1.本实用新型涉建筑材料技术领域,具体涉及一种锌基涂层结构钢筋。
背景技术:
2.为提高苛刻腐蚀环境下钢筋混凝土工程使用寿命,满足海港码头、跨海桥梁、隧道、海上采油平台等钢筋混凝土结构工程长寿命设计要求,1973年美国率先研究优选环氧树脂涂层钢筋用于宾西法尼亚大桥解决钢筋锈蚀问题并取得良好效果,随后环氧树脂涂层钢筋技术在美、日、欧以及中东等国家和地区广泛采用。上世纪80年代以来,我国经过试点采用此技术取得积极进展后,环氧树脂涂层钢筋技术目前已在我国推广采用,取得积极效果。
3.环氧涂层钢筋应用以来发现存在不少问题,如:
4.①
涂层表面太平滑,与混凝土之间主要依靠咬合作用的水平分力形成粘附,导致涂层钢筋与混凝土的粘结强度较普通钢筋大幅低,与混凝土相对粘接强度下降可达13%;
5.②
环氧涂层完全依靠自身屏蔽作用,一但被腐蚀介质侵入,其抗腐蚀能力迅速下降,直接影响建筑物的使用寿命;
6.③
环氧涂层钢筋施工进场后,放置短短几个月环氧涂层表面就出现变色甚至粉化现象,不仅大幅影响环氧涂层钢筋与混凝土的粘接强度,其自身腐蚀防护能力也快速下降。
7.针对环氧涂层钢筋存在的问题,行业内推出了镀锌钢筋或锌铝合金等镀层钢筋,解决了环氧涂层易破损、没有自修复能力以及不能与外加电流阴极保护系统联合使用等问题,获得市场欢迎,但上述镀层钢筋镀层中含铝量为0.05%~0.5%或4.2%~6.2%(gb/t 32968-2016 《钢筋混凝土用锌铝合金镀层钢筋》,面对重防腐环境单质锌损耗快速其耐蚀性明显不足;行业研究及工程实际应用表明,镀层钢筋其与混凝土的粘接强度也存在明显下降,严重时可达13%;另外热浸镀工艺存在氢脆隐患,实际应用表明,镀层钢筋普遍存在疲劳强度降低问题,裂纹最先从镀层开始逐渐延续到钢筋中,因此行业要求镀锌钢筋的锚固长度也必须增加25%。
8.中国专利201310150992.1公开了一种锌、环氧双涂层钢筋,提出一种锌、环氧双涂层钢筋及其加工方法,钢筋表面热喷涂锌层,锌层上静电喷涂环氧涂层,双涂层结构克服了涂层损坏和漏涂微孔所引起的不良问题,但与锌铝镀层+环氧涂层复合涂层钢筋、环氧涂层钢筋等一样,且涂层厚度也设计过大(环氧涂层厚度150~350μm,锌、环氧双涂层总厚度200~450μm),都存在与混凝土相对粘接强度大幅降低导致锚固端长度增加25%的问题,问题
①
、
③
没有有效解决。
9.cn201120313853.2公开了一种带有防护涂层的钢筋,钢筋外部设置有环氧树脂粉末涂层的耐腐蚀涂层内层,厚度0.15-0.50mm;在耐腐蚀涂层内层外部还涂覆有聚氨酯涂层、丙烯酸涂层、聚氟碳涂层、改型环氧涂层形成的耐腐蚀涂层外层,厚度0.1-0.5mm,抗腐蚀抗疲劳;外层耐腐蚀材料表面均匀嵌着一层砂粒,增大了与混凝土或水泥浆的摩擦阻力,保证耐腐蚀涂层填充型钢筋与混凝土或水泥浆可靠地粘结在一起,关键问题
②
没有有效解
决。
10.cn201310150992.1公开一种锌、环氧双涂层钢筋,热喷涂底层 (201)锌层与静电喷涂环氧涂层;锌层厚度50~100μm,环氧涂层厚度150~350μm,该双涂层结构设计有效解决了问题
②
,但
①
、
③
问题依然存在,而且现有研究表明喷涂底层(201)锌层与静电喷涂环氧涂层施工难度较大,底层(201)与面层(202)之间结合力难以保证。
11.cn201922002801.2公开了一种热喷涂稀土合金复合涂层钢筋,钢筋基体上涂有热喷涂稀土合金复合涂层结构,依次为热喷涂稀土合金覆层、封闭涂层以及面漆涂层,热喷涂稀土合金覆层厚度120μm~ 200μm,结构设计有效解决了问题
①
、
②
、
③
,但整体设计涂层体系复杂,生产制作工艺技术含量高,涂层质量控制难度大,产品成本较高也影响其应用推广。
12.现有技术不仅没有有效解决所述
①
、
②
、
③
等技术问题,且与环氧涂层钢筋技术相比还普遍存在成本高、资源浪费大甚至是工艺环保不足等问题。
技术实现要素:
13.(一)解决的技术问题
14.针对现有技术的不足,本实用新型提供了一种锌基涂层结构钢筋。
15.(二)技术方案
16.为实现以上目的,本实用新型通过以下技术方案予以实现:一种锌基涂层结构钢筋,包括锌基涂层结构由钢筋钢铁基体表面向上依次为:钢筋钢铁基体、锌基涂层,上述钢铁基体为钢筋表面净化处理后基体,其中钢筋钢铁基体表面清洁度为sa3级、粗糙度rz为30~80 μm。
