此，人們對處于嚴重腐蝕環(huán)境下的鋼筋混凝土越來越多地采取事前防護措施以提升其耐久性，從而降低全壽命周期的成本[2-3]。

海南省處于典型的高溫、高濕、強腐蝕等多腐蝕因素耦合作用的海洋環(huán)境下，其區(qū)域內(nèi)鋼筋混凝土的腐蝕問題更為突出，對效果顯著、實施簡便、作用持久的混凝土耐久性提升技術(shù)措施的需求更加迫切。在諸多技術(shù)措施中，混凝土表面涂層技術(shù)較為簡單有效，不僅可以應用到新建結(jié)構(gòu)上，還可以應用于已有結(jié)構(gòu)的修復[4-8]。本文主要介紹成功應用于新建海南西環(huán)鐵路提升混凝土耐久性的表面氟碳防腐蝕涂層技術(shù)。

1 工程概況
新建海南西環(huán)鐵路始于既有西環(huán)鐵路海口站，終于三亞站，線路走向沿海南西部沿海地段，正線全長345 km，設計時速200 km，為I級雙線鐵路。在西環(huán)鐵路中段，位于海南省儋州市與昌江縣境內(nèi)的珠碧江雙線特大橋全長 3 991 m，橋位與北部灣入海口不足5 km。由于海水倒灌影響，環(huán)境腐蝕作用異常嚴重，其中，氯鹽環(huán)境的作用等級為L3，化學侵蝕環(huán)境的作用等級為H4，鹽晶結(jié)晶破壞環(huán)境的作用等級為Y4，并存在大于Y4等級的高硫酸鹽含量的極端嚴重腐蝕環(huán)境，必須對相應環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)進行防腐蝕強化處理，提升混凝土耐久性。



一、氟碳彩鋼板的定義：
氟碳彩鋼板是使用PVDF氟碳樹酯的氟碳涂料涂裝在金屬板上，再經(jīng)高溫烘烤做成的金屬烤漆涂
二、氟碳彩鋼板的特點
1.具有超常的穩(wěn)定性，在酸堿及污染嚴重的環(huán)境中能保持各項性能的穩(wěn)定。
2.卓越的耐久性，氟碳彩鋼板在室外20年仍能保持良好的顏色喝。
3.優(yōu)異的加工性能，涂裝后的彩板具有高柔韌性，耐沖擊性，還可進行后壓花處理。
三、氟碳涂料的歷史
1.氟碳涂料早開發(fā)于1961年，1965年正式進入市場，早期主要用于核電站等重大工程，后來
擴展到高級商業(yè)建筑和公共建筑。近年來使用越來越廣。
2.目前，美國占60%的使用量，歐洲占10%，亞洲占30%（主要集中在日本和南韓），近年來，國內(nèi)市場也逐步認識
到其優(yōu)異性能，也越來越廣泛地采用該產(chǎn)品。
四、氟碳彩涂板的用途
氟碳彩板主要用于室內(nèi)外需要長久保護并始終維持原有顏色的建筑物，特別是高級建筑或者惡劣環(huán)境下的建筑物。如公共設施，機場，商業(yè)或辦公大廈，超級市場，工業(yè)廠房，機庫和糧庫等等。
五、氟碳涂料的生產(chǎn)
為保證涂料廠生產(chǎn)出合格的氟碳涂料，PVDF氟碳樹酯供應商只給那些能夠保證生產(chǎn)出優(yōu)異氟碳涂料產(chǎn)品的涂料商發(fā)放購買許可證從而保證PVDF氟碳涂層的崇高質(zhì)量和聲譽，如在美國只有麗利公司等5家涂料商具有Kynar500氟碳樹酯的許可證。同樣，涂層廠必須達到涂料商的技術(shù)要求，才能得到涂料供應商的使用許可證書，從而購買氟碳涂料。樹酯和涂料的許可證制度，在幾十年的時間內(nèi)保證了氟碳涂層的質(zhì)量，確保了終用戶的根本利益。
六、氟碳涂料只要指標涂料中氟碳樹酯含量：≥70%
比重：1.20±0.1kg/公斤
涂布量：330㎡/公斤（以干膜1um計）
固含量：42±2%（重量），38±2%（體積）
包裝粘度：100~120秒
PMT:249~254℃
耐鹽霧試驗：>1000小時
MEK：>150次
T彎：0~1T
反向沖擊：>9J
度：（60°）：15~40%
鉛筆硬度：>F
七、氟碳涂料涂裝條件
1.涂裝前避免基板的污染和化涂膜的損傷
2.嚴格控制涂裝室的清潔度
3.保持上機粘度的穩(wěn)定
4.配套底漆可使用聚氨酯底漆和環(huán)氧底漆
5.可采用兩輥的方式涂裝
6.涂裝時需經(jīng)常檢查和更換過濾裝置
7.PMT（板溫）：>249℃
8.固化時間：>23秒
9.烘烤后可采用風冷或水冷方式冷卻
八、涂裝氟碳涂料，氟碳彩涂板的注意事項
料盤回流導管需選用耐溶劑管，防止管道溶解，破裂。涂層機的料盤擋板需要根據(jù)料盤氣泡情況作適當調(diào)整。注意面，背漆板溫的同步。經(jīng)常檢測冷卻水的水質(zhì)，防止涂層的污染。氟碳涂層較軟，注意卷取張力的調(diào)整。氟碳涂料價格昂貴，避免各環(huán)節(jié)的浪費。
九、施工安全氟碳涂料中含有偏二氟乙烯，長期接觸對人體有一定的損害，在涂裝應注意：進入涂裝室必須戴好防護用品。避免用手直接接觸氟碳涂料。皮膚上不小心粘上氟碳涂料，應先勇干凈抹布擦凈，再用酒精清洗，嚴重者需及時上。
彩鋼板活動房具有輕質(zhì)、高強度、保溫隔熱、美觀耐用等優(yōu)點，是建筑與裝潢融為一體的高級建筑安裝快捷。彩鋼板活動房施工清潔，廣泛用于大跨度廠房、倉庫、辦公樓、別墅、樓頂加層、空氣凈化房、冷庫、商店、售貨亭和臨時用房。輕彩鋼板夾芯板平方米重量低于14KG可以充分減少結(jié)構(gòu)負荷，降低活動房結(jié)構(gòu)造價。

