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彩鋼板,是指彩涂鋼板,彩涂鋼板是一種帶有有機涂層的鋼板。彩鋼板分為單板、彩鋼復合板、樓承板等。廣泛使用于大型公共建筑、公共廠房、活動板房、及集成房屋的墻面和屋面。
高分子柔性背板特指一類以高分子材料為主體經過多層復合、涂覆、共擠等工藝成卷制成的背板,第1代高分子柔性背板以 TPT、KPK、TPE(一面干式復合PVF材料,另一面復合 PE 等烯烴類或改性的熱塑性)、KPE(一面干式復合PVDF,另一面復合PE等烯烴類或改性的熱塑性材料)含氟復合型背板為代表;因PE 等烯烴類或改性的熱塑性材料僅是從粘結性、低成本考量的短期環境應用材料,故目前主流過渡到一面涂覆一面復合、雙面涂覆的雙面含氟背板,代表結構類型有 XFB和 FFC,即往第2代背板方向發展,XFB 結構背板所用氟膜主要為PVF和PVDF膜,PVDF 膜隨著國內制膜技術的發展,未來2~3年有大規模取代的趨勢;PET 結構背板因其經濟性,逐步從一代技術的多層復合PET過渡為 AB(A和B 2種或以上改性PET類材料共擠、共混等工藝)結構共擠PET技術,消除了復合PET的2個剛性界面粘結容易失效的短板,提升了 PET 結構背板的耐濕熱 UV 循環的綜合性能,可以在溫和環境的分布式電站中應用,同時降低了成本。 當前高分子柔性背板的四大主流結構 XFB、FFC、XPE、PET 的技術路線如圖 4 所示。
優點:
一是規格多樣化,且色澤鮮艷,無需表面裝飾;
二是安裝靈活方便,不僅能夠減少建筑物的基礎工程和結構工程費用,且能多次拆裝,綜合效益十分顯著;
三是防火性好,彩鋼板芯材為B1級難燃材料,其氧指數≥26,燃燒時不會熔融,且無黑煙,無高溫分解滴落物;
四是使用溫度范圍廣,彩鋼板芯材使用溫度在-70℃~120℃,瞬間達200℃,在低溫甚至超低溫環境中使用時,收縮小,不脆化,是深冷(冷庫)工程理想的絕熱材料;
五是導熱系數低(λ=0.041w/mk),隔熱保溫性能好;
六是無無味,彩鋼板芯材不用氟利昂發泡劑,燃燒時無無味,溢出的氣體對人體與環境均無害,符合環保要求;
七是防水防濕,彩鋼板芯材屬于有機高分子發泡材料,其結構屬閉孔型,具有良好的抗吸水性和抗水蒸氣滲透性;
八是自重輕。
混凝土基體表面狀態直接影響涂層與基面的附著力,進而影響涂層的防護效果和壽命。涂裝前應盡可能保證混凝土外表面處于面干狀態(表面含水量不宜大于6%),目測混凝土表面應無潮濕痕跡,手觸時無潮濕感。混凝土養護齡期不少于28 d。
混凝土基體應保持清潔,必須對混凝土進行良好的基面處理。基面處理宜使用打磨機或噴砂工藝進行清潔,徹底去除混凝土表面殘留的養護劑、水泥漿、尖角、碎屑、苔蘚、油污等污染物及其他松散附著物。打磨完成后,可以用高壓清潔淡水(壓力不小于20 MPa)對混凝土表面進行清洗,清洗后應自然干燥72 h。
當混凝土基體有蜂窩、露石以及大于0.2 mm的裂縫時,應對基體進行修補,噴涂修補后混凝土基體的養護齡期不得少于14 d。
3.2 涂裝環境要求
噴涂時混凝土基體的表面溫度應在4~40 ℃,并高于露點溫度至少3 ℃,環境的相對濕度不宜超過85%,現場不允許有明火,且保持通風條件。環境溫度低于5 ℃或高于40 ℃,風力大于4級或有降雨時,不得施工。
3.3 涂裝過程要求
涂裝可采用刷涂、輥涂或噴涂方式進行作業。涂裝過程應滿足以下要求:
1)涂料使用時應嚴格按照產品說明的組分數和配合比進行混合。必要時可使用稀釋劑對涂料進行稀釋,稀釋劑添加比例不得超過原涂料質量的5%。
2)底涂涂裝時應使混凝土表面達到飽和滲透狀態,即混凝土表面應能明顯觀察到底涂材料殘留的液膜。
3)涂裝時應控制涂料用量,盡量避免流掛現象出現。
4)各涂層間的涂裝間隔時間不得超過48 h。
5)噴涂的空氣應干凈,無油無水,空氣壓力控制在0.4~0.6 MPa。
6)涂裝過程中注意成品保護,下道工序施工時要確保對上道工序的成品無損壞和污染。
