工業用コンクリート構造物の耐食性対策事例―コンクリートタンクにおける樹脂改質ゴム高分子コーティングの適用

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この投稿は、2020年6月3日10時12分に王巍2によって最終的に編集されました。
「工業用コンクリート構造物の耐食性対策事例－コンクリート製タンクにおける樹脂改質ゴム系高分子コーティングの応用」
石油化学プラントのコンクリート製汚水タンクにエポキシ系塗料を使用する場合、分子構造上、耐老化性が低く、使用寿命も短いという問題があります。クロロスルホン化ポリエチレン塗料を使用すると老化耐性の問題はある程度解決されるが、塗料の強度、付着性、および水中での膨潤問題は十分に解決されていない。特に開放型のコンクリートプールです。したがって、エポキシ塗料の性能と優れた耐老化性の両方を持つ塗料をどのように選ぶかが、まず解決すべき問題です。 1、樹脂改質ゴム高分子コーティングを選定する根拠 「樹脂改質ゴム高耐候複合塗料（以下、高耐候複合塗料と略称）」をエポキシ樹脂と併用することは、非常に優れた方法である。なぜなら、高分子塗料は強度、硬度、付着性、保光性、耐老化性、耐食性において、一般的なクロロスルホン化ポリエチレン塗料よりも優れているからです。主に有機物、ポリアミド系植物オレイン酸加合物、クロロスルホン化ポリエチレン樹脂、高級塗料添加剤などで調合されています。その理由は、耐候性に優れた複合塗料は、主にクロロスルホン化ポリエチレン樹脂に一定量のエポキシ樹脂を加えて作られるからです。つまり、接着剤をベースにして、まず活性な官能基を持つゴムを合成するのである。このように、これら2種類の成膜物質の作用により、作られた塗料の性能は大きく変化した。エポキシ樹脂が塩素スルホン化ポリエチレンの架橋剤として機能する架橋機構は次の通りである。エポキシ樹脂の高分子の両端にはそれぞれエポキシ基があり、これが塩素スルホン化ポリエチレンの高分子に含まれる塩素スルホニル基と分子内で架橋反応を起こし、ポリマーに三次元構造を形成させる。 このように常温で複合型硬化剤および各種機能性添加剤を加え、物体の表面に塗布して化学反応を起こさせ、常温で網目状の高分子構造材料が硬化する。その構造には樹脂鎖とゴム鎖の両方が含まれており、硬化後の塗膜は樹脂材料とゴム材料の中間的な性質を持つ。この材料の強度と粘着性は、クロロスルホン化ポリエチレン塗料よりもはるかに高い。 エポキシ樹脂、クロロスルホン化ポリエチレン樹脂およびその他の材料との付加反応によって得られる塗料は、耐水性、耐熱性、耐薬品性、単成分での保存安定性、架橋速度、色の安定性、着色能力、耐汚染性、ラッカー層の透明性、そして塗料製造時の分散性という10の観点から、他の架橋系塗料と比較して顕著な優位性を示している。海外で総合的な技術評価が最も高いと認められている、架橋型のクロロスルホン化ポリエチレン塗料（2）です。実際の応用と製造を通じて、優れた性能が明確に示されました。 この材料は、エポキシ樹脂などの他の成分を変えることで、さまざまなタイプの高耐候性複合塗料を得ることができるからです。2、施工計画の策定根拠 元の汚水槽の使用状況に基づき、まずは材料の下塗りとコンクリートとの間の付着力の問題を解決する必要がある；エポキシ系グラスファイバーの耐老化性および耐浸透性の問題；表面層の膨潤およびその耐水性、耐食性の問題。したがって、高分子複合塗料の固有特性に応じて、以下の施工工程が採用される：下地塗料1層――グラスファイバー製の3層構造――中間塗料2層――仕上げ塗料1層。設計の主な根拠は以下の通りです：2.1 基材塗料 基材塗料にはE44エポキシ樹脂が使用されており、この樹脂の構造にはエーテル基、ヒドロキシ基、そしてかなり反応性の高いエポキシ基が含まれているため、樹脂は非常に高い粘着力を持っています。この樹脂が持つ特性と、セメント表面の粗さにより、塗膜の付着・浸透が促進される。これにより、塗料がコンクリート内に浸透し、固定する役割を果たします。一定の厚さの樹脂層を形成することで、高強度な防食下層ができあがります。 2.2 三層構造のグラスファイバー製品
使用されているガラス繊維は、ワックスフリー、アルカリフリー、撚り加工がされていない「三無」タイプで、厚さは0.2ミリメートルです。繊維の配置は、縦横ともに12本/センチメートルです。防食処理には耐候性に優れた複合塗料が使用されており、このようにして作られたグラスファイバー製品は、樹脂製グラスファイバー製品の強度を持ちつつ、ある程度の柔軟性も備えています。 2.3 中間塗装2回目：各塗装層で異なる色の耐候性に優れた複合ガラスフレーク塗料を使用し、塗料の透過防止性能を高めるため、既存の塗料を改質し、一定量のガラスフレークを添加した。主にコーティングの透過防止性と耐亀裂性を向上させることです。 2.4 フィニッシュコート1回 表面に耐候性の高い複合塗料を1回塗布するが、その色は中間塗料とは異なる。主な目的は、2回塗布したスケールコーティングによって表面が比較的粗くなるため、スケールを含まないコーティングで封鎖し、表面の滑らかさを向上させることです。 要するに、塗料の設計・材料選定においては、使用条件を満たす観点から、下地層から表層にかけて、純樹脂の下地塗料から高耐候性の複合塗料へと進んでいきます。つまり、塗料の溶解型と膨潤型を有機的に組み合わせるということです。元の溶解型と膨潤型の間に存在する界面をなくす。 3、使用状況 炎油所の汚水処理システムにあるコンクリート製沈殿槽の内壁に、上記の材料と工法を用いて施工し、約5年間使用した結果、塗膜の光沢は良好で、剥がれやはがれ、ひび割れなどは見られなかった。キズ検査の結果、完成後の品質と比較して変化は見られなかった。浸漬処理を施した表面は、従来の塩素スルホン化とエポキシを用いたグラスファイバー強化プラスチック複合層よりもはるかに優れた効果を示し、防食層の表面が剥がれたり膨らんだりする現象は全く見られない。 4、結論 過去5年間の使用を経て、主な特徴は以下の通りである：4.1 耐水性、耐腐食性に優れている。表面の気孔率が低いため、汚水の中や湿潤な環境下でも優れた耐浸透性を持ち、ひび割れにくく、耐摩耗性に優れ、強度も高い。 4.2 高耐候性複合材料塗膜は丈夫で、その硬度、耐老化性、耐寒性、塗膜の光沢感、色鮮やかさにおいて、クロロスルホン化ポリエチレン塗料よりも優れている。 4.3 高耐候複合塗料はクロロスルホン化塗料よりも耐食性が大幅に向上し、水系におけるクロロスルホン化ポリエチレン塗料の膨潤問題を解決した。特に保光率において、クロロスルホン化ポリエチレン塗料は使用しているうちに表面が粉化して白くなります。この材料はこの点で大幅に向上し、表面のコーティングの装飾性が大きく改善され、有機フッ素塗料に匹敵する性能を持っている。 したがって、汚水槽の使用条件に合わせて、溶解型と膨潤型の有機物を組み合わせた塗料を採用し、溶解型と膨潤型を複合させた場合の使用寿命の問題を解決し、塗料の使用寿命を延ばしました。