特殊エポキシ樹脂

アブストラクト&著者

1.導入

エンジニアリング建設において、コンクリート構造物の耐久性向上は、安全運転の保証、長寿命化、省資源化のための重要な技術的施策です。エネルギーを節約し、持続可能な開発を達成する。コンクリート構造物の耐久性は、その使用期間中にコンクリートの品質と性能が設計によって許容される限界を下回らないことを意味します。コンクリート性能の低下は呼ばれます劣化」と、それを引き起こす要因、すなわち構造物のサービス機能を著しく弱体化させ損傷させる様々な内部および外部の原因および要素を「劣化要因」と呼びます。これらには、サービス環境や過負荷などの不適切な使用に起因する外部要因、内部欠陥に起因する要因が含まれます。

2.コンクリート構造物の劣化要因と保護

2.1コンクリート構造物の劣化要因

コンクリートは非常に多くの気孔およびマイクロチャネルを含んでいる多孔質材料であり、サービスでさまざまな劣化要因によって容易に攻撃されます。積極的な媒体は気体、液体または固体である場合もあります。それらは空気、酸性雨、産業および国内廃水、除氷塩のような酸、アルカリ、塩およびさまざまな溶媒だけでなく、またガスを含んでいますが、またSO2および二酸化炭素のようなガス、酸性雨、産業および国内廃水、除氷の塩および、重要に、水自体。水は腐食性媒体のための低粘度、非常に浸透する液体および優秀なキャリアです；不完全な鉄筋コンクリートでは、鋼の腐食を引き起こします。0 C以下では、霜隆起損傷の主な原因でもあります。液体水が凍結で拡大するように。従って水は具体的な構造物の最も重要な劣化要因の1つです。に従って腐食メカニズムと損傷現象、攻撃性媒体は広く化学溶解、浸出攻撃、分解攻撃と膨張腐食に分類することができます。腐食性媒体したがって、（酸、アルカリ、塩、溶媒）が主な劣化要因であり、異なる機能を持つ構造物は、独自の固有の要因に直面しています。水力発電ダムの洪水排出トンネルでは、高速の流れはライニングのキャビテーションと摩耗を引き起こします。1放電シーズンは、小さなピット、小さな穴と大きな穴にポックマークから表面を変換することができ、検出され、全体のトンネルライニングを修復しない場合は洗い流されることができます。2005年に4以上、Ertan水力発電ダムの放水トンネルから000立方メートルの鉄筋コンクリートが洗い流され、土砂を含んだ水によって水路が浸食されている。深い溝および大きいピットが毎年洗浄されるところ。高速および沈殿物—電気めっき排水は非常に腐食性があり、80 ° Cという高い水温はタンクコンクリートへの攻撃を強めます。海洋·沿岸構造物では海水や塩水噴霧が劣化要因となり、長期放射線下のコンクリートは放射線被害を受けます。また、コンクリートの欠陥（圧縮不良コンクリートやハニカムコンクリート、硬化不良コンクリート、使用中にひび割れが発生し、炭酸化·ひび割れが発生するコンクリート）は、強度を低下させ、必然的に漏れが生じ、構造物の損傷を加速させ、既存の欠陥自体が劣化要因となります。

2.2具体的保護の目的と意義

機能や環境の異なるコンクリート構造物にはそれぞれ固有の劣化要因があり、コンクリート保護とは、機能や使用環境による劣化を分析し、防水、防食、凍結融解、耐摩耗性、耐放射線性、欠陥修復などの目標対策を講じ、耐久性の向上と長寿命化を図ることです。

2.3保護方法

3つのアプローチがある。（1）コンクリート自体の劣化要因に対する耐性強化（内部保護）：例えば、密度を高めたり、補強電位差を利用して鋼の腐食を防止する高性能混合物によるもの。（2）コーティングなどの障壁を使用して劣化因子の侵入を防止する。（外部保護）、（3）弱い地盤の強度や耐久性を高めるグラウト補強などにより、本質的に欠陥のある構造物を設計要件を満たすように処理する。

3.新しい環境に優しいコンクリート保護&グラウト材料

これら3つのアプローチには多くの材料が使用されていますが、ここでは特に、材料自体の高い耐久性と環境安全性を特長とする環境配慮型改質エポキシ材料に焦点を当て、（1）環境配慮型新化学グラウト材料、（2）浸透圧コンクリート保護材料の3つに分類されます。（防水、防食、表面修復コーティング）、（3）新しい高固形物無溶剤エポキシ保護材料。

3.1環境にやさしい薬液注入材

10年前、ディレクターの江Shuozhongは、化学グラウト専門家に代わってグリーングラウトの概念を提唱し、グラウト材料の開発のための前向きな指導を与えました。当時、ほとんどのエポキシグラウトは、アミン硬化剤とエポキシ—フルフラール—アセトンシステムを使用していました。低分子脂肪族アミンは有毒であり、フルフラールは中程度の毒性です。その後、研究機関がフルフラールを含まない緑色グラウトの開発を開始しましたが、フルフラール除去後も優れた浸透性と高い機械的性能を維持する新しい緑色材料が製品化されています。水力発電ダムの下に低透水性の弱い地盤を固めるために大量に使用されており、ほとんど報告されていません。華南工業大学と一緒に3つの製品を開発しました。

