前言
樹脂混凝土是聚合物混凝土中最重要的種類,而呋喃樹脂混凝土又是樹脂混凝土中在國內(nèi)應(yīng)用最早、最廣泛的品種,它目前主要應(yīng)用于防腐蝕領(lǐng)域,國內(nèi)對它的技術(shù)發(fā)展一直沒有停止。從1986年原冶金部建研院徐蘭洲先生開始,到現(xiàn)在黃石匯波防腐技術(shù)有限公司和武漢理工大學(xué)合作研究,呋喃樹脂混凝土在產(chǎn)品技術(shù)和工程應(yīng)用上取得了很大的發(fā)展。人力資源和社會保障部在2009年新修訂的《國家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn):防腐蝕工》新增了耐蝕混凝土工這一工種,進(jìn)一步規(guī)范了耐蝕混凝土的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求,為呋喃混凝土的進(jìn)一步推廣創(chuàng)造了更好的條件。
一、呋喃樹脂混凝土組成
呋喃樹脂混凝土是一個商品化的產(chǎn)品,由糠醇糠醛型呋喃樹脂液、混凝土粉和耐酸石子組成。其中混凝土粉經(jīng)工廠化生產(chǎn),混有固化劑和助劑,石子一般采用符合級配要求的石英石。隨著應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,材料性能不斷改善提高,主要是對呋喃樹脂液和混凝土粉進(jìn)行改性。
參考配合比
制成品 |
呋喃樹脂液 |
玻璃鋼粉 |
混凝土粉 |
膠泥粉 |
石英石 |
混凝土(1m3) |
260 |
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1000 |
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1140 |
稀膠泥 |
100 |
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150~200 |
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玻璃鋼膠料 |
100 |
30~50 |
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二、呋喃樹脂混凝土的性能研究
樹脂混凝土不同于水泥混凝土,可以根據(jù)設(shè)計要求配制不同強(qiáng)度標(biāo)號的配方,它是在材料相同的情況下,性能指標(biāo)只有一個。如果要改變強(qiáng)度指標(biāo),就只有改變材料組成或改性材料。
作為防腐蝕材料,它在耐酸、耐堿、耐溫方面具有優(yōu)良的性能,而且它的綜合性能遠(yuǎn)大于水泥混凝土。在呋喃混凝土問世之初,技術(shù)指標(biāo)確定如下:
項目 |
糠醇糠醛型呋喃樹脂混凝土 |
容重(kg/m3) |
≈2400 |
抗壓強(qiáng)度(MPa)不小于 |
≥50 |
抗拉強(qiáng)度(MPa) 不小于 |
≥5.0 |
與玻璃鋼筋握裹力(MPa):不小于 |
≥6 |
彈性模量(MPa) |
1.6×104 |
收縮率(%) |
0.06 |
抗?jié)B性(MPa) 不小于 |
≥2.0 |
其它:
三、呋喃樹脂混凝土應(yīng)用技術(shù)
呋喃混凝土已列入國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GB50046-2008、《建筑防腐蝕構(gòu)造圖集》08J333、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《呋喃樹脂防腐蝕工程技術(shù)規(guī)程》CECS 01:2004,供設(shè)計單位和業(yè)主單位設(shè)計參考。用途主要有以下幾個方面:
1.整體防腐蝕面層及構(gòu)筑物(介紹包括設(shè)計、施工技術(shù)及要點、應(yīng)用案列等,下同)
