技术领域
[0001] 本
发明涉及防腐材料及其施工工艺领域，具体的涉及一种用于脱硫尾气烟囱的光固化纳米防腐材料及其施工工艺。
背景技术
[0002] 脱硫尾气烟囱重防腐衬里工程中，烟囱为
钢筋
混凝土外筒结构。对于石灰浆湿法脱硫，烟气进口
温度一般为50-80℃，出口温度为30-70℃，故烟气中
腐蚀介质以二
氧化硫、亚
硫酸、硫酸为主，同时也存在的部分杂酸，如
硝酸及
氢氟酸，一般浓度较低但成分复杂，酸露腐蚀问题较为突出。同时由于烟囱处于高空且内筒
风速较快，使烟囱长期处于压
力、振动及摆动中，因此，要求衬层必须具有较强的耐化学腐蚀性、抗腐蚀介质渗透性、耐磨抗冲刷性、拉伸断裂伸长率、基材
附着力及一定的耐温性。
[0003] 现行工艺一般采取玻璃钢或鳞片胶泥衬里，但玻璃钢所用的乙烯基
树脂一般难以长时间抵抗成分复杂的腐蚀介质，介质中各种腐蚀离子容易穿越玻璃钢的交联网，导致基材返锈，造成防腐衬里层脱落、剥离、溶胀及开裂；而鳞片胶泥施工难度较大，施工均匀性很难达到，对施工人员技术要求高，造成施工
质量极不稳定，难以抵抗酸露渗透腐蚀；而且鳞片胶泥脆性较大，容易开裂；同时，胶泥须涂抹到一定厚度才能体现其防渗效果，而该厚度同时也形成了较大的重量负荷，尤其在带有压力、振动及摆动的烟囱中，容易造成防腐衬里脱落、剥离，腐蚀液及酸露经渗透或直接
接触，腐蚀烟囱砼体，从而造成烟囱内部混凝土及
钢筋腐蚀，严重影响烟囱结构安全，对于基材腐蚀严重的区域，现有的技术中缺乏对基材进行加固处理的措施，单只防腐片材在疏松基材容易脱落。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于脱硫尾气烟囱的光固化纳米防腐材料及其施工工艺，以解决背景技术中提出的问题。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用于脱硫尾气烟囱的光固化纳米防腐材料，其特征在于：包括填充于混凝土基材破损处内部的加固结构和
覆盖于混凝土基材上的脱硫尾气烟囱重防腐衬里，所述脱硫尾气烟囱重防腐衬里从内向外依次包括纳米底涂层、光固化片材层和纳米密封涂层。
[0006] 优选的，所述纳米底涂层通过两次涂抹而成，所述底涂层的厚度为140-160μm。
[0007] 优选的，所述光固化片材层的厚度为2000-2400μm。
[0008] 优选的，所述纳米密封涂层的厚度为200-220μm。
[0009] 优选的，所述加固结构包括基材层和加固架，所述加固架包括多条预先光固化的长条形光固化片材，各长条形光固化片材交叉布置，且长条形光固化片材的交叉点和两端通过气钉固定于基材层上。
[0010] 根据上述的用于脱硫尾气烟囱的光固化纳米防腐材料的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0011] 步骤1)、老旧破损混凝土基材处理：对烟囱内壁的混凝土基材进行全面打磨或轻度
喷砂，并去除破损、松动部分，如
耐火砖、混凝土渣
块等，对烟囱内壁进行高压
淡水冲洗，将残留的烟灰、腐蚀物及表面疏松物彻底冲洗干净，采用
聚合物砂浆进行全面修补及找平，
找平层完全干燥后进行全面检查，出现有不平整
位置或阴阳
角、尖角锐边、管件
接口等应打磨或修补至圆弧平滑过渡，对
基层进行
烘烤，并加强空气流通，使基层深20mm的厚度内含水率不大于15％，对基材清扫及吸尘；