7)各個涂層要涂裝到位,不得漏涂。
3.4 養護
為避免涂裝效果受到影響,混凝土結構表面涂裝完畢后6 h內不得直接與水接觸。
4 質量評價
當施工結束后,應對涂層的厚度和附著力進行測定[10],以衡量涂層的施工質量。具體如下:
1)涂裝完成后7 d,應進行涂層干膜厚度測定。涂層體系總干膜平均厚度應≥210 μm,總干膜較小厚度應≥189 μm。當不符合上述要求時,應根據情況進行局部或全面補涂,直至達到要求的厚度。涂層厚度檢測應符合“90-10”原則,即允許有10%的讀數低于規定值,但每一單獨讀數不得低于規定值的90%。
2)涂裝完成后7 d,應使用膠帶法進行涂層附著力檢測。在確保涂層表面清潔的情況下,在涂層表面做2道切口,每道約40 mm長,2道切口以較小的30°~45°角在其中心附近相交。做切口時,使用直尺并均勻透過涂層一直用力切到底材上。按均勻速度撕下一段黏結強度為(10±1)N/25 mm的膠粘帶,除去較前面一段,前后剪下約75 mm的膠粘帶。把該膠粘帶的中心點放在切口的交點上,并沿著較小的角向同一方向延伸。用手指將切口區域內的膠粘帶弄平。透明膠粘帶下的顏色可以用來表示膠粘帶與涂層是否已完全粘牢。在貼上膠粘帶5 min內,拿住膠粘帶懸空的一端,并將其翻轉到盡可能接近180°的位置上,迅速地將膠粘帶撕下。檢查切口區域的涂層與混凝土基底或與前一道涂層分離的情況,分離程度在任一邊上≤1.6 mm為合格。
5 效益分析
5.1 經濟效益
采用本技術時建造成本會有所提高,但相比于涂層材料的費用而言,結構自身受到腐蝕而造成的維修和更新費用更為巨大。在嚴重腐蝕環境下,未經防腐蝕處理的鋼筋混凝土結構有效服役時間遠低于經防腐蝕處理后的鋼筋混凝土結構。部分未經防腐蝕處理的結構物在服役3~4年后就會出現嚴重的破壞情況,必須進行維修處理。而經防腐蝕處理后的鋼筋混凝土結構一般是可以持續服役的。所以,隨著結構物服役時間的延長,采用本技術的經濟優勢會愈加明顯。對處于嚴重腐蝕環境下的混凝土結構而言,從全壽命期的角度來考慮經濟效益,采用強化措施的結構物在全壽命期內總費用比普通工程要低得多。
5.2 環保和節能效益
一方面,本技術中使用的材料本身為環保性材料,另一方面,由于采用防護處理而減少了對混凝土本體進行的維修作業,這大幅減少了維修施工對環境的影響和污染,并節約了能源。
5.3 社會效益
采用防護處理,一方面提高了結構物的美觀性,另一方面也減少了后續維修作業的影響,社會效益明顯。
6 結語
相較于后期修復而言,混凝土表面氟碳涂層技術在安全、經濟、環保、節能和社會效益方面均具有優勢,已成功應用于高溫高濕強腐蝕海洋環境下的混凝土表面防護工程中,實際防護效果良好。該技術大幅提升了鋼筋混凝土結構的耐久性,為其長期安全服役提供了保證。
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。
2 氟碳涂層體系的應用
2.1 體系設計
為提升混凝土結構的耐久性,防腐蝕涂層體系需要與混凝土基面具有良好的適應性,并維持較長的使用壽命。涂層體系一般由底漆+面漆或底漆+中間漆+面漆組成,各涂層分別承擔相應功能并產生協同作用,達到有效避免外來腐蝕介質破壞,從而保護混凝土結構的目的[9]。
珠碧江雙線特大橋混凝土結構的特殊性主要在于其結構表面處于周期性的干濕交替狀態,而且潮汐現象導致部分混凝土結構只有很短的時間位于水面之上。這要求涂層體系具備一些特殊性能,特別是要求封閉底漆能夠在潮濕的混凝土表面涂裝,即除了具備潮濕基面固化的能力外,還需要潮濕混凝土基面具有良好的潤濕性、滲透性、耐堿性和優異的附著力。此外,中間漆應具有良好的屏蔽性能,面漆應具有優異的耐候性,配套涂層之間還應具有良好的相容性,并具備良好的復涂性。整體而言,作為濕熱海洋環境下混凝土的表面防護體系,應具有良好的附著力,可防止水的滲透,耐常見化學制劑和生物附著,在寬廣的溫度范圍內具有良好柔韌性等。