根據(jù)呋喃混凝土強(qiáng)度及實踐經(jīng)驗,車間樓面整體呋喃混凝土面層厚度一般為30mm,地面整體呋喃混凝土面層厚度一般為50mm,踢腳板厚度一般為30mm, 如圖1、圖2、圖3。
四、呋喃樹脂混凝土整體地面施工技術(shù)
呋喃混凝土面層施工必須嚴(yán)格遵守規(guī)范要求并掌握施工技術(shù)才能保證質(zhì)量。由于過去沒有施工規(guī)范,施工單位在施工呋喃混凝土面層工程時采用的施工方法不一樣,效果也不一樣。我們通過多年的經(jīng)驗總結(jié),積累了一套可行的經(jīng)驗,并毫無保留地推薦到國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中。
.隔離層施工:
在合格的基層上均勻涂刷1-2遍環(huán)氧樹脂的封底料,每層封底料自然固化不宜少于24小時。在打好封底料的基層,刮抹封底膩子,同時鋪襯呋喃玻璃鋼隔離層。
.樹脂混凝土整體面層施工:
(1)鋪攤呋喃混凝土料前,應(yīng)在隔離層上涂刷呋喃玻璃鋼膠料或稀膠泥底膠料。
(2)隨即鋪攤呋喃混凝土料,然后用小型平板振動器壓實抹平;
(3)根據(jù)樓地面面積大小和布置情況,在應(yīng)力集中處如有設(shè)備基礎(chǔ)、柱子的地方,將樓地面用分格條分成不大于12m2的面積,在分格條內(nèi)分別澆搗好呋喃樹脂混凝土,待自然固化后拆除條子,再用呋喃稀膠泥灌縫。
(4)呋喃混凝土澆搗、找平完后,可以直接用呋喃稀膠泥罩面,也可待呋喃混凝土固化后二次罩面。
(5)分格條應(yīng)用不銹鋼條或包裹聚酯薄膜的木條,不得使用黃油等對樹脂混凝土表面有污染的脫模劑。
(6)當(dāng)樹脂混凝土整體面層長度超過60米時,應(yīng)考慮留伸縮縫。伸縮縫應(yīng)用耐腐蝕的柔性膠泥如聚氯乙烯膠泥、瀝青膠泥填縫。
(7)地面施工時,應(yīng)隨時控制平整度和坡度。平整度以2m長靠尺檢查,其空隙不應(yīng)大于4mm。坡度應(yīng)符合設(shè)計要求,其允許偏差為設(shè)計坡度的±0.2%、最大偏差值不得大于30mm。潑水試驗時,水應(yīng)能順利排除、
(8)樹脂混凝土整體面層應(yīng)平整光潔,不應(yīng)有裂縫、起殼、空鼓、固化不完全等現(xiàn)象。
2.呋喃樹脂混凝土大型槽池
1.整體呋喃混凝土酸洗槽施工工藝
酸洗槽用于鋼鐵、機(jī)械加工行業(yè),由于鋼錠、工件對槽體的碰撞、摩擦,防腐蝕內(nèi)襯容易被破壞,所以,整體防腐蝕的呋喃混凝土酸洗槽得到了應(yīng)用。
小型可工廠化生產(chǎn)的酸洗槽制作原理同呋喃混凝土電解槽,大部分大型酸洗槽是在現(xiàn)場施工的,設(shè)計和施工工藝與普通混凝土槽相似,但也有不同的地方。槽體內(nèi)必須有不小于120×120倒角,表面必須襯花崗巖板或耐酸瓷磚板以保護(hù)樹脂混凝土表面,槽體底部和壁部的施工縫留在底板上。
施工工藝簡述如下:
(1)基層處理:對酸洗槽基礎(chǔ)混凝土表面進(jìn)行打磨處理,用環(huán)氧樹脂打底二遍,刮膩子,襯貼玻璃鋼隔離層。
(2)根據(jù)槽體的尺寸要求制作鋼筋,鋼筋要除銹,并涂刷二遍環(huán)氧樹脂。
(3)大型槽體一般分次施工。先將底板鋼筋綁扎好,墊好鋼筋保護(hù)層,在鋪料前底層涂刷稀膠料,然后將槽體的底板混凝土澆搗完。根據(jù)氣溫養(yǎng)護(hù)1~3天后,進(jìn)入下道工序施工。
(4)將壁部鋼筋綁扎完成,模板涂刷脫模劑,模板制作要求平整,支襯牢固,內(nèi)模板應(yīng)設(shè)置收縮過渡模板。施工縫處應(yīng)涂抹一層稀膠料。分層布料,先兩頭后中間,每層振搗厚度不宜大于200mm?;炷琳駬v采用插入式振動器,插入點相距不大于作用半徑的1.5倍。因樹脂混凝土流動性差,振動器要快進(jìn)慢出,避免空洞。分次澆灌要注意施工縫成斜面,并涂刷稀膠料。
(5)槽口澆搗完畢后,應(yīng)及時將表面壓實、抹平。
(6)在呋喃樹脂混凝固化后的養(yǎng)護(hù)過程中,要適時拆除過渡模板和內(nèi)模支撐,拆除預(yù)留孔內(nèi)模。土澆灌完成養(yǎng)護(hù)24小時進(jìn)后拆除模板,進(jìn)行伸縮縫隙和表面修理。