[0012] 步骤2)、纳米底涂层施工：涂抹两道纳米复合乳液底涂，二道底涂施工完毕后表面饱满平滑，每一道纳米复合乳液底涂施工的标准用量为0.15kg/m2，每一道底涂施工中按纳米复合乳液底涂重量的2.0％-6.0％添加固化剂，干膜厚度为140-160μm，底涂通过辊涂、刷涂、镘涂或
喷涂施工，复涂间隔为3小时-7天，基材若有凹坑、裂痕、孔洞及基材处理时难以打磨至平整或圆弧平滑过渡的区域，如
焊缝坑洞、混凝土麻孔等，可于底涂施工后，使用底涂和
石英粉，或改性树脂和石英粉调配成腻子进行修补和找平，裂缝处用凿子开V型坡口，将腻子沿裂缝处慢慢灌入，
压实磨平，腻子修补处须在初凝前及时用沾有稀释剂的毡辊抹平，或待其固化后，表面打磨平整；
[0013] 步骤3)、光固化片材层施工：按照涂刷完纳米底涂的实际区域尺寸裁剪光固化纳米片材，标准用量为3.6kg/m2，将裁剪完成的片材粘
贴面薄膜一边揭开一边与纳米底涂层粘贴，均匀用力，使片材尽量与纳米底涂层完全紧密贴合，粘贴时不能直接踩踏在片材上，以免破坏片材，出现小面积鼓泡可用美工刀或针筒戳穿，挤出空气后，重新揉压密实，片材粘贴完成后，将上层薄膜缓慢揭开，采用灯组进行固化，对片材进行固化，
单层片材区域固化时间约5-10min，双层区域固化15-20min；
[0014] 步骤4)、纳米密封涂层施工：涂抹一道纳米复合密封乳液，纳米复合密封乳液的标准用量为0.35kg/m2，纳米复合密封乳液按其重量的1.0％-3.0％添加固化剂，采用刷涂、镘涂或喷涂施工。
[0015] 优选的，所述步骤3)中搭接处施工步骤如下：搭接时揭开上层薄膜，将片材搭接在一起，盖回揭开的上层薄膜并压紧使搭接处截面圆弧平滑过渡，搭接长度不得少于50mm，应错开相邻段间搭接口，使其不在同一直线上，以防止多重搭接。
[0016] 优选的，所述步骤3)中，当需要先固化一部分片材时，为防止上一段片材因为已经固化而导致与下一段片材搭接不良或致密性不足，可于上一段片材的末端采用遮光
铝膜或黑色
胶带等不透光材质遮盖，宽度约10cm，以防止其固化，待下一段片材施工时再揭开，如不采取上述不透光材质遮盖的方法，则需将已固化的上一段片材末端打磨粗糙，涂刷光固化涂料或配套的底涂，再粘贴下一段片材；片材多层搭接处、片材与结构件的结合处、片材与原防腐层的搭接端部界面，以及拐角和结构缝隙处，须采用光固化涂料或纳米底涂和石英粉调配的腻子进行密封。
[0017] 优选的，所述步骤3)中，对于严重腐蚀的疏松基材，光固化片材层通过片材加固方式进行施工，包括以下步骤：待光固化片材固化后，采用平头膨胀螺丝、自攻螺丝或
铆钉并配合
垫片，将光固化片材固定于基材上，或者现场制作光固化片材厚板并预先固化，采用气钉枪将片材厚板固定在基材上，加固点按梅花形布置；然后在加固区域的光固化片材上采用光固化膏修补并粘贴片材
补丁，覆盖加固区域。
[0018] 优选的，所述步骤3)中，对于加强筋和基材的连接处的片材黏贴的施工，包括以下步骤：根据加强筋的形状，将片材预先裁剪出适合加强筋截面的缺口，片材可采用两片拼接或单片裁剪，将片材黏贴于加强筋和基材的连接处，在接缝位置采用纳米底涂和石英粉混合而成的腻子，或者纳米复合密封乳液填补。
[0019] 由上述描述可知，本发明提供的用于脱硫尾气烟囱的光固化纳米防腐材料及其施工工艺具有如下有益效果：
[0020] 一、脱硫尾气烟囱重防腐衬里从内向外依次包括纳米底涂层、光固化片材层和纳米密封涂层，具有较强的耐化学腐蚀性、抗腐蚀介质渗透性、耐磨抗冲刷性、拉伸断裂伸长率
[0021] 二、施工均匀性高，施工难度低，对施工人员技术要求低，施工质量稳定，不易开裂。
