前言
树脂混凝土是聚合物混凝土中最重要的种类,而呋喃树脂混凝土又是树脂混凝土中在国内应用最早、最广泛的品种,它目前主要应用于防腐蚀领域,国内对它的技术发展一直没有停止。从1986年原冶金部建研院徐兰洲先生开始,到现在黄石汇波防腐技术有限公司和武汉理工大学合作研究,呋喃树脂混凝土在产品技术和工程应用上取得了很大的发展。人力资源和社会保障部在2009年新修订的《国家职业技能标准:防腐蚀工》新增了耐蚀混凝土工这一工种,进一步规范了耐蚀混凝土的作业标准及技术要求,为呋喃混凝土的进一步推广创造了更好的条件。
一、呋喃树脂混凝土组成
呋喃树脂混凝土是一个商品化的产品,由糠醇糠醛型呋喃树脂液、混凝土粉和耐酸石子组成。其中混凝土粉经工厂化生产,混有固化剂和助剂,石子一般采用符合级配要求的石英石。随着应用范围不断扩大,材料性能不断改善提高,主要是对呋喃树脂液和混凝土粉进行改性。
参考配合比
制成品 |
呋喃树脂液 |
玻璃钢粉 |
混凝土粉 |
胶泥粉 |
石英石 |
混凝土(1m3) |
260 |
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1000 |
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1140 |
稀胶泥 |
100 |
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150~200 |
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玻璃钢胶料 |
100 |
30~50 |
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二、呋喃树脂混凝土的性能研究
树脂混凝土不同于水泥混凝土,可以根据设计要求配制不同强度标号的配方,它是在材料相同的情况下,性能指标只有一个。如果要改变强度指标,就只有改变材料组成或改性材料。
作为防腐蚀材料,它在耐酸、耐碱、耐温方面具有优良的性能,而且它的综合性能远大于水泥混凝土。在呋喃混凝土问世之初,技术指标确定如下:
项目 |
糠醇糠醛型呋喃树脂混凝土 |
容重(kg/m3) |
≈2400 |
抗压强度(MPa)不小于 |
≥50 |
抗拉强度(MPa) 不小于 |
≥5.0 |
与玻璃钢筋握裹力(MPa):不小于 |
≥6 |
弹性模量(MPa) |
1.6×104 |
收缩率(%) |
0.06 |
抗渗性(MPa) 不小于 |
≥2.0 |
其它:
三、呋喃树脂混凝土应用技术
呋喃混凝土已列入国家标准《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008、《建筑防腐蚀构造图集》08J333、行业标准《呋喃树脂防腐蚀工程技术规程》CECS 01:2004,供设计单位和业主单位设计参考。用途主要有以下几个方面:
1.整体防腐蚀面层及构筑物(介绍包括设计、施工技术及要点、应用案列等,下同)
根据呋喃混凝土强度及实践经验,车间楼面整体呋喃混凝土面层厚度一般为30mm,地面整体呋喃混凝土面层厚度一般为50mm,踢脚板厚度一般为30mm, 如图1、图2、图3。
四、呋喃树脂混凝土整体地面施工技术
呋喃混凝土面层施工必须严格遵守规范要求并掌握施工技术才能保证质量。由于过去没有施工规范,施工单位在施工呋喃混凝土面层工程时采用的施工方法不一样,效果也不一样。我们通过多年的经验总结,积累了一套可行的经验,并毫无保留地推荐到国家标准和行业标准中。
.隔离层施工:
在合格的基层上均匀涂刷1-2遍环氧树脂的封底料,每层封底料自然固化不宜少于24小时。在打好封底料的基层,刮抹封底腻子,同时铺衬呋喃玻璃钢隔离层。
.树脂混凝土整体面层施工:
(1)铺摊呋喃混凝土料前,应在隔离层上涂刷呋喃玻璃钢胶料或稀胶泥底胶料。
(2)随即铺摊呋喃混凝土料,然后用小型平板振动器压实抹平;
(3)根据楼地面面积大小和布置情况,在应力集中处如有设备基础、柱子的地方,将楼地面用分格条分成不大于12m2的面积,在分格条内分别浇捣好呋喃树脂混凝土,待自然固化后拆除条子,再用呋喃稀胶泥灌缝。
(4)呋喃混凝土浇捣、找平完后,可以直接用呋喃稀胶泥罩面,也可待呋喃混凝土固化后二次罩面。
(5)分格条应用不锈钢条或包裹聚酯薄膜的木条,不得使用黄油等对树脂混凝土表面有污染的脱模剂。
(6)当树脂混凝土整体面层长度超过60米时,应考虑留伸缩缝。伸缩缝应用耐腐蚀的柔性胶泥如聚氯乙烯胶泥、沥青胶泥填缝。
