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一种多体系防护层钢筋及其制备方法

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成果简介
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前景分析

成果名称：	一种多体系防护层钢筋及其制备方法	关键字：		应用行业：	建筑业
高新技术领域：	非金属材料及先进建筑材料	所在地：	河北省	知识产权类型：	发明专利
知识产权编号：	ZL202110633137	成果体现形式：	发明专利	成果属性：
成果所处阶段：		成果水平：	请选择...	研究形式：
学科分类：		战略新兴产业：	请选择...	课题来源：
第一完成单位名称：	北华航天工业学院; 天津市工大镀锌设备有限公司	第一完成单位属性：		技术成熟度：
合作方式：	请选择...	交易价格(万)：	2.00	所属十强产业：

本发明为一种多体系防护层钢筋及其制备方法，该钢筋包括芯部的钢基体、热镀锌铝系合金覆盖层(2)、树脂基外涂层(3)。所述热镀锌铝系合金覆盖层(2)的铝含量为0.1～10wt％，包括锌铝镁、锌铝硅或锌铝锆系列镀层，优选Galfan合金镀层，镀层厚度为10～30微米。制备方法，采用连续施镀工艺进行热镀。本发明提供的合金镀层/涂层多体系防护层可比单独镀锌或单独涂层防护提供完善的腐蚀保护，而且制备工艺先进、环保高效、节能减排、成本适中，可最大限度延长苛刻环境下建筑物的服役寿命，适用于建筑、桥梁、海港设施等领域。

与现有的钢筋防护工艺相比，合金镀层/涂层双重体系可以比单独镀锌或单独涂层防护提供完善的腐蚀保护，相比于不锈钢筋，本发明提供的钢筋具有相对低的成本，且防护性能不低于不锈钢筋，可最大限度延长建筑物的使用寿命。与单独锌镀钢筋相比，锌铝系(以Zn‑5％Al‑Re为例)合金镀层较薄，但其耐腐蚀性为锌镀层钢筋的3～5倍，具有显著节约资源、降低成本的优势。

本方法采用非酸洗除锈联合保护感应加热的工艺进行合金镀层的涂覆后再进行静电喷涂的连续成型方式获得热镀合金镀层/树脂涂层双体系防护层钢筋，可减少有机溶剂的使用；与热喷涂工艺相比，热浸镀属于冶金结合，涂层的结合力更好、涂层致密度高；而热喷涂锌通常表面粗糙孔隙率高，而且对设备工艺参数要求较高。

钢筋的耐腐蚀性能好坏是决定建筑物使用寿命的重要影响因素之一。为提高苛刻环境下钢筋混凝土结构的使用寿命，研究者聚焦于提高钢筋的耐蚀性以满足工程结构高性能长寿命的设计需求。目前主要采用的方法有：1)环氧涂层钢筋；2)热镀锌钢筋；3)不锈钢筋；

环氧涂层钢筋在国外兴起，自上世纪80年代开始环氧涂层钢筋开始在国内进行推广使用，并取得积极的效果，然而环氧涂层钢筋面临老化、破损、孔隙等缺陷问题，而环氧涂层钢筋虽对腐蚀性介质具有良好的屏蔽作用，但其在制备、浇筑施工或搬运过程中极易对涂层造成破坏，此外涂层在制备过程中难免存在微孔缺陷或漏涂等，环氧涂层涂层一旦被破坏，腐蚀性介质会造成局部快速腐蚀，直接影响钢筋混凝土的使用寿命。单独的热镀锌钢筋在海洋等环境和碱性混凝土浇筑过程中，锌层腐蚀速率加快，难以为钢筋混凝土结构提供长久有效的防护，难以满足苛刻环境下的长效防腐需求。采用不锈钢钢筋会使用到大量的Cr/Ni等合金元素，造成使用成本太高，难以广泛应用和推广。

针对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀问题，中国专利201320220754.9公开一种锌、环氧双涂层钢筋及加工方法，该专利采用在钢筋上热喷涂获得锌层，锌层厚度在50‑100μm，锌层与基体之间并非冶金结合，锌层通常抗弯折能力差，金属锌属于消耗贵金属，涂层厚度较厚大大增加了成本，因此现有技术中这种双体系防护层存在成本高、锌层过厚，而且锌层与基体在钢筋折弯过程容易引起锌层开裂的问题，进而影响涂层的完整性。

因此，有必要采取更为有效且成本适中的防护措施对钢筋进行全面腐蚀控制，最大限度延长钢筋混凝土结构的服役寿命，降低维护成本。

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