华龙一号核岛厂房PIA油漆施工技术优化浅析

华龙一号核岛厂房PIA油漆施工技术优化浅析

郑德韬、曲殿英、汪宇雄、刘康、梁冬杰

中建电力工程（深圳）有限公司    中国建筑第二工程局有限公司   广东深圳518000

【摘要】本文简要介绍华龙一号核电站核岛厂房PIA油漆系统技术要求及优化空间，通过油漆各道工序的工效分析，为提高施工工效，提升油漆施工环境，提出了基层处理的优化方案。联合油漆厂家针对核岛厂房开发油漆界面剂，现场取的了良好的实践反馈。

【关键词】核电；华龙一号；PIA；油漆；界面剂；

1 工程概况

华龙一号核岛厂房采用现浇混凝土剪力墙板结构，根据设计要求除不锈钢覆面以外，其余室内外漏混凝土面均需进行油漆涂饰施工，油漆施工总面积约为90万平方米，PIA涂层系统占总施工面积最大，占比约50%，基础性能试验却要求最低，对PIA涂层系统进行界面剂工艺改进经济性最佳，为提高混凝土表面处理工效，提出改进意向。

2 PIA油漆系统涂层配套设计

（1）由于核岛厂房采用的混凝土强度较高，油漆施工最关键工序为基层处理。传统的基层处理采用的机械打磨的方式，高强度混凝土使得打磨极为困难，无尘打磨对设备要求高、工效低、施工工期长、环境控制难等诸多不利因素。

（2）涂层系统简介

表2-1与大气接触的涂层系统的系列代号

（3）涂层系统各系列的主要要求

非核区域内涂层系统——PIA系列

PIA涂层系统应满足以下要求：

1)涂料便于施工和修补；

2)涂膜应在正常运行条件下保持稳定；

3)具有高的附着力和足够的防腐蚀能力，涂膜至少在6年内锈蚀面积不超过总面积的0.5%，出现外观缺陷（如：起泡、裂纹、粉化等）的面积不超过5%。

表2-2涂层系统的试验项目

通过对技术规格书的解读，结合项目施工进度综合分析认为：PIA涂层系统试验周期较短，费用较低且能够推广至核岛厂房进行使用，对项目工期节约，无尘化施工具有积极作用。

3 可行性验证性试验

3.1对比试验

界面剂处理工艺流程：灰尘/油污清理→涂刷界面剂→批刮第一道腻子→批刮第二道腻子→涂刷第一遍油漆→涂刷第二遍油漆→固化后附着力测试

正常施工处理工艺流程：基层打磨后灰尘清理→批刮第一道腻子→批刮第二道腻子→涂刷第一遍油漆→涂刷第二遍油漆→固化后附着力测试

二者施工区别在于使用界面剂的施工工艺未进行基层打磨，直接在混凝土表面涂刷界面剂，待界面剂固化后在其表面涂刷油漆。

图示1：界面剂涂刷                 图示2：油漆涂刷完成对比图

3.2附着力试验

根据《涂料工程》第10.4附着力章节要求采用拉开法，参照GB/T5210-2006的有关要求，采用拉开法附着力测试仪器，附着力应大于l.5MPa。为验证界面剂处理后附着力情况，在油漆涂刷完成后的第九天进行附着力试验。对比试验区各选择2个位置进行拉拔，拉拔结果显示使用界面剂处理的油漆涂层附着力更大，分别为2.092Mpa和2.503Mpa；正常施工工艺附着力分别为1.549Mpa和1.171Mpa。

图示3：试验柱粘贴                 图示4：拉拔试验见证

图示5：不同工艺拉拔试验基层破坏对比图

图示6：界面剂拉拔后试验柱照片      图示7：正常工艺施工拉拔后试验柱照片

从照片中可以看出，界面剂具有一定渗透作用，拉拔试验时破坏面为混凝土破坏。

正常工艺破坏面为腻子与混凝土面。

3.3试验初步结论

经改进的界面剂处理方法附着力相较于正常打磨处理的基础附着力更大，能够满足设计要求，界面剂涂刷相较于基层打磨可节约工期，利于现场施工。

4 PIA油漆系统研发

PIA油漆系统界面剂技术优化要求：

1）优化后的PIA油漆系统需满足NB 20133压水堆核电厂设施设备防护涂层规范要求；

2）基层界面剂具有高渗透，高封闭，提高基层强度；

3）层间附着力好，减少打磨工序道数；

4）水性产品，体系环保、气味低、适合狭小和通风不畅环境中的新建和维修要求。

经改进的界面剂处理方法附着力相较于正常打磨处理的基础附着力更大，能够满足设计要求，界面剂涂刷相较于基层打磨可节约工期，利于现场施工。

4.1性能试验

表4-1：PIA151～155系统+界面剂配套涂层检验项目表

4.2试块制作

根据试验要求制作70x70x20mm混凝土试块，为更好模拟现场混凝土特性，采用项目部预制试块，混凝土强度C50，制作完毕后交由厂家进行界面剂+涂层系统涂刷后送检。

