CTS涂装型混凝土技术

 

1.1  CTS的结构

 

CTS是一种水性、彩色渗透液。CTS将有机和无机树脂化学性地融为一体，可渗透到混凝土等底材之中发挥斥水透气的功能。CTS的结构如图1所示，底层的小分子无机树脂可以渗透到底材内部，例如混凝土结构的毛细管内，不仅可以有效防止外部的潮气进入底材内部，同时有加固底材的作用。表层的有机树脂具有非常强的憎水性，具有呼吸性能，可以有效地防止外部水汽或者水分进入涂层内部，同时又能允许底材内部的水汽随着冷热变化溢出。

 

 

图1. CTS的结构示意图

 

 

1.2  CTS的性能：

 

由于它的低粘度和微孔渗透性能，CTS能彻底进入底材内部，附着力很高，不会像一般的涂层一样从正确处理过的混凝土、砖石表面上剥落、开裂或鼓疱。其优异的色散技术和保色性能使其具有从-56℃到94℃不老化、不变色，同时耐紫外线侵蚀、抗碱防风化和抗污染并有防水性能。水性配方，无毒无味，可安全使用在内、外部表面上。

 

    下列是使用CTS，相比可成漆膜的油漆的一些优势。根据我们做出的大量研究，我们认为在混凝土和砖石表面上添加颜色并起到抗水功能的*好产品是CTS。以下事实可以证明这个结论：

 

     附着力——防水渗透液被设计成能够渗透混凝土的表面毛细孔，并与底材有着顽强的附着力。它不会脱落，即使使用很多年之后也不会从底材上脱落下来。因为油漆和涂料*终都会剥离或剥落，这是与其它油漆和涂料相比很大的一个优势。对涂料或油漆来说，当需要修补和重涂时，会产生大量的维修问题和费用开支。因为施工时防水渗透液成的膜要比油漆或涂料的要薄，这就使得混凝土底材内的湿气可透过这层膜而逸出，相反地，象油漆和涂料这样的成膜产品，因不能使混凝土内部的湿气透过膜层逸出，常常会导致涂层附着力失败或起泡等问题。

 

    硬聚合物——CTS是使用一种特殊混合的丙烯酸树脂配制而成的，能产生坚硬耐久的外表。多数的油漆或涂料树脂是用软聚合物配制而成，硬聚合物具有更好的不沾尘性和更易清洁的特性。与软聚合物相比，硬聚合物不易受起泡影响。

 

    快速固化——CTS固化迅速，即使是在低温情况下也能快速固化。混凝土通常要比周围环境温度低，对于成膜的材料如油漆或涂料来说，低温会延长固化时间。缓慢固化会导致一系列问题的产生，而且还容易沾灰尘、冰冻、易受损等。

 

    耐碱——新鲜的混凝土，或曾在低温下固化的混凝土通常PH值能达到12或更高。野外实验也显示出，这种高碱性的混凝土能够分解乙烯基聚合物——多数油漆产品中都含有乙烯基聚合物。CTS具有优异的抗碱性，能够直接PH值为1到14的底材表面上施工，而不会有任何反作用。

 

    防风化——防风化是在新混凝土上获得*佳附着力的关键。由于混凝土底材上有水汽不断蒸发，就会在涂层下形成盐。这对于涂料或油漆等成膜的材料来说，就会导致涂层从混凝土表面上剥离下来。CTS能使底材有单向呼吸性能，使混凝土内的湿气逸出，并拥有优异的防风化能力。在任何风化情况下都不会从混凝土上剥离下来。

 

 

    耐紫外线和抗氧化性能——CTS含有纯、非黄变聚合物。不含有任何其它填料树脂或增塑剂。3000小时防紫外线（加速老化）后，无有害影响，无褪色无粉化或剥落。CTS不含有任何会氧化的成分，象植物油或海洋生物油，石蜡，硬脂酸盐或有机颜料，这些能引起快速降解涂层并能使湿气进入。这种强的耐紫外线性能甚至远超过氟碳树脂。

