耐久性のための設計: 防護コーティングおよびプレストレス鋼のための処置

プレストレス鋼の腐食メカニズムを理解する

プレストレス鋼は、一定の高張力ストレスの下で動作します, それは腐食関連障害に特に脆弱にしています. 主なメカニズムには、腐食をピットリング, ストレス腐食割れ (SCC), 水素の乳液. 塩または海洋環境を乾燥からの塩化イオンは、コンクリートを貫通し、通常鋼を保護する受動酸化膜を破壊することができます. 開始すると, 腐食は、高ストレス状態に迅速に伝播します, 突然の危険を起こさない, 十分な衝撃を低減, 十分な衝撃を低減するだけでなく、これらの衝撃を低減します.

保護コーティング:タイプおよび適用方法

保護コーティングは腐食性代理店に対する防衛の最初のラインです。選択は、暴露環境、鋼の状態、およびアプリケーション制約によって異なります。以下は、最も広く使用されているコーティングシステムです。

エポキシのコーティング

エポキシコーティングは、優れた接着、耐薬品性、および低透過性を提供します。それらは、通常、スプレー、ブラシ、またはローラーを介して2部液システムとして適用されます。フュージョンボンドエポキシ(FBE)は、密閉、耐久性のあるバリアを作成する、鋼に熱硬化する粉末コーティングです。 FBEは、橋梁構造のストランドをプレストレスに使用され、ASTM A775/A775Mなどの規格を満たしています。適切な表面処理 - 耐摩耗性金属加工(SSS)を研磨する。長期間の接着性を、または耐摩耗性を良好に保つために、耐摩耗性を要求します。

亜鉛リッチコーティング

亜鉛豊富なプライマーは亜鉛亜鉛めっきの陰極の保護を提供します。コーティングの亜鉛粒子は鋼鉄基質を保護します。これらのコーティングは有機(エポキシかポリウレタン bindersを使用して)または無機(無水ケイ酸塩のバインダーを使用して)として分類されます。それらはスプレーかブラシによって加えられ、積極的な環境の耐久性のためにトップ上塗を施してあるされなければなりません。亜鉛豊富なコーティングは熱すくいの表面を修理するためのASTM A780の標準に従います、そして他の障壁と頻繁に使用される他の層と。

ポリウレタンコーティング

ポリウレタントップコートは、紫外線抵抗、柔軟性、および色の保持のために評価されます。それらは、通常、腐食耐性プライマーに適用される。脂肪性ポリウレタンは、長期の光沢とチョーク抵抗を提供し、露出された建築構造に適したものを提供します。アプリケーションには、慎重に混合し、環境制御(温度、湿度)、ブラッシュや硬化不良を回避する必要があります。ポリウレタンシステムは、SSPC-Paint 40で見つかったものなど、多くの高性能コーティング仕様の一部です。

瀝青のコーティング

瀝青のコーティング(アスファルトまたは石炭のタール)は、埋葬されたか、または水中に沈積させたプレストレス鋼に使用されます。それらは優秀な防水を提供しますが、限られた紫外線抵抗および温度範囲を持っています。コールタールのエポキシは改善された特性のためのエポキシと瀝青を結合します。適用はブラシ、ローラー、またはスプレーによって、頻繁に指定された乾燥したフィルムの厚さを達成するために複数のコートを要求します。これらのコーティングは環境および処理の心配による現代練習でより少し一般的です。

応用方法および表面の準備

コーティングの種類に関係なく、表面処理は最も重要なステップです。錆、ミルスケール、オイル、ほこりは除去されなければなりません。研磨ブラスト(SSPC-SP10またはSP6)は、コーティングシステム(典型的に2〜4ミル)に適した表面プロファイルで、標準です。湿度および露点は、フラッシュ錆びを防ぐように制御する必要があります。コーティングはエアレススプレー、従来のスプレー、またはブラシによって適用されます。ドライフィルムの厚さは、磁気ゲージで検証されています。ピンホール検出(日焼け防止)バリア試験は、バリア性試験を保証します。

耐久性を高めるための表面処理

有機コーティング、金属および化学表面処理を越えて鋼鉄自体を耐食性を改善するために変えて下さい。

ホットディップ亜鉛めっき

溶融亜鉛(≈450°C)の溶融亜鉛めっき浸漬浸漬、亜鉛-鉄合金層のシリーズを純粋な亜鉛で形成します。このコーティングは、バリア保護と亜鉛の陰極保護の両方を提供します。鋼を先行させるには、露光温度による機械的特性に影響を与えることができます。したがって、低温方法または特殊なストランドが使用されます。亜鉛めっきされたストランドは、積極的な環境で一般的であり、ASTM A416(高濃度)のコーティングに従順に適応します。

アナダイジング

陽極酸化は、鋼(または他の金属)の天然酸化物の層の厚さを増加させる電解パッシベーションプロセスです。プレストレスで使用するステンレス鋼では、耐食性を高め、より均一な表面を提供します。しかし、陽極酸化は、プロセスの制限と応力を考慮して、高強度炭素鋼にはあまり一般的ではありません。

