喷涂聚脲弹性体在混凝土防腐工程中的应
摘要：本文简要介绍了喷涂聚脲弹性体材料的独特性能及其优点，结合具体防腐工程实际对喷涂聚脲弹性体进行了设计，详细阐述了喷涂聚脲弹性体施工技术及其配套措施（基层处理、安全措施）。
关键词：混凝土；防腐材料； 喷涂聚脲弹性体
喷涂聚脲弹性体（Spray Polyurea Elastomer，以下简称SPUA）技术是国外近十年来，继高固体份涂料、水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料等低（无）污染涂装技术之后，为适应环保需求而研制、开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术。原料体系不含溶剂、固化速度快、施工速度快捷、防腐防水性能好、耐温度范围宽、工艺简单，可很方便的在立面、曲面上喷涂十几毫米厚的涂层而不流挂。2007年，江西省江铜百泰环保公司环保科技有限公司（德兴）硫化铜厂（以下简称德兴硫化铜厂）的浓密池防腐工程中我们应用了此技术，取得了良好的效果。
1 工程概况
德兴硫化铜厂是江西铜业股份有限公司与加拿大百泰环保科技有限公司共同出资组建的江铜百泰环保科技有限公司兴建的首家酸性水综合处理工厂，该项目具有良好的经济效益（资源回收）和环保效益。项目中的除铁反应器土建设施主要由两个除铁混凝土反应池（直径7.9米，高9.5米）、一个除铁混凝土浓密池（直径30米，高3.5米）、一个沉铜混凝土反应池（直径7米，高8.2米）、一个沉铜混凝土浓密池（直径20米，高3.5米）组成；由于所有工艺都是在PH值为2－4的酸性环境中进行，所以对混凝土反应池、混凝土浓密池有较高的防腐要求，以延长混凝土的使用寿命。
2 防腐材料的选择与设计
2.1防腐材料的选择
结合矿山的实际我们对几种常用的表面防腐材料的性能（聚脲弹性体、玻璃钢、橡胶、普通涂料）进行了比较（见表1）。由于喷涂聚脲弹性体是一种新型“万能”（国外称之为versatile）涂装材料，它集橡胶、涂料、玻璃钢多种功能于一身，全面突破了传统环保型涂装技术的局限，实践证明，喷涂聚脲技术是一种非常先进、高效的防腐蚀措施，已经为大批中国用户所青睐。因此我们决定选用喷涂聚脲弹性体对浓密池进行防腐。
表1 几种常用的表面防腐材料性能
材料
性能 玻璃钢 橡胶 普通涂料 聚脲
抗拉强度 大 小 小 大
粘结强度 较大 较大 小 大
伸长率 小 大 小 大
比强度 高 低 低 高
耐疲劳性能好 好 好 差 好
耐化学腐蚀 好 一般 差 好
耐磨性 差 好 差 较好
施工速度 一般 慢 快 快
挥发性 有 有 无 无
价格 较高 较高 低 高
2.2防腐材料的设计
喷涂聚脲弹性体根据不同的用途而确定型号及参考厚度，表2列出了几个典型应用的型号及参考厚度（以海洋化工研究院产品为例）。由于是混凝土表面防腐，我们选用SPUA-402型聚脲，除铁浓密池的PH值为3.5，选用厚度为1.5mm，沉铜浓密池的PH值为2.1，选用厚度为2mm。
表2 典型应用的SPUA型号选择和参考厚度
应用场合 所选材料的型号 厚度/mm
混凝土防腐衬里 SPUA-101 2-3
防水工程 SPUA-102 1-2
运动场地 SPUA-103 2-3
工厂车间地坪 SPUA-103 1-3
甲板、平台防滑 SPUA-202 2-3
钢结构防腐 SPUA-401 1-3
混凝土表面防腐 SPUA-402 1-2
雕塑、EPS道具、标本 SPUA-403 1-3
管道防腐 SPUA-406 1-2
矿山耐磨衬里 SPUA-501 2-10
皮卡车耐磨衬里 SPUA-502 1-2
浮标、护舷、滑道 SPUA-601 1-3
3 混凝土的底层处理
混凝土底层处理的好坏对喷涂聚脲弹性体的最终效果有直接的影响，底层处理好了还可以大大节省喷涂聚脲的用量。在施工中我们采用了以下措施：
3.1清理
用喷砂、角磨机、高压水枪或吸尘器等工具清理表面的灰尘、浮渣。
3.2找平
待水分完全挥发后，用堵缝料（如SPUA-EP刚性腻子）对底材表面的孔洞、缺陷进行修补、找平。刚性腻子固化后用电动砂轮磨平。