 

    易修补——因其低光泽性和形成较薄的膜，CTS是非常容易进行修补的。但涂料或油漆等成膜的产品就较难修补，而且这种修补通常与旧涂层存在不相容的问题，或者说附着问题。CTS则不存在这种问题。

 

    重涂简单——如上所述，CTS不象薄膜或成膜的材料那样会碎裂、剥离、剥落或降解，这就使得它在需要重涂的时候非常容易。CTS具有多年的稳定性能，它会象混凝土的天然表面一样耐磨损。重涂时，只需要将现有涂层表面冲净，然后再涂装一道CTS即可，根本不需要进行刮擦、研磨或修补。**次施工时表面就已被密封，因此再次施工就会恢复原有的光泽。因为隧道的大部分都不会暴露在紫外线下，所以很多年后也不需要对涂层进行重涂。

 

    在对CTS和其他的水性及溶剂型的防水渗透液、以及一些优质油漆做了非常彻底的研究比较后，CTS是其中的佼佼者。性能测试包括抗风化能力、加速老化测试（测量颜色有无变化、有无粉化和视觉偏差等）、附着力和光泽度测试。水性CTS达到整体级别的89%，而溶剂型的CTS则达到了86%。*能与CTS相竞争的产品，包括油漆产品，都只达到了80%和81%。

 

 

耐紫外线和抗氧化性能

 

3000小时防紫外线（加速老化）后，无有害影响，无褪色无粉化或剥落。CTS不含有任何会氧化的成分，象植物油或海洋生物油，石蜡，硬脂酸盐或有机颜料，这些能引起快速降解涂层并能使湿气进入。CTS含有纯、非黄变聚合物。不含有任何其它填料树脂或增塑剂。

 

 

防腐性能

 

一般硫化物气体，是能使多数外装饰变色的一种*普遍的工业污染，混凝土和石材上等本身都具有碱性，氢氧化钠和氨水都被用来测试CTS的抗碱性。矿物油一般用于擦除表面的涂写污染的化学品。用来模拟酸雨对产品的影响，我们选用了5%的盐酸。CTS的测试结果见表1。

 

表1. CTS的防腐性能表

 

性能	测试步骤	数值
耐盐雾	ASTM B117（5%氯化钠盐雾液）	500小时后，无褪色和风化
耐硫化物	浸入饱和的硫化氢溶液中，ASTM D 1712	15分钟后无变色
耐化学性	样板浸泡在下列溶液中7天：
	10%的氢氧化钠	无软化；颜色不变
	10% 氨水	无软化；颜色不变
	矿物油KB,Value38	无软化；颜色不变
	碳酸钠溶液	无软化；颜色不变
	5%双氧水	无软化；颜色不变
	乙二胺四乙酸	无软化；颜色不变
	5%浓度的盐酸	无软化；颜色不变

 

 

 

2.1 CTS的设计

 

CTS的设计用量表见表2。

 

表2. CTS的设计用量表

底材	平方米/每升
混凝土	3.7
砖+	1.9
水泥砂浆	2.5

 

2.2 CTS的施工

 

表面处理

 

对于混凝土表面有缺陷的，可以使用干混砂浆对表面进行修补平整，如果需要获得质感外观，可以把干混砂浆表面制作出来各种花纹，然后涂装，如果需要获得平滑外观，可以把干粉砂浆找平之后，进行涂装。

 

施工

 

对于平滑外观，推荐使用无气喷涂设备进行施工。对于质感外观，可以选择刷子或滚子施工，也可以选择高压无气喷涂。

 

 

3.1 CTS在交通领域的应用实例分析

 

CTS*早于1971年在华盛顿州Wenatchee运输桥梁结构工程上使用。工程结果给华盛顿州交通部留下了深刻印象。使用这种彩色的密封剂，达到了多种新的桥梁结构规范要求。从此它被指定在其它混凝土结构如桥柱、桥面板底面、公路中间护墙、隔音墙等其它砖石建筑物上使用。

