一种钢索防腐涂覆材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及水泥基建筑材料技术领域，尤其是涉及一种钢索防腐涂覆材料及其制备方法与应用，涂覆材料由磷酸镁水泥、石英粉、粉煤灰微珠、减水剂、调凝剂、水性环氧树脂、固化剂、硫酸钙晶须、水组成，本发明专利技术解决了现有技术中水泥基材料易流挂、易开裂，树脂类材料施工污染性强，耐候性差，部分材料不能同时满足大气和海洋环境耐久性的问题。洋环境耐久性的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种钢索防腐涂覆材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及水泥基建筑材料
，尤其是涉及一种钢索防腐涂覆材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着工程跨度的不断增加，钢索和斜拉索结构被不断应用，钢索作为受力构件暴露在环境中，极易受到环境影响产生腐蚀、锈蚀等问题，导致承载力降低，进而影响结构可靠度，钢索防腐成为其应用时的必要防护。
[0003]钢索的防护材料主要包括油脂保护、功能涂料和结构防护，其中油脂保护由于技术更迭逐步退出市场，功能涂料和结构防护为市场的主流产品。
[0004]现有技术CN101451341A公开了一种环氧涂层钢丝斜拉索，所述斜拉索自内至外依次由钢丝索体、黑色高密度聚乙烯层和彩色高密度聚乙烯护套紧密复合而成，钢丝索体的每根钢丝表面均涂覆有环氧树脂涂层，然而其并未公开具体的环氧树脂涂层原料组成；CN106987043A公开了一种斜拉索大桥钢索保护用耐候彩色聚乙烯复合材料，该复合材料由下述原料按如下质量比制成：聚乙烯树脂50～75；POE弹性体10～25；纳米碳酸钙母粒5～15；氧化聚乙烯蜡1～4；有机硅酮粉末1～4；光稳定剂GW
‑
480 0.1～1；无机颜料0.1～1；抗氧剂300# 0.1～1；乙烯基三乙氧基硅烷0.1～1，然而上述材料存在成本高问题；国内外关于钢索用防腐材料的记载有限，防腐材料的重点研究在于水泥基材料和树脂类材料。
[0005]现有技术CN103045051A公开了一种低温韧性钢筋防腐粉末涂料，其组分及重量百分比为：环氧树脂50
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80％；酚树脂固化剂10
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30％；固化促进剂0.1
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5％；抗腐蚀颜填料3
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30％；粉末涂料助剂1
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5％，CN102101965A公开了钢筋防腐粉末涂料包含：40
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70wt％的环氧树脂、15
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30wt％的固化剂、0.01
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5wt％的固化促进剂、0.2
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3wt％的流平剂和0.5
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3wt％的消泡剂；CN112226125A公开了一种钢筋防锈复合涂料，包括以下重量份的组分：聚苯胺1～2份、乙烯基硅烷12～20份、氯化聚丙烯9～15份、丙烯酸树脂22～35份、二乙氧基苯乙酮0.5～1份、六甲基二硅氮烷3～6份、石蜡5～10份、丙酮30～50份；CN105017823A公开了一种用于混凝土钢筋防锈的水泥基涂料，由水泥、阻锈剂、流平剂、缓凝剂、乙烯
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醋酸乙烯共聚物和水组成，以水泥质量为基准，各组分的重量百分比为：水泥100％，阻锈剂2～3％，流平剂0.5～1％，缓凝剂0～0.2％，乙烯
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醋酸乙烯共聚物10～25％，水40～60％；CN108975813A公开了一种用于预制混凝土管廊内钢筋防腐的水泥涂料，包括除锈层、防水层和耐热耐寒层，除锈层包括硅酸盐水泥和除锈剂，防水层包括硅酸盐水泥和防水剂，耐热耐寒层包括硅酸盐水泥和耐热耐寒剂，除锈剂或防水剂或耐热耐寒剂和硅酸盐水泥的重量比为1:1.2
‑
1.5，然而，树脂类材料便于涂覆，然而其存在有机成分高，施工污染性强，耐候性差的缺点，水泥基材料耐老化，但是存在易流挂、易开裂等问题；CN104404502A公开了一种磷酸盐基钢筋防腐涂层，采用如下方式制备而来：1)将氢氧化铝加入磷酸中，在70
