按防腐涂料的化學構成, 混凝土表面涂層分為無機和有機2類, 無機類防腐涂料以聚合物水泥砂漿為主;有機類防腐涂料主要為各種聚合物, 如瀝青涂料、聚氨酯涂料和環氧玻璃鱗片等。目前, 2類防腐涂料在國內均有應用, 天津北疆電廠淋水面積12 000 m2海水冷卻塔的防腐方案采用無機礦物+有機涂料[15], 國華寧海電廠淋水面積13 000 m2海水冷卻塔的防腐方案采用有機涂料。
某發電廠海水冷卻塔淋水面積13 000 m2, 高度171.287 m, 單座冷卻塔防腐面積13.7萬m2, 海水濃縮倍率2.0。冷卻塔防腐設計按無機礦物+有機涂料防腐方案和有機涂料防腐方案進行, 海水冷卻塔表面防腐方案見表2, 2種防腐方案的工程造價測算見表3。
根據測算結果, 無機礦物+有機涂料的工程造價明顯高于有機涂料。經過比選、論證, 從降低工程造價水平角度出發, 工程推薦采用有機涂料防腐方案, 從以下幾個方面論證了其可行性。
1 附著力
根據涂料附著力性能研究, 環氧樹脂封閉底漆能與涂料固化劑反應, 生成網絡結構的交聯聚合物[17]。試驗研究發現, 網絡結構有利于增加涂料的附著力, 環氧樹脂封閉底漆與混凝土試樣的附著力超過混凝土試樣自身的內聚力。
在標準養護28 d后的混凝土試件上涂刷防腐涂料試樣 (表4) , 涂裝7 d后按照JTJ 275—2000《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》附錄C拉脫法, 采用海創高科HC-6000C測試儀測試6個混凝土防腐涂料試樣的附著力, 附著力測試值為2.302~4.321 MPa, 滿足JTJ 275—2000附著力≥1.5 MPa的要求。
2 耐堿能力
研究發現, 有機防腐涂料的成膜時間較無機礦物砂漿短, 見效快, 且涂膜質地密實, 短時間內能起到良好的防腐效果[17]。按照JTJ 275—2000附錄C規定的試驗方法, 將6個有機防腐涂料試樣置于飽和Ca (OH) 2溶液中, 經過30 d試驗后未出現起泡、龜裂和剝落現象。
3 抗氯離子滲透能力
按照JTJ 275—2000附錄C規定的試驗方法, 對1#、4#有機防腐涂料試樣進行抗Cl-滲透性測試, 經過30 d試驗后均未檢出Cl-, 滿足Cl-滲透量<5.0×10-3mg/ (cm2·d) 的規范要求。另據試驗研究[12], 有機防腐涂料的Cl-滲透能力下降98.2%~96.9%, 說明有機防腐涂料具有良好的抗Cl-滲透能力, 能夠保障冷卻塔的使用壽命。
4 耐鹽霧性能
鹽霧試驗按照GB/T 1771—2007《色漆和清漆耐中性鹽霧性能的測定》的試驗條件, 鹽霧箱試驗溫度35℃, 1 000 h后6個有機防腐涂料試樣表面均無點蝕、起皮、起泡等失效現象, 表明有機涂料耐鹽霧的性能優良。
5 耐老化性能
耐老化性能是有機涂料的主要性能指標之一, 是面層涂料最重要的性能指標。人工加速老化測試按照GB/T 1865—2009《色漆和清漆人工氣候老化和人工輻射曝露濾過的氙弧輻射》的試驗條件, 聚氨酯面漆試樣經過1 000 h的老化試驗, 出現輕微失光、變色, 未出現粉化、起泡、龜裂和剝落現象, 根據GB/T1766—2008《色漆和清漆涂層老化的評級方法》綜合等級評級為1級, 測試結果表明聚氨酯面漆耐老化性能突出, 裝飾效果良好。
綜上所述, 經過研究和測試, 有機防腐涂料的關鍵性指標符合相關防腐標準的技術要求, 滿足海水冷卻塔的運行使用環境。