 

 

华盛顿州交通部在使用中发现，使用CTS能给混凝土结构提供均一的美观效果，消除了混凝土明显的颜色不一以及线纹外观等。CTS还具有防水、防空降污染物以及防腐等性能。在某些可能遭受结冰盐、酸雨影响的裸露混凝土表面或加固钢筋的重要区域，其防腐性能突出。另外，还可以在混凝土交通障碍物上使用CTS，因其下雨后颜色不会变暗。

 

华盛顿州交通部对CTS在混凝土结构上应用考虑到的还有防涂污功能。因为CTS不会被矿物油或松节油从混凝土表面上清除，这些物质也常用来去除大部分的喷涂污染物或有色蜡笔的涂写污染物。此外，如果确实需要进行修补的话，可以把CTS滚涂到现有的已喷涂表面上，只会留下不易观察到的微小修补痕迹。

 

多少年已过去了，在对使用我们CTS的各种工程检验中，CTS一直保持着其华丽外观以及抗老化性能。特别是已有16岁的Wenatchee桥工程，在暴露了这么多年后也只有轻微的变化。在使用了CTS的任何表面上，除了去除涂写污染外，华盛顿州交通部不打算进行任何重涂或维护。

 

1967年以来，美国的几乎所有的交通部政府部门都大力推荐这类产品，应用到其交通设施，包括公路立交桥、公路护栏、隔音墙、停车场、隧道内壁等；铁路桥梁、地铁内壁、火车站、铁路设施等；机场混凝土设施，控制塔；码头，跨海桥梁，滨海设施等。

 

3.2 CTS在强污染环境下的应用案例分析

 

应用于强污染（或腐蚀） 环境下的建筑物外表，例如, 海洋腐蚀环境，化工厂房，烟囱外壁等，也用于标志性建筑物外保护，起到超级耐久的作用。在全世界不同地区得到了大量的应用。

 

位于厦门海昌工业区的柯达感光材料厂，在1995年建厂初期，曾经就一个烟囱的外装饰问题发生过激烈的争论，因为乳胶漆用在这种混凝土结构上面，业主往往担心其将来的维护问题，当时的建筑师来自**的FLUOR公司，主任设计师Bill Thron根据CTS在美国大量的应用案例，在这个烟囱上面设计了大胆的红色。他说，在这种强污染环境，又加上海洋气候，这是他一生当中见过的*优质的混凝土外装饰。这种外装饰，在使用过程中几乎不需要维护，在使用达20年的时候，只需要用清洗剂把外表洗干净，再进行简单的重涂即可。

 

3.3 CTS 在墙体外保温层保护装饰的应用案例分析

    美国亚利桑那州Biltimore Hotel座落于亚利桑那州菲尼克斯市，是**设计大师（Frank Lloyd Wright）赖特1927年设计的作品，也是目前世界上仅存的**一座赖特风格的酒店，素有“沙漠宝石”之美称。

 

该设计*为突出的亮点在于使用了这种后来享誉建筑领域的“Biltmore砖石”。该设计全部采用预制混凝土砖，现场浇注而成，外形酷似棕榈树的几何图案。

 

 

 

1998年酒店重新修葺，眼光挑剔的业主选择了联合涂料公司的CTS对所有Biltmore砖石进行粉饰，并利用CTS对外墙外保温（EIFS）体系进行美化。感谢这一决定，涂装后原来的砖石花纹依旧醒目，这所酒店修葺后比之前更具赖特风格，成为时尚和高雅的代名词！

 

 

   CTS以其优异的性能、可靠耐久的使用寿命、大量的应用实例，一直在美国的交通领域广泛被采用，主要应用到桥梁、市内高架桥、停车场、公路隔音墙等设施、铁路桥、机场、码头、隧道、建筑物，以及强污染情况下的建筑物表面，是在国内值得推广的技术之一。