針對在濕熱海洋環境下長期服役的鐵路混凝土，設計了表面氟碳涂層成套體系，明確了涂層體系應用技術要求，在此基礎上規范了施工措施并完善了質量評價體系，實現了涂層防護成套技術在相應工況下的成功應用。效益分析表明，涂層技術的應用降低了鐵路混凝土的全壽命期維修費用，兼具環保和社會效益。

關鍵詞 材料工程;鐵路混凝土；氟碳涂層；應用技術；海洋環境；耐久性

隨著我國對海洋開發規模的不斷擴大，各類碼頭、跨海大橋、人工島等海洋工程基礎設施的建設數量正在逐漸增加。鋼筋混凝土由于具有易澆注、耐沖擊、耐磨等優良性能以及較低的工程造價，成為進行此類設施建設的可以選擇形式。但鋼筋混凝土在海洋環境下服役時面臨著較嚴重的鋼筋銹蝕等腐蝕問題，易導致結構開裂、失效，縮短結構使用壽命[1]。為保證安全服役，必須對已發生腐蝕的結構進行修復，但技術難度與所需資金均十分巨大。因此，人們對處于嚴重腐蝕環境下的鋼筋混凝土越來越多地采取事前防護措施以提升其耐久性，從而降低全壽命周期的成本[2-3]。

海南省處于典型的高溫、高濕、強腐蝕等多腐蝕因素耦合作用的海洋環境下，其區域內鋼筋混凝土的腐蝕問題更為突出，對效果顯著、實施簡便、作用持久的混凝土耐久性提升技術措施的需求更加迫切。在諸多技術措施中，混凝土表面涂層技術較為簡單有效，不僅可以應用到新建結構上，還可以應用于已有結構的修復[4-8]。本文主要介紹成功應用于新建海南西環鐵路提升混凝土耐久性的表面氟碳防腐蝕涂層技術。

1 工程概況
新建海南西環鐵路始于既有西環鐵路海口站，終于三亞站，線路走向沿海南西部沿海地段，正線全長345 km，設計時速200 km，為I級雙線鐵路。在西環鐵路中段，位于海南省儋州市與昌江縣境內的珠碧江雙線特大橋全長 3 991 m，橋位與北部灣入海口不足5 km。由于海水倒灌影響，環境腐蝕作用異常嚴重，其中，氯鹽環境的作用等級為L3，化學侵蝕環境的作用等級為H4，鹽晶結晶破壞環境的作用等級為Y4，并存在大于Y4等級的高硫酸鹽含量的極端嚴重腐蝕環境，必須對相應環境下的混凝土結構進行防腐蝕強化處理，提升混凝土耐久性。



彩鋼板的基板為冷軋基板，熱鍍鋅基板和電鍍鋅基板。涂層種類可分為聚酯、硅改性聚酯、偏聚二氟乙烯和塑料溶膠。彩鋼板的表面狀態可分為涂層板、壓花板和印花板，彩鋼板廣泛用于建筑家電和交通運輸等行業，對于建筑業主要用于鋼結構廠房、機場、庫房和冷凍等工業及商業建筑的屋頂墻面和門等，民用建筑采用彩鋼板的較少。

2.2 背板應用創新

一直以來，太陽能背板材料主流是以PET為基膜的多層高分子材料，PET 基膜作為應用較廣的絕緣材料，以其優異的性價比在背板材料中作為骨架支撐，發揮了重要的絕緣和阻隔作用。 PET 材料作為背面骨架由來已久，經歷大量的研究改進和戶外驗證后，已經形成了太陽背板專用基膜 PET 材料。當然，研究者同時也提出了很多替代性材料，如業內 CSI、Trina 等接到反饋，某國外背板企業提出并實施用尼龍（PA）材料作為背板主體，但經過戶外實踐發現其具有開裂、發霉、組件發電可靠性等一系列外觀和性能問題，這一過渡創新也讓行業企業付出了巨大的代價，同時該背板企業及采用類似技術的企業也隨之走入了窘境。 當然，創新和顛覆在太陽能光伏領域一直上演，很多創新都帶來積極的價值，特別是改良型創新。隨著電池效率的不斷提升和光伏應用領域的不斷拓展，光伏組件封裝方式需根據電池的設計和光伏應用領域的需求進行創新，隨之而來的各類功能型背板、IBC 背板、雙面發電背板等創新背板產品大量涌現，如使用玻璃作為背板和高分子柔性涂氟透明背板的雙面透光組件在建筑幕墻、農業大棚等領域得以應用。在以玻璃為背板的非透光雙玻組件中，創新地應用了白色 EVA 等封裝材料。以玻璃背板 白色EVA 組合替代高分子柔性白色背板，其白色 EVA 的耐候性和材料自身與組合的可靠性還需大量驗證，同時因其組合材料成本低，也給傳統封裝方式的材料帶來了巨大的挑戰。因而，氟碳涂料涂氟型背板在與傳統復合型背板競爭的同時，需不斷提高自身功能性，以應對創新型背板材料的競爭。


