城市高架桥是城市交通核心基础设施,长期暴露在户外复杂环境中:昼夜温差大、紫外线强、雨水冲刷、冰雪融盐腐蚀、汽车尾气、粉尘污染,同时还要承受车辆振动带来的涂层疲劳开裂。普通涂料很容易出现褪色、粉化、起皮、锈蚀及混凝土碳化剥落。
城市高架桥大多是钢筋混凝土结构,一旦防护失效,钢筋锈蚀膨胀,会造成结构损伤,缩短使用寿命,维修封闭又会造成城市交通拥堵。因此专用高架桥防护涂料成为桥梁耐久性、城市景观的重要研究方向。
主要研究方向
- 防腐防护:阻止水、氯离子、二氧化碳渗入内部,抑制钢筋锈蚀,延缓混凝土碳化,防止冻融破坏。
- 耐候耐老化:长期日晒雨淋,要求抗紫外线、减少粉化、褪色、开裂,延长重涂周期,降低维护频次。
- 自清洁:表面低表面能,雨水冲刷带走灰尘和尾气污垢,减少人工清洗,保持外观整洁。
- 抗裂柔性:适配桥梁振动、微小形变,涂层不容易随桥体微变形而开裂脱落。
- 降温反射:反射太阳辐射,降低桥体表面温度,缓解城市热岛效应,减少高温对混凝土的热应力破坏。
城市高架桥涂料配方
- 水:11.8%
- Mergal K9N:0.15%
- Headcel H30ME:0.05%
- Troykyd D704:0.25%
- Opuchem MP95:0.15%
- Troysperse ZWD8:0.50%
- Opuchem P300:0.15%
- 钛白粉:30.0%
- Calcigloss-IP:7.00%
- Acronal EDGE 7685:45.0%
- 醇酯-12:2.25%
- 乙二醇:1.00%
- Nuosept BM22AF:0.20%
- Troysan S89:0.50%
- Opuchem U508:1.00%
上述材料依序加入,充分分散均匀,并控制细度≤50μm。
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上海市城市高架桥涂料标准和配方详解
城市高架桥涂料标准
依据上海市化学建材行业协会发布的T/SHHJ000034-2021《城市高架道路(桥)用合成树脂乳液外用涂料》的定义:城市高架道路(桥)用合成树脂乳液外用涂料是以合成树脂乳液为基料,与颜料、体质颜料及各种助剂配制而成的外用涂料。施涂后 能形成表面平整的薄质涂层,与腻子和底漆形成涂装体系。应用于混凝土基材表面,对高架道路(桥) 表面起到装饰和防护的作用。
测试方法如下所示:
- 容器中状态:按 GB/T 9755-2014 中 5.4 的规定进行。
- 施工性:按 GB/T 9755-2014 中 5.5 的规定进行。
- 低温稳定性:按GB/T 9268-2008中A法进行3次循环的试验。
- 干燥时间(表干):按GB/T 1728-2020中表干乙法的规定进行。
- 涂膜外观:GB/T 9755-2014中5.7的规定进行。
- 不挥发物含量:按GB/T 1725的规定进行,烘烤温度为(105±2)℃,烘烤时间为60min,称样量为(1±0.1)g。
- 光泽(60°):按GB/T 9754的规定进行。
- 对比率:按GB/T 23981.1-2019中6的规定进行。仲裁采用反射率法(方法A)。
- 耐碱性:按GB/T 9265的规定进行,如三块试板中有两块未出现起泡、掉粉、明显变色等涂膜病态现象,可 评定为“无异常”,如出现以上病态现象,按GB/T 1766进行描述。
- 耐水性:按GB/T 1733-1993中甲法规定进行。试板投试前除封边外,还需封背。将三块试板浸入GB/T 6682 规定的三级水中,如三块试板中有二块未出现起泡、掉粉、明显变色等涂膜病态现象可评定为“无异常”。 如出现以上涂膜病态现象,按GB/T 1766进行描述。
- 透水性:面漆透水性 按GB/T 9755-2014中附录B的规定进行。
- 耐沾污性:按GB/T 9780-2013中第5章涂刷法B法的规定进行。对于部分外墙面漆样品,在测试耐沾污性时,经 有关方商定,允许试板在养护7d后再进行4h紫外光照射后测试。(紫外光照射按GB/T 16422.3的规定进 行,暴露方式1,光源采用UV-A340型灯管)。
- 耐洗刷性:按GB/T 9755-2014中附录C的规定进行。
- 涂层耐温变性:按JG/T 25的规定进行,做3次循环[(23±2)℃水中浸泡18h,(-20±2)℃冷冻3h,(50±2)℃热 烘3h为一次循环]。三块试板中至少应有二块未出现粉化、开裂、起泡、剥落、明显变色等涂膜病态现 象,可评定为“无异常”。如出现以上涂膜病态现象,按GB/T 1766进行描述。
- 耐人工气候老化性:按GB/T 1865-2009中循环A的规定进行。结果的评定按GB/T 1766进行。
检测结果如下所示:
- 容器中状态:无硬块,搅拌后呈均匀状态;通过
- 施工性:刷涂无障碍;通过
- 低温稳定性:不变质;通过
- 干燥时间(表干):≤2h;2h(实测值)
- 涂膜外观:正常;通过
- 不挥发物含量:≥60%;62%(实测值)
- 光泽(60°):≥60;75.0(实测值)
- 对比率(白色或浅色):≥0.95;0.953(实测值)
- 耐碱性(150h):无异常;通过
- 耐水性(150h):无异常;通过
- 透水性:≤0.5mL;0.3mL(实测值)
- 耐沾污性(白色或浅色):≤10%;7%(实测值)
- 耐洗刷性(10000次):漆膜未损坏;通过
- 涂层耐温变性(3次循环):无异常;通过
- 耐人工气候老化性:1000h不起泡、不剥落、无裂纹,粉化≤2级,变色≤2级;1000h不起泡、不剥落、无裂纹,粉化0级,变色1级(实测值)
结语
城市高架桥涂料不只是简单的刷油漆,是集防腐防护、耐候耐久、功能环保、景观美学一体的特种材料。一方面守护桥梁结构安全,延长基础设施寿命、降低运维成本;另一方面美化城市,减少对城市交通与环境的干扰,是现代化城市建设中不可忽视的一环。
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