3.3补缝
用SPUA-HiE高弹密封胶修补水泥表面的裂缝。高弹密封胶的固化时间约为4小时，表干后可用锋利的刀片修整。
3.4刷底漆
将修补后的混凝土表面清扫干净，喷涂或刷涂1～2道配套底漆（如WEP-100专用封闭底漆）。在干燥、平整的混凝土上，WEP-100封闭底漆的涂布量为8～10m2/kg；在疏松、粗糙的混凝土上，WEP-100封闭底漆的涂布量为3～5m2/kg。
4 喷涂弹性层施工工艺
4.1施工条件的确定
施工应在各种设备、柱子、管路、贯穿件的安装以及油漆施工之前进行。保证环境和现场的条件适合于施工和材料的固化，底材表面的温度应高于露点温度5℃以上。
4.2 施工工具
除GUSMER 公司生产的H-3500、H-20/35 主机及GX-7 喷枪外，其余均为常用工具。
4.3喷涂时间
在封闭底漆施工后12--48小时内，进行弹性层的喷涂。如果间隔超过48小时，在喷涂弹性层前一天应重新施工一道封闭底漆，然后再施工弹性层。
4.4均匀喷涂
施工涂层时，下一道要覆盖上一道的50%，俗称“压枪”，只有这样才能保证涂层均匀。
4.5喷涂压力
由于A、R组份的反应速度极快，因此，采用高温、高压、撞击式混合是十分必要的。在喷涂温度设定的情况下，材料的物理性能（如拉伸强度、伸长率、撕裂强度、硬度、冲击强度等）将随着喷涂压力的增大而明显提高。同时，雾化效果更好，涂层表面的粗糙、橘皮现象也明显消失。
4.6修补
聚脲材料本身的力学性能十分优良，正常使用时，一般不会损坏。一旦出现意外损坏（如重物砸落、撞击等），可用SPUA-202S 修补料进行局部修补。具体步骤如下： ①打磨待修补的表面，打磨的边缘要比待修补的表面向外扩展150mm。 ②施工层间粘合剂。 ③在已打磨的部位施工修补料。要注意使修补料的涂层平滑过渡到周围涂层。
4.7注意事项
现浇混凝土的底材应完全水化，干燥28 天，且待水分充分挥发后才能进行施工。否则，其内部所积蓄的水分在受热后挥发，导致涂层鼓泡。表面无油污、灰尘及碎裂的混凝土块等杂质。用堵缝料填充底材上的孔洞，要堵实，否则，SPUA 固化过程中所释放的热量会使孔洞中的空气膨胀，造成涂层鼓泡。
5、安全措施
5.1 施工场所的安全制度
使用喷涂设备进行喷涂作业时，应熟悉保养规则、安全操作规程及措施。在室内或在密闭容器中施工时应有适当的通风设备，施工时应穿戴好防护用品。工作场所的电气设备应有防爆装置，并应隔绝火源、配备相应的消防用品。施工完后，应封闭涂料包装桶，清理工具、涂料和材料等易燃物，灭绝火源。
5.2施工时的安全与防护
由于喷涂施工时物料温度较高（一般在60℃左右），又存在着飞溅，因此施工人员一定要做好个人安全保护。
（1）眼睛的保护：喷涂过程中可能接触其气雾时，应该佩戴化学安全护目镜。
（2）呼吸系统的保护：喷涂过程中会产生大量的气雾，将对呼吸道有一定刺激性，故施工时，施工人员应佩戴经认证的呼吸防护设备。
（3）配戴橡胶手套，防护帽或连体防护服。
5.3 施工过程中的防火防暴
SUPA技术采用的是低温（施工温度不超过70℃）施工喷涂技术，所用原材料100％固含量，无挥发性成份(0’VOC)。因此它不像其他涂料一样,施工过程中伴随着大量溶剂的挥发，在涂装场所的高温、明火、冲击火花、电火花、静电等都可能引起这些易燃物质燃烧。SUPA材料的出现大大减轻了这项危害，是涂料涂装技术的一项重大革新。但是为了安全施工，我们还是需要采取杜绝火源、保证良好的通风等防范措施，防患于未然。
6．结语
从喷涂聚脲弹性体在江铜百泰环保科技有限公司浓密池的应用效果来看，该技术应用后不但解决了混凝土在酸性介质条件下的防腐问题，而对土建施工不当（如施工缝处理不当、混凝土蜂窝麻面、混凝土胀模）造成的混凝土漏水问题得到较好得解决；同时施工速度又快，使项目早日见效益，得到了加拿大有关方面的高度赞扬。
喷涂聚脲弹性体尽管原料成本高，但是它具有其它防腐材料无法比拟的优点，如果要满足一个或更多独特性能要求，聚脲可能是最好甚至唯一合适的方法。