表4-2：涂层配套

图示8：混凝土试块制作

图9：含水量测试                        图10：界面剂涂刷

图11：腻子批刮                           图12：油漆涂刷

试验结果显示：其余检测项目均合格，但耐温120℃时试块出现不同程度起泡现象，按照规格书要求改为70℃时，仍出现起泡现象。经分析后发现油漆为环氧类，但界面剂为聚丙烯酸酯类，二者存在兼容性问题。

图13：正面涂刷界面剂起泡照片    图14：背面未涂刷界面剂未起泡照片

4.3二次性能性能试验

总结第一次试验失败的经验，界面剂采用与油漆一致的环氧类。通过市场调研及核电业绩筛查，最终选择两家环氧类界面剂进行试验。分别为：北京中德新亚建筑技术有限公司和德爱威（中国）有限公司。

图15：PIA 151系统+界面剂配套涂层检验报告-德爱威（中国）有限公司

图16：PIA151系统+界面剂配套涂层检验报告-北京中德新亚建筑技术有限公司

4.4试验结论

通过试验表明：耐温试验未出现起泡现象，环氧类各项指标均符合标准要求，同为环氧类材料，兼容性较聚乙烯酸酯类界面剂更好，尤其附着力数值增加明显，远大于规格书要求的1.5Mpa。

5 施工要点

5.1施工工艺流程

基层处理（基层清理后涂刷界面剂）→刮涂第一层腻子→刮涂第二层腻子→涂刷中涂→涂刷面涂

5.2界面剂涂刷

1）施工前需计算材料使用量，依照施工方向及区域选定材料搅拌区及材料配置区。

2）搅拌后的材料应在规定的使用时间内使用，以免材料固化浪费，双组份界面剂可施工时间为25分钟左右。

3）基层温度高于露点温度以上至少3℃；施工环境温度和相对湿度的要求：5℃≦t1≦35℃，相对湿度＜85%。界面剂施工环境达到上述要求方可进行涂料的施工。

4）界面剂涂刷时应同方向顺序前进。一般在墙面涂刷时，遵循自上而下、自左至右、先里后外、先斜后直、先难后易地纵横涂刷，涂刷过程应暂停可能产生灰尘的施工。最后用毛刷轻轻修饰边缘棱角，使漆液在物面上形成一层薄而均匀、光亮平滑的涂膜。涂刷时，一刷压半刷，涂膜应均匀，无流坠。界面剂完全干燥后，如发现有泛白、墙面和天花未完全封闭的部位需进行二次涂刷。

图17：界面剂施工照片          图18：附着力试验

5）施工期间及养护时间内管控人员进出，施工温度在15℃～25℃时，养护时间为24～48小时。随着温度的增减，养护时间随之酌情增减。

5.3 第一层腻子的施工

5.3.1 腻子的调配

夸克腻子(BYHYDRO PUTTY)为双组分材料，主剂/固化剂=1/1（体积比），1.05/1(重量比) 调配时分别机械搅拌基质和固化剂 2~3 min后，一边搅拌固化剂，一边将主剂倒入固化剂中，直至两者混合均匀成一色，充分搅拌至完全均匀。混合后其活化期（20℃）为2小时，环境温度每升高10℃，其混合使用期会相应缩短大约一半，因此应按当天使用量混合。

在调配第一道腻子时可加入双组分材料总重量的5%的水。这样可以降低基层上残余灰尘对附着力的影响，同时可以提高腻子对混凝土的渗透力，可增强腻子与基层的粘接。

5.3.2腻子施工前环境检查

打磨完成以后，混凝土表面温度高于露点温度以上至少3℃，混凝土基层深度20mm的范围内，含水率≤6%，若所用涂料另有要求，则应满足涂料说明书的规定；施工环境温度和相对湿度的要求：10℃≤t1≤35℃，相对湿度＜85%。基层以及施工环境达到上述要求方可进行腻子的施工。

5.3.3 腻子的施工

腻子施工在混凝土表面处理完成，一般采用人工刮涂的方法。

腻子批刮时，确保基层上清洁、干燥、无灰尘、无污渍，批刮过程应暂停可能产生灰尘的施工，同时应尽可能薄地批刮(刮到透明)，厚度大约110um；腻子再涂最短间隔时间为24h，无最长时间间隔。

腻子批刮时时应同方向顺序前进。掌握好刮涂时工具的倾斜度，用力均匀，以保证腻子饱满。

不要过多地往返刮涂，以免出现卷皮、胶落或将腻子中的胶料挤出，封住表面不易干燥。

先对基层上较大孔洞用环氧腻子加适量的石英砂（重量比按照5:1）或掺有建筑胶水1:2或1:2.5的水泥加石英砂找补填实，再进行腻子满刮，以完全填平基层上孔洞和缝隙。

