【摘 要】
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海洋环境下,钢筋混凝土结构面临严重的腐蚀问题。研究表明,活性瓷釉（Chemical Reactive Enamel）涂层钢筋具有优异的耐腐蚀性能,可用于海工结构防腐蚀,提升钢筋混凝土耐久性。但目前该材料尚处于实验室阶段,应用静电喷涂工艺时间较短,制备工艺尚在探索阶段。通过对其相关工艺参数研究,优化涂层钢筋制备技术,对于后续相关行业标准制定及工业化生产具有重要意义。针对以上目的,本文从静电喷涂工艺,
【基金项目】
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国家自然科学基金项目51522905、51778570和51879230；
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海洋环境下,钢筋混凝土结构面临严重的腐蚀问题。研究表明,活性瓷釉（Chemical Reactive Enamel）涂层钢筋具有优异的耐腐蚀性能,可用于海工结构防腐蚀,提升钢筋混凝土耐久性。但目前该材料尚处于实验室阶段,应用静电喷涂工艺时间较短,制备工艺尚在探索阶段。通过对其相关工艺参数研究,优化涂层钢筋制备技术,对于后续相关行业标准制定及工业化生产具有重要意义。针对以上目的,本文从静电喷涂工艺,烧结时间及辅助剂三个角度对活性瓷釉涂层制备工艺进行了优化探索,通过多种试验方法,对比涂层性能变化。主要试验和结论如下:（1）对比不同喷涂工艺参数下的涂层上粉量,发现随着静电电压增大,基材一次上粉量先增加后基本不变;随着喷涂距离增加,基材一次上粉量先增加后降低,最佳喷涂静电电压为70kV,最佳喷涂距离在150mm～200mm之间。喷涂前,对粉末预热,降低其湿度,一次上粉量可显著增加。通过对该喷涂参数下附着在工件表面涂层粉末的粒径分析,确定喷涂理想的涂层粉末粒径应小于30.3μm,提高过筛目数至400目可提高一次喷涂上粉率。（2）通过SEM和EDS对比不同烧结保温时间活性瓷釉涂层表面微观形貌及涂层与基体界面过渡区形态与物相变化,结合落锤法抗冲击试验,确定延长烧结保温时间有助于涂层熔融流平和界面过渡区生长,提升涂层与基体密着性能。但烧结时间过长会导致涂层性质改变,密着层破坏。制备活性瓷釉涂层的最佳烧结保温时间为30min。（3）对比不同Si3N4掺量的活性瓷釉涂层表面形貌和抗热冲击性能,发现随着掺加氮化硅比例的提高,涂层表观孔隙增多,抗热冲击性能提高。普通活性瓷釉涂层热震循环19次时出现裂缝,Si3N4掺加比例在5%以上的CRE涂层具有优良的抗热冲击性能,可承受100次热震循环不开裂。（4）通电加速腐蚀试验确定活性瓷釉涂层耐腐蚀性能与不锈钢筋和不锈钢/碳钢覆层钢筋相当,弱于环氧涂层钢筋,强于裸钢,锈蚀主要发生在涂层初始缺陷区域。无缺陷位置腐蚀较不明显。
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