(7)地面施工时,应随时控制平整度和坡度。平整度以2m长靠尺检查,其空隙不应大于4mm。坡度应符合设计要求,其允许偏差为设计坡度的±0.2%、最大偏差值不得大于30mm。泼水试验时,水应能顺利排除、
(8)树脂混凝土整体面层应平整光洁,不应有裂缝、起壳、空鼓、固化不完全等现象。
2.呋喃树脂混凝土大型槽池
1.整体呋喃混凝土酸洗槽施工工艺
酸洗槽用于钢铁、机械加工行业,由于钢锭、工件对槽体的碰撞、摩擦,防腐蚀内衬容易被破坏,所以,整体防腐蚀的呋喃混凝土酸洗槽得到了应用。
小型可工厂化生产的酸洗槽制作原理同呋喃混凝土电解槽,大部分大型酸洗槽是在现场施工的,设计和施工工艺与普通混凝土槽相似,但也有不同的地方。槽体内必须有不小于120×120倒角,表面必须衬花岗岩板或耐酸瓷砖板以保护树脂混凝土表面,槽体底部和壁部的施工缝留在底板上。
施工工艺简述如下:
(1)基层处理:对酸洗槽基础混凝土表面进行打磨处理,用环氧树脂打底二遍,刮腻子,衬贴玻璃钢隔离层。
(2)根据槽体的尺寸要求制作钢筋,钢筋要除锈,并涂刷二遍环氧树脂。
(3)大型槽体一般分次施工。先将底板钢筋绑扎好,垫好钢筋保护层,在铺料前底层涂刷稀胶料,然后将槽体的底板混凝土浇捣完。根据气温养护1~3天后,进入下道工序施工。
(4)将壁部钢筋绑扎完成,模板涂刷脱模剂,模板制作要求平整,支衬牢固,内模板应设置收缩过渡模板。施工缝处应涂抹一层稀胶料。分层布料,先两头后中间,每层振捣厚度不宜大于200mm。混凝土振捣采用插入式振动器,插入点相距不大于作用半径的1.5倍。因树脂混凝土流动性差,振动器要快进慢出,避免空洞。分次浇灌要注意施工缝成斜面,并涂刷稀胶料。
(5)槽口浇捣完毕后,应及时将表面压实、抹平。
(6)在呋喃树脂混凝固化后的养护过程中,要适时拆除过渡模板和内模支撑,拆除预留孔内模。土浇灌完成养护24小时进后拆除模板,进行伸缩缝隙和表面修理。
(7)槽体拆模后,对混凝土表面有缺陷的地方要打磨,用胶泥修补平整。
(8)槽体修整完后进行养护,养护7~14天后进行试水试验,最后衬贴砖板保护层。
2、整体呋喃混凝土储槽
防腐蚀储槽一般采用整体玻璃钢等方式,但有时由于场地条件限制等原因,整体玻璃钢强度、刚度达不到要求,整体树脂混凝土储槽可以解决问题。如贵溪冶炼厂、原芜湖冶炼厂都采用过此方案。汇波公司在1997年贵溪冶炼厂二期工程中,现场制作了一个12000×3400×2450的呋喃混凝土高位槽,使用至今。
整体呋喃混凝土储槽的制作施工与酸洗槽相似。
3.整体呋喃混凝土电解槽
整体呋喃混凝土电解槽制作技术经历了从拼装到整体浇捣的过程,加强筋从钢筋发展到了复合材料筋。整体呋喃混凝土电解槽由于它荷载大,温度高,先应用计算机进行槽体有限单元分析,根据槽体应力分布情况,进行结构和布筋设计,再进行内外模具设计,模具应为活动式且便于脱模。呋喃混凝土骨料的粒径和级配、加强筋的表面处理、混凝土振捣的方式和时间、脱模时间、槽体的养护等技术应有严格的标准。由于树脂混凝土电解槽制作技术是生产厂家的技术秘密,在此不能详细介绍,但我们愿向战略合作伙伴提供我们自己的电解槽制作技术
五、结束语
糠醇糠醛型呋喃树脂混凝土材料应用范围广泛、产品性能优良,在工程施工中施工过程便捷,工程质量容易掌控,并且呋喃树脂的原料是可再生资源,因此,呋喃混凝土在防腐工程上的应用将会有很好的发展前景。
做了大量工作,使呋喃混凝土在建筑防腐蚀上得到推广应用。汇波防腐技术有限公司在前面工作的基础上,与武汉理工大学力学研究所合作,对呋喃混凝土各方面性能进行了系统的研究,并在工程应用上取得了大量的业绩。
目前,呋喃混凝土在整体面层防腐蚀上应用很广。国内室内耐酸地面方案有耐酸砖板、耐酸石材、整体沥青砂浆、整体水玻璃混凝土、整体树脂砂浆(稀胶泥)、整体树脂混凝土等。由于它们的材质性能和使用条件不同,因此其使用效果也不一样。耐酸砖板和耐酸石材地面拼接缝多,施工质量控制难度较大;整体沥青砂浆地面强度差、使用寿命短,只用在有氢氟酸介质的环境;整体水玻璃混凝土收缩性大,易开裂,不耐水冲洗,现在基本不推荐使用;整体树脂砂浆(稀胶泥)承载、抗冲击性差;整体呋喃混凝土面层整体性好,承载、抗冲击性强。除此之外,呋喃混凝土还有一个重要的用途就是用于制作池槽等设备和构筑物。目前在有色冶炼、钢铁机械等行业的防腐工程中,利用呋喃树脂混凝土制作了电解槽、酸洗槽、地下储槽、高位储槽、地沟等。由于树脂混凝土的特点和防腐蚀设备的要求,它的制作工艺不能用普通混凝土的工艺方案,应有它的独特工艺技术。
经我公司增韧改性的糠醇糠醛型呋喃树脂液粘度低,和易性好,施工方便。由于呋喃树脂混凝土防腐性能和机械强度都能满足要求,因此减少收缩、防止开裂是应用成功的关键。
糠醇糠醛型呋喃树脂混凝土具有优良的耐酸、耐碱和耐温性能,汇波呋喃