按防腐涂料的化学构成, 混凝土表面涂层分为无机和有机2类, 无机类防腐涂料以聚合物水泥砂浆为主;有机类防腐涂料主要为各种聚合物, 如沥青涂料、聚氨酯涂料和环氧玻璃鳞片等。目前, 2类防腐涂料在国内均有应用, 天津北疆电厂淋水面积12 000 m2海水冷却塔的防腐方案采用无机矿物+有机涂料[15], 国华宁海电厂淋水面积13 000 m2海水冷却塔的防腐方案采用有机涂料。
某发电厂海水冷却塔淋水面积13 000 m2, 高度171.287 m, 单座冷却塔防腐面积13.7万m2, 海水浓缩倍率2.0。冷却塔防腐设计按无机矿物+有机涂料防腐方案和有机涂料防腐方案进行, 海水冷却塔表面防腐方案见表2, 2种防腐方案的工程造价测算见表3。
根据测算结果, 无机矿物+有机涂料的工程造价明显高于有机涂料。经过比选、论证, 从降低工程造价水平角度出发, 工程推荐采用有机涂料防腐方案, 从以下几个方面论证了其可行性。
1 附着力
根据涂料附着力性能研究, 环氧树脂封闭底漆能与涂料固化剂反应, 生成网络结构的交联聚合物[17]。试验研究发现, 网络结构有利于增加涂料的附着力, 环氧树脂封闭底漆与混凝土试样的附着力超过混凝土试样自身的内聚力。
在标准养护28 d后的混凝土试件上涂刷防腐涂料试样 (表4) , 涂装7 d后按照JTJ 275—2000《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》附录C拉脱法, 采用海创高科HC-6000C测试仪测试6个混凝土防腐涂料试样的附着力, 附着力测试值为2.302~4.321 MPa, 满足JTJ 275—2000附着力≥1.5 MPa的要求。
2 耐碱能力
研究发现, 有机防腐涂料的成膜时间较无机矿物砂浆短, 见效快, 且涂膜质地密实, 短时间内能起到良好的防腐效果[17]。按照JTJ 275—2000附录C规定的试验方法, 将6个有机防腐涂料试样置于饱和Ca (OH) 2溶液中, 经过30 d试验后未出现起泡、龟裂和剥落现象。
3 抗氯离子渗透能力
按照JTJ 275—2000附录C规定的试验方法, 对1#、4#有机防腐涂料试样进行抗Cl-渗透性测试, 经过30 d试验后均未检出Cl-, 满足Cl-渗透量<5.0×10-3mg/ (cm2·d) 的规范要求。另据试验研究[12], 有机防腐涂料的Cl-渗透能力下降98.2%~96.9%, 说明有机防腐涂料具有良好的抗Cl-渗透能力, 能够保障冷却塔的使用寿命。
4 耐盐雾性能
盐雾试验按照GB/T 1771—2007《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》的试验条件, 盐雾箱试验温度35℃, 1 000 h后6个有机防腐涂料试样表面均无点蚀、起皮、起泡等失效现象, 表明有机涂料耐盐雾的性能优良。
5 耐老化性能
耐老化性能是有机涂料的主要性能指标之一, 是面层涂料最重要的性能指标。人工加速老化测试按照GB/T 1865—2009《色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露滤过的氙弧辐射》的试验条件, 聚氨酯面漆试样经过1 000 h的老化试验, 出现轻微失光、变色, 未出现粉化、起泡、龟裂和剥落现象, 根据GB/T1766—2008《色漆和清漆涂层老化的评级方法》综合等级评级为1级, 测试结果表明聚氨酯面漆耐老化性能突出, 装饰效果良好。
综上所述, 经过研究和测试, 有机防腐涂料的关键性指标符合相关防腐标准的技术要求, 满足海水冷却塔的运行使用环境。