(1)環境に優しい高浸透改質エポキシグラウト。フルフラールを置き換えるために低毒性またはわずかに毒性のケトンおよびアルデヒド希釈剤をスクリーニングしたが、浸透性および機械的性能の両方が著しく低下した。フルフラールのフラン構造は機械的性能に強く影響し、コンクリート中の粗い骨材のように働きます。希釈剤が浸透に及ぼす影響や反応中間体が機械的挙動に及ぼす影響を調べ希釈剤の室温反応活性を高め硬化剤を変えることでわずかに毒性の低い臭気エポキシグラウトは、ダム基礎の低透水性弱い地盤を固め、コンクリートの微細なひび割れをグラウトすることができます。

(2)無溶剤強化エポキシグラウト。エポキシ基で終端された低粘度の長鎖反応希釈剤と長鎖改質アミン硬化剤を用いて、引張強度、せん断強度、圧縮強度がJC/T 1041—2007規格を満たし、硬化体の靭性が高いグリーングラウトを開発しました。化学グラウトによって処理された特にアクティブクラック。標高の高い寒冷地では、大きな季節温度範囲が大きな亀裂幅の変化を生み出します。非強化エポキシは、しばしば元のものの横に新しい亀裂を作成しますが、タフなグラウトは熱運動に耐え、より耐久性があります。

(3)直接水停止および強化のための急速硬化エポキシグラウト。トンネルや地下工事では、加圧された水が浸透·放出されるひび割れがよくあります。長年にわたり給水停止噴射に使用されてきたポリウレタンは、コンクリートとの接着強度が低いため、最初は良好な性能を発揮しますが、数週間から1～2年で再漏れし、構造物を補強することができません。その結果、地下鉄当局はトンネルの水停止グラウトのためのポリウレタンを禁止しました。通常のエポキシ、長い初期設定の時間と、活性水を止めることができないので、プロジェクトは最初に急速に沈殿する無機材料を注入し、次にエポキシを注入します—多くの請負業者を超えて複雑な手順、水を止めて直接強化するエポキシの需要を生み出します。私たちは、迅速反応硬化剤と活性フィラーを通じてこれにアプローチしました。キーは、初期設定と硬化速度を制御し、加圧された流れる水のグラウトの非分散を達成することです—速すぎるとポンプとラインがブロックします結果として得られたグラウトは、東莞市のビルの地下ひび割れ漏れで実証されたように、低圧の流れる水に直接注入することで漏れを止め、ひび割れを強化することができ、建設手順と異なる水圧のための製剤ファミリーが完成し、商品化されています。

3.2浸透圧固めコンクリート保護材

当社では、先進的な高浸透性改質エポキシケミカルグラウトをベースに、コンクリートの多孔質性に対応した浸透圧密エポキシコンクリート保護材を開発しました。（防水、反腐食および表面修復のコーティング）。コンクリートに適用されたときそれは細い気孔に沿って外側から内側に浸透し、満ちます、目に見えない毛管およびマイクロひび。0.4—0.6 kg/m2の適量でそれは1—2.5 mm、およびより低い具体的な等級より深い浸透を突き通します。治癒の後で、統合された材料は圧縮、せん断の具体的な自体よりはるかに強いです、張力および曲がること、従って浸透詰物統合は強化された層—表面の保護「鎧」を作成します。鎧は5つの方法でコンクリートを保護します（1）密度および強さの増加；非貫通コーティングとは違ってそれは水のために困難にする単一の表面のフィルムの代りに統合された内外の保護を、SO2作成します二酸化炭素および他の積極的な媒体は浸透し、防水および反腐食容量を非常に高める；（2）コンクリートの不均一性のために貫通界面は連結され、連結された層と元のコンクリート間の応力集中を除去します、根を張った表面のフィルムはそれと単一であり、剥離または皮をむくことができない間；（3）既存の微細なひびおよびマイクロひびは浸透および強化によって回復され、弱い表面latanceは強さを得ます；（4）連結層の外側に形成された表面膜は、完全に硬化する前に接着プライマーとして機能し、柔軟なコーティングの接着を改善します。膜またはそれに適用されるレンダリング；そして（5）強化された層に実質の厚さがあります0.5 kg/m2および2 mmの浸透でそれは2，000マイクロメートルの頑丈な反腐食コーティングと同等です、しかしコンクリートと一体であることそれははるかによく結合し、より耐久性があります。完了したプロジェクトは連結された層だけでなく、防水し、防ぐことを示します腐食はしかし凍結融解の抵抗、摩耗抵抗および炭酸化の抵抗を非常に改善し、多数の保護機能を結合し、耐用年数をかなり延長します。12年間の適用では高浸透によって変更されるエポキシは高速鉄道、地下鉄、ハイウェー、水力発電ダム、港および港、橋、トンネル、下水タンク、遺産の保存および市民建物で首尾よく行いました、国内の研究と生産と対応する規格の開発を刺激してきました現在、地下鉄シールドセグメントの防水と防食にはこの材料がほぼ普遍的に使用されており、朱瑞渓と呂明の『トンネル工事の防水設計と建設』に詳しく記載されていますが、中程度の毒性のフルフラールを含んでいるため、元の材料は環境に優しくなく屋内や地下で強い臭いを発し敏感な人に害を及ぼし中国内の制限は時間の問題でした。私達の反応および浸透メカニズムによって導かれて、昨年末にはフルフラールフリーシステムの急激な強度損失を解決し新世代の環境にやさしい浸透剤を開発しました統合エポキシ保護材料。機械的性能および浸透は減少しませんが、プロダクトは非常に低い臭気と環境に優しく、プロダクト更新を達成し、輸出のためのヨーロッパの環境要求事項を満たします。