パッシブ処理

パッシブは、安定した受動酸化膜の形成を可能にする、表面から無料の鉄と汚染物質を取り除きます。これは、通常、硝子またはクエン酸溶液で行われます。パッシブレーションは耐食性を向上させますが、重要な厚さを提供していません。それは他のコーティングと組み合わせて使用されます。それは、ステンレス鋼コンポーネントのために不可欠であり、ASTM A967の下で指定されています。

設計検討とベストプラクティス

耐久構造は情報化された設計から始まります。エンジニアはISO 12944 (C1–C5の部門)、耐用年数の条件ごとの環境の露出を評価し、具体的な溝かセメントで照らし出します環境との互換性をコーティングしなければなりません。主な考察は下記のものを含んでいます:

環境分類:]] 塩化物露出、温度周期、紫外線放射、および化学代理店を特定します。
コーティングコアセレクションマトリックス: コーティングシステムを露出レベルにマッチし、コスト、アプリケーション制約、メンテナンスアクセスを考慮します。
[]表面準備:[]] 清潔な標準(SSPCまたはISO 8501)と表面プロファイル(ISO 8503)を指定します。
品質保証:]]]付着試験(ASTM D4541ごとのプルオフ)、休日の検出、および厚さの測定を含んで下さい。
[] 取り扱いとインストール:[]]]] 輸送および応力の間に損傷を避けます。保護ラップまたは必要に応じてスリーブを使用してください。
点検・メンテナンス:[]] 構造の寿命を経たコーティングの点検およびタッチアップのための計画。

テクノロジーとイノベーションを融合

コーティング業界は、新しい材料と技術の進歩を続けています。ナノテクノロジーベースのコーティングは、バリア特性、UV抵抗、および自己治癒能力を向上させるためにナノ粒子(例えば、シリカ、セリア)を組み込んでいます。自己治癒コーティングは、亀裂が形成されたときに、腐食抑制剤またはシーラントを解放し、保護を延長します。アークスプレー亜鉛やアルミニウムなどの熱スプレーコーティングは、より強力な粘着剤や保護機能により、より強力な保護効果を発揮するなどの利点があります。これらの製品は、耐衝撃性や耐衝撃性を保証し、寿命を延ばすことができます。

ケーススタディと現実世界のアプリケーション

いくつかの主要なインフラプロジェクトは、適切なコーティング選択の価値を示しています。 []I-35W St. Anthony Falls Bridge] ミネアポリスでは、高性能エポキシコーティングされたプレストレスストランドが、100年の設計寿命を達成するための耐腐食性グライントシステムでカプセル化しました。のような沿岸環境では、耐腐食性ブロードキャストが、耐摩耗性ブレースを最大にし、耐摩耗性ブレースを低減しました。 [FLT] 耐摩耗性ブレースは、耐摩耗性ブレースを低減しました。 [FLTFLT] 耐摩耗性ブレースは、耐摩耗性ブレースは、耐摩耗性ブレースは、耐摩耗性ブレースは、耐摩耗性ブレースは、耐摩耗性ブレース、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、耐摩耗性、

保護コーティングのための標準およびテスト

認識基準の遵守により、一貫性とパフォーマンスが保証されます。主な基準には、以下が含まれます。

[] ASTM A775/A775M:[前処理されたコンクリートのためのエポキシ上塗を施してある鋼鉄ストランドのための指定。

[]ASTM A882/A882M:[]]]エポキシ上塗を施してある鋼鉄7ワイヤーストランドのための指定。

[ISO 12944:[]]ペイントとニス - 保護塗料システムによる鉄骨構造の腐食防止。

[SSPC(保護コーティング用Society)規格:[[]表面調製およびコーティング用途ガイドライン。

[NACE International(現AMPP):[コーティング検査および資格(例、NACE No.13)の基準。

試験手順には、塩スプレー(ASTM B117)、環状腐食(ASTM G85)、付着、耐摩耗性が含まれます。プレストレス鋼の場合、積極的な環境(例えば、アンモニウムチオシラン酸または塩化ナトリウム溶液)での応力腐食割れ試験は、サービス条件下でコーティング性能を検証します。

結論と未来の展望

保護コーティングおよび表面処理は、オプションの追加ではありません。これらの製品は、鋼材の耐摩耗性および安全性に根ざしています。材料科学およびアプリケーション技術の進歩により、これらのシステムの信頼性が向上し続けています。エンジニアおよびスペクタイザーは、腐食メカニズム、環境要求、および利用可能な規格の徹底的な理解に基づいて選択を基づかせなければなりません。インフラストラクチャの年齢と気候の課題が強化されるにつれて、鋼材のプレストレスに対する堅牢な保護対策に投資しても、さらに重要な役割を果たします。将来の目標は、自己の達成と持続可能な性能に対するソリューションです。