[0022] 三、衬里厚度和重量低，不会形成较大的重量负荷，对于带有振动的脱硫系统，衬里不易脱落、剥离，
碳钢基材衬里的光固化片材接缝处采用
叠加工艺，不易开裂、分离。
[0023] 四、针对严重腐蚀和疏松基材进行基材加固处理和片材加固处理，能够大大增加基材的
稳定性，以及基材与片材的连接强度，片材不易脱落，使用时间长。
具体实施方式
[0024] 以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
[0025] 本发明所述的用于脱硫尾气烟囱的光固化纳米防腐材料，其特征在于：包括填充于混凝土基材破损处内部的加固结构和覆盖于混凝土基材上的脱硫尾气烟囱重防腐衬里，所述脱硫尾气烟囱重防腐衬里从内向外依次包括纳米底涂层、光固化片材层和纳米密封涂层。
[0026] 所述纳米底涂层通过两次涂抹而成，所述底涂层的厚度为140-160μm，优选厚度为150μm。
[0027] 所述光固化片材层的厚度为2000-2400μm，优选厚度为2400μm。此处需指出，上述光固化纳米片材层厚度指的是单层厚度，对于搭接处的双层或多层光固化纳米片材层厚度按单层的倍数增加。
[0028] 所述纳米密封涂层的厚度为200-220μm，优选厚度为210μm。
[0029] 所述加固结构包括基材层和加固架，所述基材层由砖石、混凝土构成，用于填充混凝土基材破损处内部空间，所述加固架包括多条预先光固化的长条形光固化片材，各长条形光固化片材交叉布置，且长条形光固化片材的交叉点和两端通过气钉固定于基材层上，加固架的表层通过纳米复合乳液底涂和石英粉，或改性树脂和石英粉调配成腻子进行找平。
[0030] 上述纳米底涂层、光固化片材层和纳米密封涂层选用石狮华宝新材料有限公司的相关产品，具体型号可参考公司手册及官网，其中，光固化纳米片材层选用光固化纳米片材系列产品，纳米底涂层和纳米密封涂层选用纳米复合重防腐系列产品，具体的，选用产品型号如下：纳米底涂层选用纳米复合乳液底涂8231C型，光固化片材层选用光固化纳米片材9130型(厚度2400um)，纳米密封涂层选用纳米复合密封乳液8234-05型。
[0031] 光固化纳米片材系列产品：由多种
纳米级耐腐抗渗材料杂化复合而成，是一种多功能光固化
纤维增强
复合材料。产品外观为软膜胶带状，质量轻、施工简便快捷，可根据工程需要，切割或裁剪成各种形状、粘贴、缠绕、包裹在待防护或修复的基层上，在太阳光或紫外灯照射下高分子快速交联固
化成型，固化时间仅为5-20分钟，几乎无
溶剂挥发，施工过程无需电焊、动火，一年四季皆可施工，无需养护，施工后可立即投入使用，大幅度降低施工时间、施工难度及人工成本。
[0032] 固化后形成高强度、高附着、耐高温、无缝密封的防腐防火绝缘套层，其机械性能可以与金属材料相媲美。产品具有优异的耐化学腐蚀性能、耐温性能及高使用寿命，对大多数的酸、
碱、盐、多种油类和
有机溶剂、
海水及
土壤腐蚀等都有很好的抵抗能力，
外壳完全无缝密封，无导致水、气及腐蚀介质进出的连接部位，可从根本上杜绝层内、外腐蚀介质或空气的渗透
对流，保证基材的长期稳定性，提供很好的防腐、防护及增强等作用。适用于重防腐、耐温、耐磨、耐冲刷、抗裂、抗撞击体系。
[0033] 纳米复合重防腐系列产品：以改性高分子有机化合物为主体，融合特种抗渗增强无机
纳米材料及双电层超分子纳米材料杂化复合而成，是一种纳米级有机-无机杂化复合材料，具有优异的耐化学腐蚀性及纳米级抗腐蚀介质渗透性、优异的机械强度及性能、优异的基材附着力、高耐温性、耐热冲击性、低