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90℃加热保温3
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5h，得到磷酸盐粘结剂；2)以磷酸盐粘结剂为基液，加入醛基树脂改性剂、氧化铁、微硅粉、铝粉和氧化镁研磨搅拌均匀，得到磷酸盐涂料，磷酸盐基钢筋防腐涂层虽然耐海水腐蚀，但其制备工
艺复杂，原料存储过程中易分层，存储效果不佳，且在空气环境中易发生开裂，不适用于钢索施工。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种钢索防腐涂覆材料及其制备方法与应用，以解决现有技术中水泥基材料易流挂、易开裂，树脂类材料施工污染性强，耐候性差，部分材料不能同时满足大气和海洋环境耐久性的问题。
[0007]具体的，本专利技术钢索防腐涂覆材料，由以下质量份数原料组成：磷酸镁水泥90
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120份；石英粉100
‑
130份；粉煤灰微珠20
‑
40份；减水剂0.4
‑
0.9份；调凝剂1
‑
1.5份；水性环氧树脂20
‑
50份；固化剂2
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4份；硫酸钙晶须4
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6份；水20
‑
40份。
[0008]优选的，所述磷酸镁水泥由氧化镁和磷酸二氢钾按照M/P值为4
‑
6的比例混合而成。本专利技术采用磷酸镁水泥作为主要胶凝材料，相较于普通硅酸盐水泥和快凝水泥，具有环境适应性强、速凝早强、结合力强的优势，抗冻抗盐防腐蚀等耐久性更好，本专利技术实验过程和工程应用中发现，利用磷酸镁水泥制备的防护材料，其低收缩率的特性有利于对钢索的粘合和握裹，抗裂效果更佳，且可以提高钢索的防腐阻锈能力，其在钢索表面形成的磷酸铁盐类保护层对钢索的保护效果优于普通硅酸盐水泥的碱性对钢索带来的保护。
[0009]优选的，所述氧化镁由菱镁矿经高温煅烧而成，高温煅烧温度为1200
‑
1500℃。
[0010]氧化镁的煅烧温度和M/P摩尔比对磷酸镁水泥力学性能和施工效果影响最大，本专利技术综合凝结时间和力学性能因素进行优选，其中，M/P值为氧化镁和磷酸二氢钾的摩尔比。
[0011]优选的，所述石英粉粒径为325
‑
600目。石英粉作为惰性填料可降低涂覆材料的收缩，并起到一定的抗流挂增稠效果，相较于石英砂，其粒度更细，分散性更好，在材料体系中不易发生分层和沉降，可提高浆体匀质性，有利于材料涂覆施工。
[0012]优选的，所述减水剂为聚羧酸减水剂，减水率≥25%。
[0013]优选的，所述调凝剂由硼砂、三聚磷酸钠、硫酸铝按质量比2:1:2组成。磷酸镁水泥凝结时间短，根据钢索涂覆施工需要，需要进行凝结时间调整，本专利技术水性环氧树脂和减水剂的加入对磷酸镁水泥凝结时间产生了影响，经大量实验表明，采用硼砂、三聚磷酸钠、硫酸铝的混合物作为调凝剂，可对涂覆材料凝结时间进行有效调整，满足涂覆施工需要。
[0014]优选的，所述水性环氧树脂为E44水性乳液、E51水性乳液的至少一种。本专利技术添加水性环氧树脂作为粘结剂，可提高磷酸镁水泥水化产物空隙，进一步提高涂覆材料的密实度，水性环氧树脂的添加改善了磷酸镁水泥的脆性，提高涂覆材料柔性，可避免因钢索在施工与服役过程中不可避免地产生弯曲、振动而产生涂覆材料开裂，并且，实验过程中发现，
酚醛类树脂和丙烯酸类树脂会大幅延长磷酸镁水泥浆液凝结时间，相较于酚醛类树脂，水性环氧树脂对磷酸镁水泥更佳匹配，有利于凝结时间的调控，满足快速涂覆施工的要求。
[0015]优选的，所述硫酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢索防腐涂覆材料，其特征在于，由以下质量份数原料组成：磷酸镁水泥90
‑
120份；石英粉100
‑
130份；粉煤灰微珠20
‑
40份；减水剂0.4
‑
0.9份；调凝剂1
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1.5份；水性环氧树脂20
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50份；固化剂2
‑
4份；硫酸钙晶须4
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6份；水20
‑
40份；所述调凝剂由硼砂、三聚磷酸钠、硫酸铝按质量比2:1:2组成。2.根据权利要求1所述的钢索防腐涂覆材料，其特征在于，所述磷酸镁水泥由氧化镁和磷酸二氢钾按照M/P值为4
‑
6的比例混合而成,其中，M/P值为氧化镁和磷酸二氢钾的摩尔比。3.根据权利要求2所述的钢索防腐涂覆材料，其特征在于，所述氧化镁由菱镁矿经高温煅烧而成，高温煅烧温度为1200
‑
1500℃。4.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩金良，
申请(专利权)人：天津市辰青金属制品有限公司，
类型：发明
国别省市：