(7)槽體拆模后,對混凝土表面有缺陷的地方要打磨,用膠泥修補(bǔ)平整。
(8)槽體修整完后進(jìn)行養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)7~14天后進(jìn)行試水試驗,最后襯貼磚板保護(hù)層。
2、整體呋喃混凝土儲槽
防腐蝕儲槽一般采用整體玻璃鋼等方式,但有時由于場地條件限制等原因,整體玻璃鋼強(qiáng)度、剛度達(dá)不到要求,整體樹脂混凝土儲槽可以解決問題。如貴溪冶煉廠、原蕪湖冶煉廠都采用過此方案。匯波公司在1997年貴溪冶煉廠二期工程中,現(xiàn)場制作了一個12000×3400×2450的呋喃混凝土高位槽,使用至今。
整體呋喃混凝土儲槽的制作施工與酸洗槽相似。
3.整體呋喃混凝土電解槽
整體呋喃混凝土電解槽制作技術(shù)經(jīng)歷了從拼裝到整體澆搗的過程,加強(qiáng)筋從鋼筋發(fā)展到了復(fù)合材料筋。整體呋喃混凝土電解槽由于它荷載大,溫度高,先應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行槽體有限單元分析,根據(jù)槽體應(yīng)力分布情況,進(jìn)行結(jié)構(gòu)和布筋設(shè)計,再進(jìn)行內(nèi)外模具設(shè)計,模具應(yīng)為活動式且便于脫模。呋喃混凝土骨料的粒徑和級配、加強(qiáng)筋的表面處理、混凝土振搗的方式和時間、脫模時間、槽體的養(yǎng)護(hù)等技術(shù)應(yīng)有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。由于樹脂混凝土電解槽制作技術(shù)是生產(chǎn)廠家的技術(shù)秘密,在此不能詳細(xì)介紹,但我們愿向戰(zhàn)略合作伙伴提供我們自己的電解槽制作技術(shù)
五、結(jié)束語
糠醇糠醛型呋喃樹脂混凝土材料應(yīng)用范圍廣泛、產(chǎn)品性能優(yōu)良,在工程施工中施工過程便捷,工程質(zhì)量容易掌控,并且呋喃樹脂的原料是可再生資源,因此,呋喃混凝土在防腐工程上的應(yīng)用將會有很好的發(fā)展前景。
做了大量工作,使呋喃混凝土在建筑防腐蝕上得到推廣應(yīng)用。匯波防腐技術(shù)有限公司在前面工作的基礎(chǔ)上,與武漢理工大學(xué)力學(xué)研究所合作,對呋喃混凝土各方面性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,并在工程應(yīng)用上取得了大量的業(yè)績。
目前,呋喃混凝土在整體面層防腐蝕上應(yīng)用很廣。國內(nèi)室內(nèi)耐酸地面方案有耐酸磚板、耐酸石材、整體瀝青砂漿、整體水玻璃混凝土、整體樹脂砂漿(稀膠泥)、整體樹脂混凝土等。由于它們的材質(zhì)性能和使用條件不同,因此其使用效果也不一樣。耐酸磚板和耐酸石材地面拼接縫多,施工質(zhì)量控制難度較大;整體瀝青砂漿地面強(qiáng)度差、使用壽命短,只用在有氫氟酸介質(zhì)的環(huán)境;整體水玻璃混凝土收縮性大,易開裂,不耐水沖洗,現(xiàn)在基本不推薦使用;整體樹脂砂漿(稀膠泥)承載、抗沖擊性差;整體呋喃混凝土面層整體性好,承載、抗沖擊性強(qiáng)。除此之外,呋喃混凝土還有一個重要的用途就是用于制作池槽等設(shè)備和構(gòu)筑物。目前在有色冶煉、鋼鐵機(jī)械等行業(yè)的防腐工程中,利用呋喃樹脂混凝土制作了電解槽、酸洗槽、地下儲槽、高位儲槽、地溝等。由于樹脂混凝土的特點和防腐蝕設(shè)備的要求,它的制作工藝不能用普通混凝土的工藝方案,應(yīng)有它的獨特工藝技術(shù)。
經(jīng)我公司增韌改性的糠醇糠醛型呋喃樹脂液粘度低,和易性好,施工方便。由于呋喃樹脂混凝土防腐性能和機(jī)械強(qiáng)度都能滿足要求,因此減少收縮、防止開裂是應(yīng)用成功的關(guān)鍵。
糠醇糠醛型呋喃樹脂混凝土具有優(yōu)良的耐酸、耐堿和耐溫性能,匯波呋喃