热膨胀系数、高电热绝缘性、高抗老化性、高使用寿命及优异的施工及维修便捷性等特点，可代替衬胶、衬塑、衬聚脲、鳞片胶泥、
花岗岩、耐酸瓷砖、耐酸
水泥、呋喃、乙烯基及
环氧树脂手糊玻璃钢等传统工艺，并适用于高低温环境场所。中空“杨梅型”的特种防渗增强无机纳米材料以其优越的粒子形态在衬层表面及内层形成化学致密性极高、机械性能优异的纳米级密封保护网，最大程度上隔绝腐蚀介质中分子、离子及气体的渗透，解决因返锈而导致衬层剥离、脱落、溶胀及开裂等问题。双电层超分子纳米材料具有带正负电荷的两个层板，分别对腐蚀介质中的阴阳离子具有极强的排斥作用，能有效阻止腐蚀离子与基材接触。
[0034] 根据上述的用于脱硫尾气烟囱的光固化纳米防腐材料的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
[0035] 步骤1)、老旧破损混凝土基材处理：对烟囱内壁的混凝土基材进行全面打磨或轻度喷砂，并去除破损、松动部分，如耐火砖、混凝土渣块等，对烟囱内壁进行高压
淡水冲洗，将残留的烟灰、腐蚀物及表面疏松物彻底冲洗干净(必要时须冲洗多次)，采用聚合物砂浆进行全面修补及找平，找平层完全干燥后进行全面检查，出现有不平整位置或阴阳角、尖角锐边、管件接口等应打磨或修补至圆弧平滑过渡，对基层进行烘烤，并加强空气流通，使基层深20mm的厚度内含水率不大于15％，对基材清扫及吸尘，处理后表面应清洁干燥，无灰尘、油污及其它化学介质。
[0036] 对于基材表面大的
破碎的凹坑，去除松动的砖石和基材后，在凹坑内填充由由砖石、混凝土构成的基材层，基材层的表面距离基材表面的距离为42-4.5mm。
[0037] 根据凹坑形状裁剪长条形光固化片材，宽度为10-20mm，当凹坑面积小于0.04m2时，长条形光固化片材采用中心交叉布置，当凹坑面积大于0.04m2时，长条形光固化片材采用纵横交叉布置，长条形光固化片材的交叉点和两端通过气钉固定于基材层上，加固架的表层通过纳米复合乳液底涂和石英粉，或改性树脂和石英粉调配成腻子进行找平。
[0038] 步骤2)、纳米底涂层施工：涂抹两道纳米复合乳液底涂，二道底涂施工完毕后表面饱满平滑，每一道纳米复合乳液底涂施工的标准用量为0.15kg/m2，每一道底涂施工中按纳米复合乳液底涂重量的2.0％-6.0％添加固化剂，干膜厚度为140-160μm，底涂通过辊涂、刷涂、镘涂或喷涂施工，复涂间隔为3小时-7天，基材若有凹坑、裂痕、孔洞及基材处理时难以打磨至平整或圆弧平滑过渡的区域，如焊缝坑洞、混凝土麻孔等，可于底涂施工后，使用钠米复合乳液底涂和石英粉(重量份配方：纳米复合乳液底涂20-30份，石英粉50-60份)，或改性树脂和石英粉(重量份配方：改性树脂20-30份，石英粉50-60份)调配成腻子进行修补和找平，裂缝处用凿子开V型坡口，将腻子沿裂缝处慢慢灌入，压实磨平，腻子修补处须在初凝前及时用沾有稀释剂的毡辊抹平，或待其固化后，表面打磨平整；
[0039] 固化剂选用石狮宝华新材料有限公司相关材料或市面相关在售材料，产品的固化受温度、湿度等现场环境因素的影响，固化剂加量在规定范围内随温度(40℃-0℃)下降而递增，具体的，当温度大于等于40℃时，固化剂加量为纳米复合乳液底涂重量的2.0％，温度小于等于0℃时，固化剂加量为纳米复合乳液底涂重量的6.0％，温度每减少1℃，固化剂加量增加百分之0.1。
[0040] 本底涂对混凝土及水泥等非金属基材具有极强粘附能力，且允许基材含水率高达15％，同时具有高耐温性及拉伸断裂伸长率。
