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环氧涂层钢筋与普通钢筋防腐蚀性能的对比

    (1)环氧涂层钢筋的防腐蚀性能优于普通钢筋

20 世纪60 年代,美国联邦公路管理局( Federal Highw ay Administrat ionFHWA) 研究指出,采用涂层保护钢筋是防止新建混凝土结构内钢筋腐蚀的最好方法,经过测试比较,从50 多种涂层中筛选出环氧粉末涂层,它的综合性能是最好的。

1994年,美国海军科研办公室在弗罗里达州西部进行了76个月的海洋浪溅区、水位变动区的浸泡外露试验。评比几种防腐方法的抗腐效果:环氧涂层钢筋的防腐效果最佳,热浸镀锌次之,采用阻锈剂保护普通钢筋第三,最后是使用阻锈剂做预处理的普通钢筋。

19931998年,美国联邦公路管理局对含有12 种钢筋混凝土构件进行测试。其中包括普通钢筋、3组可弯曲环氧涂层钢筋、3组不可弯曲环氧涂层钢筋、304316型不锈钢钢筋、镀铜钢筋、热浸镀锌钢筋和喷涂金属涂层钢筋。结果表明,环氧涂层钢筋的防腐效果仅次于316不锈钢钢筋,而316号不锈钢钢筋可考虑用于设计年限在75100年的工程上。

Venkatesan等发现在自然海洋环境中的环氧涂层钢筋的耐蚀性比普通钢筋好得多。

Darwin等研究了干湿循环腐蚀条件下对环氧涂层钢筋腐蚀的影响,发现在同样的腐蚀环境下,环氧涂层钢筋比普通钢筋的腐蚀速率小得多。

梅迎军等在收集国内外关于无涂层钢筋和环氧涂层钢筋锈蚀率和蚀坑深度试验结果的基础上,提出了水泥混凝土路面无涂层钢筋和环氧涂层钢筋传力杆的锈蚀率以及锈蚀率和蚀坑深度的关系,对比分析了传力杆在无涂层和有环氧涂层条件下的使用寿命。计算结果表明,无涂层钢筋传力杆在腐蚀严重的地区只能满足512 年的寿命要求,而环氧涂层钢筋传力杆可以满足2830 年的使用寿命要求。

 

1 不同标准情况下未涂保护层及环氧涂层钢筋锈蚀速率μm/ a

 

级别

未涂保护层

环氧树脂涂层钢筋

(1)

(2)

(1)

(2)

大气环境

13

0.1

0.8

1.3

高潮位

12.6

28.1

1.1

10.1

海底水平

19.6

20.1

1.4

3.3

 

镀锌涂层和环氧涂层是目前常用的两种涂层,但镀锌钢筋表面的镀锌层在高碱性混凝土介质中发生碱性溶解的活性较高,而环氧涂层在施工过程中宜受到损伤,导致防护效果降低。为了进一步提高钢筋的防腐蚀性能,结合镀锌涂层和环氧涂层的优势,提出功能型复合涂层钢筋。邹群等采用热喷涂Zn 金属涂层、涂覆环氧树脂涂层和电沉积Zn/钝化等表面处理方式,对混凝土内置钢筋进行处理,通过电化学交流阻抗谱技术(EIS),探讨处理后的钢筋在混凝土中的腐蚀行为,并与未经防护的钢筋进行了比较。结果发现,在混凝土包覆的条件下,三种涂()层对抑制混凝土内置钢筋的腐蚀均具有明显作用;相比之下,环氧涂层(保证涂层不遭受机械损伤或焊接破坏)抑制钢筋腐蚀的效果更好。董士刚等研究了海洋环境下裸钢筋、镀锌钢筋、环氧涂层钢筋以及环氧/镀锌复合涂层钢筋在混凝土中的腐蚀行为,试验结果表明镀锌层、环氧涂层和环氧/镀锌复合涂层能够对钢筋基体起到良好的防护作用。存在少量机械损伤的情况下,环氧涂层能够延缓钢筋基体的腐蚀,但随着时间的延长,损伤部位仍可能发生腐蚀,但复合涂层仍可对钢筋提供较好的保护作用。

 

(2)环氧涂层钢筋的防腐蚀性能在某种情况下不如普通钢筋

材料疲劳试验结果表明,施加环氧树脂涂层的高强度钢索的疲劳强度要低于一般的高强度钢索,尤其在锚固区段,对磨损腐蚀过于敏感。基于现有的使用经验,施加环氧树脂涂层的高强度钢筋出现腐蚀问题的主要原因可以归纳为2 个:① 钢筋的预清理工作不符合要求,残留在钢筋表面的氯离子等污染物导致钢筋发生锈蚀,局部蚀点在涂层完成后极难被发现;② 涂层施工存在缺陷,出现裂缝或孔隙,从而使氯离子等污染物局部聚集而引起预应力筋的锈蚀。

 

(3)其他

Saravanan等通过对环氧涂层中添加聚苯胺填料提高了环氧涂层钢筋的耐蚀性能。

  林薇薇发现聚脲聚氨酯/环氧涂料比常用的聚酞胺/环氧涂料(两者都为溶剂型)的耐腐蚀性要好得多。