3.3高固形物無溶剤エポキシ保護材

このシリーズは、ビスフェノール—Aエポキシ樹脂に低粘度エポキシ反応希釈剤と改質アミン硬化剤を組み合わせたもので、固形分が95%以上です。プロダクトは無毒、無臭および非常に耐久です。それらは突き通りませんが、強く、堅く、高浸透のエポキシのプライマーと結合されたとき湿気があるかぬれた基質の引きの強さは4—6 MPaに達します。4つのプロダクトはシリーズを構成します。

(1)無溶剤のエポキシの反腐食の中間コート。ピンホールや気泡のないスプレーまたはブラシによって塗布され、同等の外国製品を上回る性能を発揮するため、港湾、湾、ベイブリッジに理想的なミドルコートです。エポキシFRPの数倍の寿命で、最大80 ° Cの水温で電気めっき排水タンクに使用できます。北部の寒冷地域での凍結融解および除氷塩に抵抗します。原子力発電所の海水輸送トンネルの防食防水コーティングとしては米国製品を上回りました湾橋のフィールドテストがアメリカおよびスイスのプロダクトを上回る間。治されたエポキシが非常に水であるので抵抗力があるそれは水力発電ダムの水面を密封でき、無毒、無臭および耐久である魚稚魚池および飲料水タンクを防水できます。

(2)耐摩耗性の高い無溶剤エポキシモルタルです。50 m/sを超える高速沈殿物を含んだ流れによる摩耗やキャビテーションに抵抗し、ダム流出トンネルやプランジプールにおける溶剤ベースのエポキシモルタルに代わり、閉鎖されたトンネル環境では摩耗量が少ないだけでなく、完全に無毒で無臭です。表面が炭酸化、ひび割れ、破損している古い水輸送水路は、解体して再キャストする必要はありません。表面処理後、無溶剤エポキシモルタルのレンダリングで十分であり、補修コストを大幅に削減できます。トンネルや地下室の大きな浸透面では、ポリマーセメントモルタルよりも長持ちします。

(3)無溶剤のエポキシフローリング。2000年以来、溶剤ベースのエポキシ床は駐車場、工場の床、オフィスで普及していましたが、低価格競争は着実に品質を低下させ、深刻な剥離とブリスターと使用の急激な低下をもたらしました。私たちは調整可能な色で国家基準を満たす無溶剤のセルフレベリングと薄いコート床を開発しました。環境に優しい高浸透のエポキシのプライマーと結合されてそれらはまめか皮をむきませんでしたり、無毒および無臭で、湿気があるかぬれた基質で適用することができ4 MPaの上の範囲の引き強さ。

(4)柔軟な無溶剤エポキシ防水パテ。このパテはレンガ石積みのレンダリング用に設計されており、レンガは透水性があり、セメントはひび割れを容易にします。柔軟性、ひびおよび漏出を欠く慣習的な防水パテ。無溶剤のエポキシのパテは非常に適用範囲が広く、耐久財、環境に優しい防水パテを与えるレンダリングと割れません。それはまた地下室の浸透コンクリートを扱うことができます地下の仕事およびトンネルは家の使用のために特に適して。

4.結論

国家が建設の品質と耐久性にますます注意を払うにつれて、コンクリート保護の要件が高まります。環境要求が高まるにつれて、材料に要求される環境基準はより厳しくなります。これは企業の成長のための挑戦そして機会です、具体的な保護材料を作り出し、販売しています。私達の経験は科学技術の革新が高だけでなく提供しなければならないことを示します性能プロダクトしかしまた絶えず前進の高性能の環境に優しいプロダクト。私達は相互利益のための質意識的な、正直で物質的な製造者、ディストリビューターおよび請負業者に協力して準備ができています、中国内のそして外国のブランドとの競争の中国の製造のブランドに信用を持って来て耐久の環境に優しい具体的な保護材料を促進します。

最初の著者：Ye Linhong（1942年—）、四川省栄県生まれ、中国科学院広州支部元副総裁、研究教授、国務院特別手当専門家。彼のキャリアは、修飾エポキシ接着剤、化学グラウト、防水、防食コーティング、グラウト、反応機構に専念し、数多くの国家、省、省庁賞、2つの国家発明特許を獲得しています。6つの実用性モデルのパテントおよび50以上の出版されたペーパー。彼は現在広州Yongkeの新しい材料の技術Co.、株式会社の会長そしてチーフエンジニアです。