[0041] 步骤3)、光固化片材层施工：按照涂刷完纳米底涂的实际区域尺寸裁剪光固化纳米片材9130型，片材幅宽为1040mm，长度为8m/卷，可以任意裁剪和切割，也可以搭接组合，标准用量为3.6kg/m2，将裁剪完成的片材粘贴面薄膜一边揭开一边与纳米底涂层粘贴，均匀用力，使片材尽量与纳米底涂层完全紧密贴合，粘贴时不能直接踩踏在片材上，以免破坏片材，出现小面积鼓泡可用美工刀或针筒戳穿，挤出空气后，重新揉压密实，片材粘贴完成后，将上层薄膜缓慢揭开，采用LED-50W灯组或飞利浦HPA-400S灯组进行固化，对片材进行固化，单层片材区域固化时间约5-10min，双层区域固化15-20min；在固化之前要先将上层薄膜缓慢揭开，再进行固化，如此可形成粗糙及不规则纹路的固化表面，以增加密封涂层对片材的附着力。
[0042] 步骤4)、纳米密封涂层施工：涂抹一道纳米复合密封乳液，纳米复合密封乳液的标准用量为0.35kg/m2，纳米复合密封乳液按其重量的1.0％-3.0％添加固化剂，采用刷涂、镘涂或喷涂施工。
[0043] 固化剂加量在规定范围内随温度(40℃-0℃)下降而递增，具体的，当温度大于等于40℃时，固化剂加量为纳米复合乳液底涂重量的1.0％，温度小于等于0℃时，固化剂加量为纳米复合乳液底涂重量的3.0％，温度每减少1℃，固化剂加量增加百分之0.05。
[0044] 本密封涂层因其独特的密封功能，可于漆膜表面形成一致密性极高、机械性能优异的纳米级密封保护网，可隔绝腐蚀介质中分子、离子及气体的渗透。
[0045] 进一步的，所述步骤3)中搭接处施工步骤如下：搭接时揭开上层薄膜，将片材搭接在一起，盖回揭开的上层薄膜并压紧(可使用工具滚压)使搭接处截面圆弧平滑过渡，搭接长度不得少于50mm，应错开相邻段间搭接口，使其不在同一直线上，以防止多重搭接。
[0046] 进一步的，所述步骤3)中，当需要先固化一部分片材时，为防止上一段片材因为已经固化而导致与下一段片材搭接不良或致密性不足，可于上一段片材的末端采用遮光铝膜或黑色胶带等不透光材质遮盖，宽度约10cm，以防止其固化，待下一段片材施工时再揭开，如不采取上述不透光材质遮盖的方法，则需将已固化的上一段片材末端打磨粗糙，涂刷光固化涂料或配套的底涂，再粘贴下一段片材；片材多层搭接处、片材与结构件的结合处、片材与原防腐层的搭接端部界面，以及拐角和结构缝隙处，须采用光固化涂料或纳米底涂和石英粉调配的腻子进行密封。
[0047] 进一步的，所述步骤3)中，对于严重腐蚀的疏松基材，光固化片材层通过片材加固方式进行施工，包括以下步骤：待光固化片材固化后，采用平头膨胀螺丝、自攻螺丝或铆钉并配合垫片，将光固化片材固定于基材上，或者现场制作光固化片材厚板并预先固化，采用气钉枪将片材厚板固定在基材上，加固点按梅花形布置；然后在加固区域的光固化片材上采用光固化膏修补并粘贴片材补丁，覆盖加固区域。
[0048] 进一步的，所述步骤3)中，对于加强筋和基材的连接处的片材黏贴的施工，包括以下步骤：根据加强筋的形状，将片材预先裁剪出适合加强筋截面的缺口，片材可采用两片拼接或单片裁剪，将片材黏贴于加强筋和基材的连接处，在接缝位置采用纳米底涂和石英粉混合而成的腻子，或者纳米复合密封乳液填补。
[0049] 两片拼接施工工艺如下：
[0050] 施工条件及施工前准备事项如下：根据加强筋的形状，将片材预先裁剪出加强筋截面轮廓，两块片材拼接后的缺口形状与加强筋适配，两片拼接时要保留搭接长度≥5cm，经固化后，加强筋和基材接缝处和基材和基材接缝处采用底涂腻子或密封。