寶鋼股份公司對用戶承諾如下,我公司彩涂機組生產的面漆涂料為氟碳(聚偏氟乙烯的彩涂板卷自出廠后20年內,在正常儲運和使用條件下涂層變化不超過如下范圍涂層表面不起皮、開裂及龜裂2.色差(涂層顏色變化)△E-5個色差單位( Hunter?制),試驗及評定辦法按ASTM D2244-1993執行。
粉化率不超過8級,試驗及評定辦法按 ASTM D4214-1998執行。
特別說明
正常儲運和使用條件的含義如下:
1.在通常的氣候條件。
2.作為屋面的涂層板坡度不小于10度。
涂層表面不能有損傷或被修補過。
4.使用環境距離重工業區和海岸線1000米以外
涂層表面不能長時間有腐蝕性異物存在。
6.較終建筑物位于中國境內。
特別提示:
為保證利益方的權益,建議用戶在現場板取A4紙大小的樣板進行封存,并經寶鋼股份公司和用戶雙方簽字確認,由用戶保存于室內以此作為標準板。
其它:
如出現保證內容及保證條件以外的情況,寶鋼股份公司與用戶友好協商解決。

一、氟碳彩鋼板的定義：
氟碳彩鋼板是使用PVDF氟碳樹酯的氟碳涂料涂裝在金屬板上，再經高溫烘烤做成的金屬烤漆涂
二、氟碳彩鋼板的特點
1.具有超常的穩定性，在酸堿及污染嚴重的環境中能保持各項性能的穩定。
2.卓越的耐久性，氟碳彩鋼板在室外20年仍能保持良好的顏色喝。
3.優異的加工性能，涂裝后的彩板具有高柔韌性，耐沖擊性，還可進行后壓花處理。
三、氟碳涂料的歷史
1.氟碳涂料早開發于1961年，1965年正式進入市場，早期主要用于核電站等重大工程，后來
擴展到高級商業建筑和公共建筑。近年來使用越來越廣。
2.目前，美國占60%的使用量，歐洲占10%，亞洲占30%（主要集中在日本和南韓），近年來，國內市場也逐步認識
到其優異性能，也越來越廣泛地采用該產品。
四、氟碳彩涂板的用途
氟碳彩板主要用于室內外需要長久保護并始終維持原有顏色的建筑物，特別是高級建筑或者惡劣環境下的建筑物。如公共設施，機場，商業或辦公大廈，超級市場，工業廠房，機庫和糧庫等等。
五、氟碳涂料的生產
為保證涂料廠生產出合格的氟碳涂料，PVDF氟碳樹酯供應商只給那些能夠保證生產出優異氟碳涂料產品的涂料商發放購買許可證從而保證PVDF氟碳涂層的崇高質量和聲譽，如在美國只有麗利公司等5家涂料商具有Kynar500氟碳樹酯的許可證。同樣，涂層廠必須達到涂料商的技術要求，才能得到涂料供應商的使用許可證書，從而購買氟碳涂料。樹酯和涂料的許可證制度，在幾十年的時間內保證了氟碳涂層的質量，確保了終用戶的根本利益。
六、氟碳涂料只要指標涂料中氟碳樹酯含量：≥70%
比重：1.20±0.1kg/公斤
涂布量：330㎡/公斤（以干膜1um計）
固含量：42±2%（重量），38±2%（體積）
包裝粘度：100~120秒
PMT:249~254℃
耐鹽霧試驗：>1000小時
MEK：>150次
T彎：0~1T
反向沖擊：>9J
度：（60°）：15~40%
鉛筆硬度：>F
七、氟碳涂料涂裝條件
1.涂裝前避免基板的污染和化涂膜的損傷
2.嚴格控制涂裝室的清潔度
3.保持上機粘度的穩定
4.配套底漆可使用聚氨酯底漆和環氧底漆
5.可采用兩輥的方式涂裝
6.涂裝時需經常檢查和更換過濾裝置