經現場試驗對比與優選,確定了TK系列滲透性環氧封閉底漆、柔性環氧云鐵中間漆和高耐候氟碳面漆的配套體系。該配套體系具有以下技術特點:
1)涂層黏結性能佳。在涂料中采用了層間偶聯法,強化了涂層與基底之間以及各涂層之間的附著力,為整體涂層的長效防護提供了保障。
2)涂層耐久性好。在基礎成膜物方面,選用了目前防腐蝕涂料中耐候性較好的樹脂材料;在力學性能調控方面,采用了分子內增韌技術以提高涂層力學性能,避免了涂層在服役過程中的小分子增塑劑遷移問題,降低了涂層脆化風險。
2.2 技術要求
依據室內加速試驗及現場涂裝測試的結果,并綜合《混凝土橋梁結構表面涂層防腐技術條件》(JT/T 695—2007)等技術規范的相關要求,對應用的涂料及涂層性能指標做出以下規定(見表1)。
表1 混凝土表面氟碳涂料及相應涂層技術指標
彩鋼板活動房具有輕質、高強度、保溫隔熱、美觀耐用等優點,是建筑與裝潢融為一體的高級建筑安裝快捷。彩鋼板活動房施工清潔,廣泛用于大跨度廠房、倉庫、辦公樓、別墅、樓頂加層、空氣凈化房、冷庫、商店、售貨亭和臨時用房。輕彩鋼板夾芯板平方米重量低于14KG可以充分減少結構負荷,降低活動房結構造價。
氟碳彩鋼板
合理的選材不僅可以滿足使用要求,而且可以較大限度地降低成本。如果選材不當,其結果可能是材料性能超過了使用要求,造成不必要的浪費,也可能是達不到使用要求,造成降級或無法使用。因此,用戶應高度重視合理選材的重要性,必要時請與我們聯系。彩涂板的選擇主要指力學性能、基板類型(鍍層種類和鍍層重量、正面涂層性能和反面涂層性能的選擇。用途、環境腐蝕性、使用壽命、耐久性、加工方式和變形程度等是選材時應考慮的重要因素。
力學性能、基板類型和鍍層重量的選擇
力學性能主要依據用途、加工方式和變形程度等因素進行選擇。例如,建筑物的屋面板通常不承重,且加工時變形不復雜,通常選用TDC51D即可。對于變形程度比較大的零件,應選擇TDC52D、TDC53D這樣成形性好的材料。而對于有承重要求的構件,就應根據設計要求選擇合適的結構鋼,如TS280GD、TS350GD等。彩涂板常用的加工方式有剪切
背板的內層材料及工藝方式都有向氟碳涂料涂層膜方向發展的趨勢。CPC 結構的 FFC(雙面四氟型涂層材料)氟碳涂層背板近8年持續穩定供電約15GW,大量戶外實際電站運行驗證,電站運行正常,背板材料與初始比較幾乎沒有變化,克服了傳統復合型背板易產生層間粘結失效、黃變失效和粉化的問題,積累了大量的應用數據。 XFB 結構背板的 X(代表氟膜),當前主要以為主,對比產品與國產氟膜產品,主要的區別在于兩方面:一是氟膜生產商的生產設備先進、工藝配方成熟、原料控制手段完善;二是氟膜均有較長的生產歷史,戶外應用經歷和案例多。國產氟膜生產商如何克服當前的技術和裝備問題并且穩定持續是氟膜國產化進程中較大的難題。長期的戶外實踐經驗證明:若背板內、外層均為含氟型材料,則該類型背板具有更好的耐候性。背板材料耐候性優劣的主要區別還在于材料自身分子結構中是否含有C—F鍵(如圖 5 所示),氟原子的電負性是所有元素中較強的,C—F鍵的鍵長短,鍵能大(485.6kJ/mol),能抵抗太陽光中波長為 220~380nm的紫外光光子能量對其分子鍵的破壞,而小于220nm波長的紫外線光子本身在太陽光中含量較少,這些短波紫外線在照向地球過程中已基本完全被地球外圍臭氧層所吸收,能達到地球表面的太陽光幾乎對含氟聚合物沒有分解影響 。同時從圖 5 可以進一步看出,含氟聚合物分子結構中氟原子呈螺旋形緊密排列,氟原子很好地保護了內層非氟分子及其間相互作用鍵,從而使含氟材料具有優異的耐候性、耐熱性、耐高低溫性和耐化學穩定性等,這些是非氟材料不具有的優勢,因而含氟型背板仍是現階段及今后很長一段時間應用的主流。涂層技術在太陽能背板材料中的應用發展,突破了傳統復合工藝的限制,讓背板差異化和功能化的設想得以輕松實現,打開了背板以涂覆技術和材料功能選型決定來區分其功能結構的窗口,同時也打開了氟碳涂料在太陽能電站在其他材料防護領域應用(如支架、接線盒、控制設施)的窗口。-/gjdfhe/-