[0051] 单片裁剪施工工艺如下：单片片材根据加强筋形状裁剪，单片对接处缝隙在上部重新贴光固化片材小条进行密封，片材小条宽度要≥10cm，保证缝隙两端都要搭接宽度≥5cm，经固化后，加强筋和基材接缝处和基材和基材接缝处采用底涂腻子或密封。
[0052] 1、温度5℃-40℃，且基材表面温度高于
露点3℃以上，
相对湿度85％以下。
[0053] 2、潮湿表面、返潮天气、大风天、现场灰尘过大时禁止
涂装作业。
[0054] 3、良好的
通风、照明、配电及安全防护条件，严禁烟火。
[0055] 4、施工前，备齐工程所用材料、施工工具、防尘防雨露设施及各种劳动保护用品，要求清洁干燥。
[0056] 质量检查如下：
[0057] 1、目测检查(放大镜或
荧光灯)：全面积。
[0058] 衬里应均匀、完整，不得有严重的漏涂、露底、刷痕、厚薄不均、尖锐突角、流挂、滴料、气泡、针眼、微裂痕、杂物、泛白、剥离、鼓泡、浸润不良及固化不良等弊病。
[0059] 2、厚度检查(厚度仪)
[0060] ·混凝土基材取样标准：衬层各处随机均匀
抽取测试点(3-5处)，刻取样块测厚或另制同工艺样块测厚。
[0061] ·验收标准：测量点干膜厚度必须达到设计厚度80％以上。
[0062] ·局部太薄须补涂，严重时需重新拟定补救方案。
[0063] 养护及验收如下：封闭防腐区域，让其充分固化，24小时后解封，48小时后可负重、装设备，夏季3天，冬季5天后可进料使用，同时完成工程报告书，并交客户验收。
[0064] 安全与防护如下：
[0065] 1、施工现场应有良好的通风、照明、配电及安全防护条件，并严禁烟火。
[0066] 2、所有施工化学物料须存放在阴凉、避光、通风处，远离热源，避免阳光直接照射并严禁烟火；当天未用完物料应盖紧并密封，固化剂不得使用金属器皿盛装，同时须与促进剂(如适用)分开存放。
[0067] 3、使用UV紫外灯照射时，应避免紫外线直射人体眼睛及
皮肤。
[0068] 4、照明应使用低压电源，施工场所的电线、
电动机及配电设备应符合防爆要求；相关设备须接地，以消除发生静电火花的可能性。
[0069] 5、严禁在没有足够通风或密闭区域中施工，必要时须使用强制通风设备。
[0070] 6、所有现场施工人员必须佩带
安全帽，穿戴防护衣物，如面具、眼具、手套及脚套等。
[0071] 7、操作人员如有头晕、恶心、呕吐等不适感时，应立即到有新鲜空气的场所休息或送院就医。
[0072] 本发明提供的用于脱硫尾气烟囱的光固化纳米防腐材料及其施工工艺具有如下有益效果：
[0073] 一、脱硫尾气烟囱重防腐衬里从内向外依次包括纳米底涂层、光固化片材层和纳米密封涂层，具有较强的耐化学腐蚀性、抗腐蚀介质渗透性、耐磨抗冲刷性、拉伸断裂伸长率
[0074] 二、施工均匀性高，施工难度低，对施工人员技术要求低，施工质量稳定，不易开裂。
[0075] 三、衬里厚度和重量低，不会形成较大的重量负荷，对于带有振动的脱硫系统，衬里不易脱落、剥离，
碳钢基材衬里的光固化片材接缝处采用叠加工艺，不易开裂、分离。
[0076] 四、针对严重腐蚀和疏松基材进行基材加固处理和片材加固处理，能够大大增加基材的稳定性，以及基材与片材的连接强度，片材不易脱落，使用时间长。
[0077] 上述仅为本发明的若干具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
