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乙烯基树脂在一工程中的防腐蚀应用及总结

更新时间:2016-12-14 11:12:58 点击数:1505

摘要:本文简要介绍了一旧混凝土基础防腐蚀综合工程改造的情况,并重点就其中的防腐蚀材料的选择以及施工等方面进行了总结,其中包括对基础的处理等施工细节、施工控制等,故对众多旧工程改造有实际借鉴作用。
关键词:防腐蚀;乙烯基树脂;玻璃钢


1、前言
乙烯基树脂由于本身的化学结构等特性,赋予该类树脂于良好的防腐蚀特性和力学特性,目前为国内外的防腐蚀材料的首选,我司目前在一工程的防腐蚀改造过程中,根据工程情况并综合了各类树脂的特性进行了大量试验,最后采用乙烯基树脂并对该工程进行了防腐蚀应用,该工程在改造后再次投入使用近1年,没有发现任何技术问题,故本文就该项目的情况进行总结。

2、工程情况
河南万方化工北京PK10干法分厂是国内较少的采用国际先进的干法工艺生产氟化铝的企业之一。由于生产中大量采用氟化物及硫酸等强腐蚀性介质,尤其是氟化物中的F-,对水泥等硅酸盐类物质具有强烈的腐蚀作用,对砼及水泥制品产生较为严重的破坏作用,为保证生产的正常进行和建筑物及构筑物的安全使用,必须采取严格的防腐蚀措施。
依据《建筑防腐蚀工程设计规范》,通过多次协商后决定,硫酸库房、厂房地坪及污水池采取如下防腐蚀工艺进行施工:硫酸库房采用环氧乙烯基树脂胶泥铺砌150*150*20耐酸砖;厂房采用环氧乙烯基酯树脂整体地坪7 mm厚;污水池采用环氧乙烯基酯树脂衬两布一毡。

3、原材料的选择
3.1树脂的选择
在目前国内的防腐蚀工程应用中,工程施工厂家有众多的树脂选择空间,包括环氧树脂、不饱和树脂、双酚A型不饱和树脂和乙烯基树脂等,最后综合各种情况,我司最后决定选用CH-2乙烯基树脂(由济南昌华树脂化工北京PK10生产提供),具体原由如下:
3.1.1树脂的耐蚀特性:
乙烯基树脂作为目前国内外主流的防腐蚀树脂具有更好的耐腐蚀特性,包括耐碱性和耐酸性等,目前国外基本上90%以上采用乙烯基树脂,市场上虽然有一些防腐蚀树脂的以供选择,但有时质量水平差异较大,如一些而双酚A不饱和树脂(如3301等),同时相对而言,双酚A不饱和树脂的耐腐蚀特性相对较差,尤其在耐氟化学介质、耐碱等情况下,耐腐蚀性能较差;
3.1.2树脂的应用工艺性:
乙烯基树脂是具有环氧树脂的力学性能,同时具有不饱和树脂的工艺性的树脂,但相对常规的双酚A不饱和树脂而言,乙烯基树脂具有更好的工艺性,尤其在玻璃钢内衬工艺中,乙烯基树脂具有与玻璃纤维更好的浸润特性,从而改善耐腐蚀效果,在该工程中,有一定量的腐蚀性介质较强的氟介质存在,而众所皆知,氟介质的存在强腐蚀性的主要原因是:氟介质及氟离子等具有较小的分子体积,从而表现为较强的渗透性,所以含氟介质的物理腐蚀性较强,而常规的环氧树脂在实际防腐蚀施工中,一般需要加入丙酮等非活性溶剂,这些外加溶剂在树脂固化过程中挥发,最后会导致一些微孔等的存在,这些微孔的存在会客观上加速了腐蚀性介质的渗透过程,而同时环氧树脂的固化体系一般情况下会采用胺类固化体系或者酸酐类固化体系,胺类固化体系为常温或室温固化体系,酸酐类固化体系为中高温固化体系,而一般在防腐蚀工程施工中均在室温或常温下施工,所以在污废水防腐蚀处理中均采用胺类固化体系,其固化原理是利用胺基团上的活泼氢与环氧基反应而最后交联,形成三维网状结构,但这个交联结构很容易在酸性的介质作用下分解,导致三维交联结构的解体而引起防腐蚀的失效,所以胺类固化的环氧树脂在室温下的耐酸性还是不错的,但在大于40℃或者更高的作用温度下的耐酸性就不太理想。根据工程情况,不宜采用环氧树脂。
3.1.3树脂的力学性能:
树脂的力学性能不同,不仅导致树脂在应用范围的差别,同时尤其在防腐蚀施工(包括FRP衬里等工艺)中,树脂的延伸率是一个相对重要的力学指标,一般规定中,要求树脂的断裂延伸率在于增强材料的延伸率,否则导致树脂在固化先于玻璃纤维而断裂,从而导致防腐蚀的失效,一般的玻璃纤维的延伸率为2%左右,而这要求树脂的延伸率》2%,而3301只有1.8%左右,所以我们推荐使用延伸率较高的乙烯基树脂;而目前在国内乙烯基树脂市场,有众多的乙烯基树脂以供选择,在常规的双酚A乙烯基树脂产品中主要有标准型的乙烯基树脂和富马酸改性乙烯基树脂以供选择,而后者由于通过富马酸改性,与通用标准型乙烯基树脂相比,具体如下表:

项目

CH-2乙烯基树脂

富马酸改性乙烯基

不饱和键数

2

4

延伸率

》4.5%

2%

力学表观

较好的韧性

比较脆

另外,CH-2乙烯基树脂的结构中保持了环氧树脂的耐冲击的特性,从面在废水池、整体砂浆的制作中,较常规的双酚A树脂具有更好的适用性,一般情况下,CH-2树脂的耐冲击特性较双酚A树脂具有高30%左右的耐冲击特性,从而延长了树脂防腐蚀工程的使用期限。
3.1.4与基础更好的粘接性:
因为乙烯基树脂具有与环氧树脂关似的化学结构,具有更多的化学粘结基团,从理论及有关资料上显示;CH-2树脂等乙烯基树脂与基础(包括砼、钢)具有更好的粘接特性,我们结合工程需要在砼基础上作CH-2树脂的抗拉粘接特性,在试验中我们发现CH-2树脂玻璃钢的强度大于混凝土的本体强度,因为在试验过程中,最后均是混凝土本体遭到破坏。而双酚A树脂的粘接特性则弱于乙烯基树脂;
3.1.5其它:
由于乙烯基树脂基体中含有甲基丙烯酸基团,所以树脂具有良好的耐候特性:
3.2增强材料的选择
由于地坪等易受腐蚀介质作用的场所中接触的化学介质中,含有较高的氟介质,所以增强材料不易采用玻璃纤维类增强材料,应该采用有机纤维增强材料,有机纤维增强材料的常规选择有绦纶、维纶、锦纶和丙纶等,考虑到材料的工艺操作性和成本等方面的因素,我们最后选择绦纶。

4、施工工艺
4.1主厂房地坪施工工艺:.
基面处理环氧树脂底漆一道腻子修平环氧乙烯基酯树脂胶衬无纺绦纶布二层环氧乙烯基酯树脂砂浆环氧乙烯基酯树脂面漆二道.(以上总厚度为7mm)
4.2硫酸库地坪废酸排出沟施工工艺
基面处理环氧树脂底漆一道腻子修平环氧乙烯基酯树脂胶衬玻布二层(隔离层)      环氧乙烯基酯树脂胶泥衬耐砌酸瓷板
4.3污水池施工工艺
基面处理环氧树脂底漆一道腻子修平环氧乙烯基酯树脂胶衬无纺绦纶布二层环氧乙烯基酯树脂衬表层棉毡一层环氧乙烯基酯树脂面漆二道。