7.PMT（板溫）：>249℃
8.固化時間：>23秒
9.烘烤后可采用風冷或水冷方式冷卻
八、涂裝氟碳涂料，氟碳彩涂板的注意事項
料盤回流導管需選用耐溶劑管，防止管道溶解，破裂。涂層機的料盤擋板需要根據料盤氣泡情況作適當調整。注意面，背漆板溫的同步。經常檢測冷卻水的水質，防止涂層的污染。氟碳涂層較軟，注意卷取張力的調整。氟碳涂料價格昂貴，避免各環節的浪費。
九、施工安全氟碳涂料中含有偏二氟乙烯，長期接觸對人體有一定的損害，在涂裝應注意：進入涂裝室必須戴好防護用品。避免用手直接接觸氟碳涂料。皮膚上不小心粘上氟碳涂料，應先勇干凈抹布擦凈，再用酒精清洗，嚴重者需及時上。
鍍鋁鋅彩涂板是彩涂建筑板中的高端產品，外觀靚麗、用途廣泛。但鍍鋁鋅彩涂板生產中，除了具有高強的防腐性能之外，當然也有一定的缺陷，但是都是可以通過彩涂板機組或是工藝改變的，其表面易產生爆孔、氣泡等缺陷，嚴重影響了彩涂線的連續生產和鍍鋁鋅彩涂板的表面質量，造成成材率低下，需要分析。
原因分析：
1、鍍層化學特性差異
由于鋅鋁合金鍍層結晶時間長、枝晶發達，三叉結晶處屬于后凝固區域，容易形成疏松和孔洞。疏松和孔洞形成的凹陷缺陷的存在也導致空氣滯留。在涂料涂裝固化過程中，空氣體積膨脹，穿過透氣性好的底漆，使面漆破損，造成爆孔缺陷。
2、鍍層熱物性差異
鍍鋁鋅合金鍍層的熱輻射系數為0.86,較鍍鋅層的0.45高出很多，以鍍鋁鋅板作為基板時，鍍鋁鋅層使其表面的涂層快速升溫、快速固化，造成涂料中的有機溶劑不能以合理的速度及時散發，從而造成爆孔、氣泡缺陷，在底漆較厚時更易出現爆孔缺陷。
3、缺陷的影響
鍍鋁鋅彩涂基板生產時，校正輥振動、液面波動產生使其橫向周期分布的色差，是造成爆孔缺陷產生的原因。鍍鋅鋁表面鋅花不均，所形成的晶界間存有凹陷，凹陷內有殘留空氣，在面漆固化過程中空氣沖破漆膜發生爆孔。
因此，控制措施為：
1、提高鍍層均勻性
應按標準鋅花樣板，檢查鋅花大型，同時及時調整。提高三輥六臂裝配質量，優化校正輥材質和尺寸，減少校正輥振動和鋅鍋液面波動幅度；保證鍍鋁鋅彩涂基板表面質量達到FB以上。
2、改進表層粗糙度

為避免彩涂生產時出現爆孔缺陷，鍍鋁鋅生產線生產彩涂基板時使用大粗糙度工作輥，軋輥粗糙度控制在4.0±0.3μm，進而改善基板粗糙度。

3、優化彩涂固化工藝

針對鍍鋁鋅合金基板和涂料的特性，改進涂裝固化曲線，調整機組工藝速度，使涂料在固化中保證合金層孔洞中的氣孔和涂料中稀釋劑充分逸出，有效控制溶劑揮發速度，防止溶劑沸騰蒸發。將直線式固化溫度曲線修改成階梯式固化溫度曲線，保證涂料的PMT，降低機組工藝速度15%，面漆的固化時間，保證涂裝工藝溫度穩定，適當降低涂裝粘度，改善鍍鋁鋅彩涂板的質量。




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與塑鋼區別
它與塑鋼區別在于材料的構成不同，吸鐵石可以吸動。
嚴格意義上講，塑鋼與彩鋼在金屬特性及表面處理上并不能很好的區分，因為大同小異；所以市場的區分主要在型材結構方面。

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