氟碳彩板的用途
PVDF氟碳涂層為現(xiàn)有建筑涂層中的良好,為公認的具有較好保護作用的有機涂層,能保證金屬建筑板幾十年不受損害,并始終保持美麗的顏色。從1965年進入市場起,氟碳涂層在世界各地的建筑物經(jīng)歷了30多年的日曬風吹雨打,始終保持完美無損。PVDF為聚偏氟乙烯。氟原子較大的電負性能形成十分穩(wěn)固的氟碳鍵,加上其分子獨特的對稱性,使pvDF具有超常的穩(wěn)定性,獨特的抗紫外光光解性能及優(yōu)異的絕緣性能和機械性能。
鍍鋁鋅彩涂板是彩涂建筑板中的高端產(chǎn)品，外觀靚麗、用途廣泛。但鍍鋁鋅彩涂板生產(chǎn)中，除了具有高強的防腐性能之外，當然也有一定的缺陷，但是都是可以通過彩涂板機組或是工藝改變的，其表面易產(chǎn)生爆孔、氣泡等缺陷，嚴重影響了彩涂線的連續(xù)生產(chǎn)和鍍鋁鋅彩涂板的表面質(zhì)量，造成成材率低下，需要分析。
原因分析：
1、鍍層化學特性差異
由于鋅鋁合金鍍層結(jié)晶時間長、枝晶發(fā)達，三叉結(jié)晶處屬于后凝固區(qū)域，容易形成疏松和孔洞。疏松和孔洞形成的凹陷缺陷的存在也導致空氣滯留。在涂料涂裝固化過程中，空氣體積膨脹，穿過透氣性好的底漆，使面漆破損，造成爆孔缺陷。
2、鍍層熱物性差異
鍍鋁鋅合金鍍層的熱輻射系數(shù)為0.86,較鍍鋅層的0.45高出很多，以鍍鋁鋅板作為基板時，鍍鋁鋅層使其表面的涂層快速升溫、快速固化，造成涂料中的有機溶劑不能以合理的速度及時散發(fā)，從而造成爆孔、氣泡缺陷，在底漆較厚時更易出現(xiàn)爆孔缺陷。
3、缺陷的影響
鍍鋁鋅彩涂基板生產(chǎn)時，校正輥振動、液面波動產(chǎn)生使其橫向周期分布的色差，是造成爆孔缺陷產(chǎn)生的原因。鍍鋅鋁表面鋅花不均，所形成的晶界間存有凹陷，凹陷內(nèi)有殘留空氣，在面漆固化過程中空氣沖破漆膜發(fā)生爆孔。
因此，控制措施為：
1、提高鍍層均勻性
應按標準鋅花樣板，檢查鋅花大型，同時及時調(diào)整。提高三輥六臂裝配質(zhì)量，優(yōu)化校正輥材質(zhì)和尺寸，減少校正輥振動和鋅鍋液面波動幅度；保證鍍鋁鋅彩涂基板表面質(zhì)量達到FB以上。
2、改進表層粗糙度