17.优选地,所述锌基涂层为富含锌粉的环氧粉末涂料的单涂层结构,锌基涂层厚度为50~90μm。
18.优选地,所述锌基涂层为复合涂层结构,在所述锌基涂层设置有底层,所述底层表面上还设置有面层,其中面层为户外用砂皱型粉末涂料涂层,面层厚度为50~90μm。
19.优选地,所述锌基涂层为复合涂层结构时,所述面层为粗砂皱产品,表面粗糙度为rz≥20μm。
20.优选地,所述锌基涂层为复合涂层结构时,所述锌基涂层结构总厚度不超过150μm,锌基涂层表面粗糙度为rz≥20μm。
21.上述富含锌粉的环氧粉末涂料、户外用砂皱型粉末涂料均为现有技术的粉末涂料产品,现有技术已表明富含锌粉的环氧粉末涂料比一般环氧涂料具有更好的耐久性。
22.(三)有益效果
23.利用富含锌粉环氧粉末涂料制成锌基涂层结构,厚度薄而高效,防腐可靠而本结构钢筋与混凝土的相对粘接强度达到96%以上,几乎没有下降,不仅解决了现有环氧涂层钢筋仅靠环氧涂层屏蔽及其大厚度发挥防腐保护作用的缺陷,还解决其涂层光洁与过厚造成与混凝土粘接强度大幅下降的技术问题。本实用新型采用复合涂层结构进一步提高锌基涂层结构钢筋的耐久性,以满足更久设计寿命(如120a) 或严苛腐蚀环境下(如海洋环境)钢筋混凝土工程的设计使用要求,为保证复合涂层厚度增加后锌基涂层钢筋与混凝土相对粘接强度,复合涂层面层设计使用户外砂皱型粉末涂料涂层结构,其粗糙度rz≥ 20μm,经
测试复合涂层的锌基涂层结构钢筋与混凝土相对粘接强度大于96%。
24.本实用新型锌基涂层结构强化对钢筋钢铁基体表面净化处理设计要求,表面清洁度为sa3级、粗糙度rz为30~80μm,保证锌基涂层与钢筋表面可靠结合,保证锌基涂层具有良好物理机械性能的同时(如抗冲击、抗弯性),可靠发挥其阴极保护作用。
25.本实用新型锌基涂层结构采用现有粉末涂料技术,工艺清洁环保,产品易于实现工业化规模生产;锌基涂层结构单层涂层厚度薄而高效,复合涂层厚度设计有限,不仅提高耐久性还利用砂皱型表面结构保证其与混凝土相对粘接强度不下降,整个设计简洁高效,产品生产制造易于实现且成本可控,形成良好的技术效果。
附图说明
26.图1为本实用新型锌基涂层结构钢筋示意图一;
27.图2为本实用新型锌基涂层结构钢筋示意图二。
28.图中:1、钢筋钢铁基体,2、锌基涂层,201、底层,202、面层。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
30.实施例1
31.如图1所示,一种锌基涂层结构钢筋,钢筋钢铁基体1表面清洁度sa3级、粗糙度rz30~60μm;钢筋钢铁基体1上为锌基涂层2,锌基涂层2为单涂层,厚度70~90μm。
32.实施例2
33.如图1所示,一种锌基涂层结构钢筋,钢筋钢铁基体1表面清洁度sa3级、粗糙度rz40~80μm;钢筋钢铁基体1上为锌基涂层2,锌基涂层2为复合涂层,总厚度100-140μm,其中底层201为富含锌粉的环氧粉末涂料涂层,厚度50~60μm;面层202为户外用砂皱型粉末涂料涂层,厚度50~80μm。
34.实施例3
35.如图2所示,一种锌基涂层结构钢筋,钢筋钢铁基体1表面清洁度sa3级、粗糙度rz40~80μm;钢筋钢铁基体1上为锌基涂层2,锌基涂层2为复合涂层,总厚度100-140μm,其中底层201为富含锌粉的环氧粉末涂料涂层,厚度50~60μm;面层202为户外用砂皱型粉末涂料涂层,厚度50~80μm,面层表面粗糙度为rz20~30μm。
36.实施例4
37.参照实施例2、3的制备方法,利用现有环氧涂层钢筋生产线及两种以上粉末涂料复合涂层涂装工艺,先采用轴承钢砂对钢筋表面进行机械喷射清洁处理,钢筋钢铁基体1表面清洁度达到sa3级、粗糙度达到rz40~80μm;然后将净化后钢筋钢铁基体1采用中频加热到 160℃-180℃,喷涂环氧富锌重防腐粉末涂料,厚度50~60μm;边保温边喷涂户外用砂皱型粉末涂料,厚度50~80μm;中频加热到 160℃-200℃,保温10min-15min,然后将锌基涂层结构钢筋空冷至室温即可。
38.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
39.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。