5、施工方案
5.1对基层的要求及基层处理
5.1.1对基层的要求:
底层宜采用素土夯实并找坡,垫层采用C15混凝土厚120mm,找平层宜采用1:2水泥砂浆厚20mm,且找平层宜采用压光处理,不得收光。对采用整体树脂地坪的部位阴阳角应过渡为圆角。
施工前的混凝土基层应符合以下要求:平整度、密实度、强度、刚度符合设计要求,无明显的蜂窝、麻面、无裂纹、平整度以2m直尺检查最大空隙率不得超过5mm,基层含水率20mm深度内不超过5%,无起砂、起壳等现象,坡度符合设计要求.
5.1.2、混凝土(及水泥制品)的表面处理
用扫帚、钢丝刷、电动砂轮机、毛刷等工具彻底清除基层表面的灰尘、污物、附着不牢的水泥砂浆等,有油污的部位应以棉纱或碎布蘸丙酮或无水乙醇擦拭干净.
5.2主厂房地坪防腐施工
5.2.1涂底漆:在经过处理的砼基面上均匀涂刷底漆,底漆采用低黏度的环氧树脂底胶料,以便使其最大限度地深入基面,增强基面的强度,提高防腐层的锚固力,从而提高防腐层的附着力。底漆涂刷时应遵守操作要点的规程,涂刷时应均匀、完整,不得有露底和刷痕等弊病,第一道底漆固化后,固化后配制腻子,修平基面不平部位。
5.2.2隔离层施工应符合以下要求
a、纤维增强材料应剪边,并进行防收缩处理;
b、平面一次连续铺衬层数,以不产生滑移,固化后不起壳、脱层为限;
c、立面一次连续铺衬层数,以不产生滑移,固化后不起壳、脱层为限;
d、铺衬时,同层纤维增强材料搭按宽度不得小于50mm,层间搭接缝应错开不小于50mm的距离,阴阳角处进加一层纤维增强材料;
e、涂刷胶料时应保持均匀、不流淌、不透白,增强材料网眼应被树脂胶料灌满,纤维应浸润良好,不得有气泡、起皱、起壳等缺陷;
5.2.3胶泥及砂浆的配制
严格按配合比要求进行配料,准确称量各组分,并按顺序加入洁净容器内,充分搅拌均匀后待用。每次配制量不宜过大,应根据施工人员数量、施工进度快慢等因素决定,以免超过适用期,发生胶凝,造成材料浪费;
5.2.4刮涂
采用手工泥刀镘刮胶泥及砂浆层,刮涂应保持刮刀与被涂面的角度约45o,随着不断的倾斜,最终为15o,对刮刀尖端施加均匀的力,不要左右用力不均,造成接缝式条纹。固化后再进行第二道镘刮直至达到设计厚度。每刮涂一道应进行检测,以确定涂层是否有针孔气泡及其他瑕疵,如有上述缺陷应及时修补。
5.2.5树脂胶料罩面
胶泥层固化后,配制CH-2环氧乙烯基酯树脂胶料,在胶泥上均匀涂刷罩面胶料,涂刷时应保持厚度均匀,颜色一致,不得有漏涂、流挂、起泡、起壳、起皱等缺陷。
5.3硫酸库地坪废酸排出沟
5.3.1涂底漆同5.2.1
5.3.2隔离层施工同5.2.2
5.3.3胶泥的配制同5.2.3
5.3.4砌耐酸板
a、块材使用前应经挑选,并应洗净、干燥后备用。
b、块材铺砌前,宜先试排;铺砌时,铺砌顺序应由低往高,先地坑、地沟,后地面、踢脚板或墙裙。阴角处立面块材应压住平面块材,阳角处平面块材应盖住立面块材。块材铺砌不应出现十字通缝。
c、块材的结合层及灰缝应饱满密实,粘结牢固,不得有疏松、裂纹和起鼓现象,灰缝的表面应平整。
d、块材面层的平整度和坡度,应符合规定。
5.4污水池施工方法同隔离层
5.5质量保证措施
a建立项目主任工程师主管,质量员专管,班组长负责的质量管理体系。
b质量目标:确保施工质量优良,创顾客满意工程。
c项目主任工程师负责公司质量方针、目标在本工程的贯彻、分解、落实,各部门严格按照各自工作目标作好本职工作,并保持良好配合。
d技术人员主管工程技术及质量工作,负责编制项目质量计划,并协助主任工程师和质检人员保持质量保证体系在项目中的运行状态良好。
e加强技术管理,认真执行国家及行业施工及验收标准规范,工程开工前搞好交底工作,技术人员必须就质量要点,关键部位及过程的施工方法及施工中注意事项等交底清楚。
f重视过程管理,切实搞好自检、互检、专检工作,凡上道工序不合格时,应及时采取相应措施予以处理,决不允许留至下道工序,及时准确地进行分项、分部工程的质量评定,隐蔽工程需经业主有关部门验收签证后方可隐蔽,决不允许擅自进行隐蔽。
g所有进场主材须有产品合格证、材质证明、出厂日期及使用期限、使用说明书等相关资料文件,不得使用“三无产品”。
h配制涂料、胶料、胶泥时,应准确称量,搅拌均匀,不得随意勾兑。配制好的材料均应在适用期内使用,超过适用期的材料,一律不得继续使用。
i施工适宜的环境条件:温度10~30℃,湿度不大于80%。
j地坪施工应注意排水坡度要求:2~3%。
k重视半成品的保护及成品的养护工作,养护期间任何人无权擅自使用。

6、结果与讨论
从工程实际投入运行一年多的情况来看,效果良好,说明我司当时设计的方案(包括树脂选择和增强材料的选择)等均达到耐腐蚀的要求,同时说明施工质量也得到较好的保证。

The summary of vinyl ester in anti-corrosion engineering application.

Su jiancang Zhang Guiliang Zhou jianshe

(Henai Sifang Anti-corrosion Engineering Corp,Zhenzhou,450044)
Abstract:in this paper, we sum up an anti-corrosion engineering project on the basis of obsolete concrete foundation, hereby we mainly discussed the right materials’ choice and engineering tips including engineering processing control and so on, which in return are good reference for many rebuilding engineering .
Keywords:anti-corrosion; vinyl ester, fiber reinforced plastics

参考文献:
[1] 陆士平,等.建筑防腐蚀材料设计与施工手册.北京:化学工业出版社,1996.
[2]化学工业部化工机械研究院主编,《腐蚀与防护手册》《化学生产装置的腐蚀与防护》,化学工业出版社出版,1991。
[3]中国腐蚀与防护学会主编,《合成树脂及玻璃钢》,化学工业出版社出版,1995。
[4]卢绮敏.石油工业中的腐蚀与防护.北京:化学工业出版社,2001.
[5]化学工业部化工机械研究院主编,《腐蚀与防护手册》《化学生产装置的腐蚀与防护》,化学工业出版社出版,1991。