為避免彩涂生產(chǎn)時出現(xiàn)爆孔缺陷，鍍鋁鋅生產(chǎn)線生產(chǎn)彩涂基板時使用大粗糙度工作輥，軋輥粗糙度控制在4.0±0.3μm，進而改善基板粗糙度。

3、優(yōu)化彩涂固化工藝

針對鍍鋁鋅合金基板和涂料的特性，改進涂裝固化曲線，調(diào)整機組工藝速度，使涂料在固化中保證合金層孔洞中的氣孔和涂料中稀釋劑充分逸出，有效控制溶劑揮發(fā)速度，防止溶劑沸騰蒸發(fā)。將直線式固化溫度曲線修改成階梯式固化溫度曲線，保證涂料的PMT，降低機組工藝速度15%，面漆的固化時間，保證涂裝工藝溫度穩(wěn)定，適當降低涂裝粘度，改善鍍鋁鋅彩涂板的質(zhì)量。




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聚偏氟乙烯
優(yōu)異的顏色保持性和抗紫外線性能、優(yōu)異的室外耐久性
和抗粉化性、優(yōu)良的抗溶劑性、良好的成型性、抗臟性、
顏色有限、成本高。
1.氟碳烤漆寶鋼彩鋼板:

氟碳烤漆寶鋼彩鋼板，又稱聚偏氟乙烯烤漆、聚偏二氟乙烯烤漆，英文簡稱：PVDF。是一種工業(yè)涂料，具有很高的抗腐蝕性能和耐酸堿性能，因此氟碳烤漆寶鋼彩鋼板相比普通彩鋼板具有更長的使用年限，適合強腐蝕性的工業(yè)環(huán)境，氟碳烤漆寶鋼彩鋼板常用于對于維護材料防腐蝕有較求的環(huán)境或者行業(yè)，例如化工企業(yè)、電力行業(yè)、養(yǎng)殖畜牧業(yè)、金屬冶煉等行業(yè)，腐蝕性環(huán)境包括沿海地區(qū)、酸雨地區(qū)等都大量的應用氟碳彩鋼板作為屋面和墻面的維護材料。寶鋼針對其生產(chǎn)的氟碳烤漆彩鋼板統(tǒng)一出具20年涂層質(zhì)量保證，質(zhì)保內(nèi)容為：油漆涂層20年內(nèi)不發(fā)生脫落或者粉化，變色也在≤5個色差單位范圍內(nèi)，粉化率不超過8級。 一級代理氟碳烤漆寶鋼彩鋼板有哪些配套的技術(shù)參數(shù)：
底板：彩色涂層鋼板的冷軋鋼板，通常有屈服、延伸、抗拉等表示方法，氟碳彩鋼板一般都是用在建筑中，建議采用高屈服的底板，提高建筑整體的結(jié)構(gòu)性能和承載性能，同時底板厚度建議采用0.5mm以上厚度；
鍍層：金屬鍍層是彩板防腐蝕的一個重要方面，分為鍍鋅和鍍鋁鋅兩種，鍍層的平米重量決定了彩板的耐腐蝕性能，這里建議鍍層的重量采用鍍鋅220克及以上，或者鍍鋁鋅AZ150克及以上，酸雨地區(qū)不建議使用鍍鋅基板；
膜厚：氟碳烤漆寶鋼彩鋼板的正面膜厚正常大于20μm，隨著時間的推移，漆膜厚度會逐漸減少，所以膜厚越高，使用年限越久，耐腐蝕性越好。寶鋼目前的彩涂機組生產(chǎn)能力允許正面膜厚做到45μm~60μm。

耐久
多種研究顯示，經(jīng)國外40年以上廣泛使用證實：經(jīng)特殊涂層處理的彩鋼板保質(zhì)期在10-15年，以后每隔10年噴防腐涂料，活動房板材壽命可達35年以上。


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