5.3.4 腻子的打磨

在批刮第二道腻子之前，一定要用砂纸打磨第一道腻子的表面，打磨时，砂纸呈圆周状反复旋转前进。过程中，操作人员必须一边打磨腻子，一边用手去感觉腻子表面。如果表面平整，没有糙手的感觉，就表明腻子已平整，否则需进一步打磨。

腻子可打磨时间：24h（20℃，相对湿度50%），腻子的固化与环境的温度、相对湿度、通风良好状况等因素有关，可根据现场实际情况酌情增减可打磨时间，但必须保证第一道腻子完全干燥。腻子应完全填平基材上孔洞，腻子打磨后表面应光滑平整。

5.4 第二层腻子的施工

重复第一层做法。

5.5中涂的施工

5.5.1 涂料的调配

雅科特涂料(BYAQUA 6400N)为双组份涂料，配比为主剂/固化剂=3.5/2（体积比），2.25/1(重量比)使用水作为稀释剂。调配时一边搅拌主剂，一边将固化剂倒入主剂中，混合后其活化期（20℃）为3h，环境温度每升高10℃，其活化期约降低一半。必须保证所有的固化剂都与主剂混合均匀。

5.5.2 涂料的施工

中涂施工在腻子处理完成，一般采用人工辊涂的方法，也可采用喷涂的方式。施工条件见下表：

腻子打磨完成以后，腻子表面温度高于露点温度以上至少3℃；施工环境温度和相对湿度的要求：10℃≦t1≦35℃，相对湿度＜85%。涂料施工环境达到上述要求方可进行涂料的施工。

涂料涂刷时应同方向顺序前进。一般在墙面涂刷时，遵循自上而下、自左至右、先里后外、先斜后直、先难后易地纵横涂刷，涂刷过程应暂停可能产生灰尘的施工。最后用毛刷轻轻修饰边缘棱角，使漆液在物面上形成一层薄而均匀、光亮平滑的涂膜。涂刷时，一刷压半刷，涂膜应均匀，无流坠。若地面存在装修层，墙面涂料施工时需预留50mm。

涂刷的同时，应对涂好的区域按每10㎡检测二次的频率进行湿膜检查。对湿膜厚度没有达到要求的，应重新进行滚涂，直至达到和超过规定的湿膜厚度。

涂料最短再涂间隔时间为24h（25℃），最长再涂间隔时间为1年，如果涂装间隔超过了规定的期限，必须检查表面是否清洁、有无粉化等缺陷，若有，需用高压水或者砂纸将涂层打毛处理，以增强涂层间的附着力。环境的温度和相对湿度会影响它的最短再涂间隔，温度低于15℃，涂层干燥速度明显下降相对应的最短再涂间隔需要延长。现场需在涂刷施工区域保持良好的通风条件，以利于漆膜中水分的挥发。当温度过低或湿度过大时，可通过设置抽风机，暖风机等设备以便于漆膜中水分的挥发，来保持温湿度和通风要求，加快漆膜的固化和干燥。

5.6面涂的施工

5.6.1 涂料的调配

雅科特涂料(BYAQUA 6400N)为双组份涂料，配比为主剂/固化剂=3.5/2（体积比），使用水作为稀释剂。调配时一边搅拌主剂，一边将固化剂倒入主剂中，混合后其活化期（20℃）为3h，环境温度每升高10℃，其活化期约降低一半。 必须保证所有的固化剂都与主剂混合均匀。

5.6.2 涂料的施工

涂面施工在腻子处理完成，一般采用人工辊涂的方法，也可采用喷涂的方式。施工条件见下表：

中涂完成以后，涂料表面温度高于露点温度以上至少3℃；施工环境温度和相对湿度的要求：10℃≦t1≦35℃，相对湿度＜85%。涂料施工环境达到上述要求方可进行涂料的施工。

涂料涂刷时应同方向顺序前进。一般在墙面最后一道涂刷时，对于垂直的表面应由上向下地进行，对于水平的表面，最后一次刷涂，应按光线照射的方向进行，涂刷过程应暂停可能产生灰尘的施工。涂刷时，一刷压半刷，涂膜应均匀，无流坠。

涂刷的同时，应对涂好的区域按每10㎡检测二次的频率进行湿膜检查。对湿膜厚度没有达到要求的，应重新进行滚涂，直至达到和超过规定的湿膜厚度。

涂料最短再涂间隔时间为24h（25℃），最长再涂间隔时间为1年，如果涂装间隔超过了规定的期限，必须检查表面是否清洁、有无粉化等缺陷，若有，需用高压水或者砂纸将涂层打毛处理，以增强涂层间的附着力。环境的温度和相对湿度会影响它的最短再涂间隔，温度低于15℃，涂层干燥速度明显下降相对应的最短再涂间隔需要延长。现场需在涂刷施工区域保持良好的通风条件，以利于漆膜中水分的挥发。当温度过低或湿度过大时，可通过设置抽风机，暖风机等设备以便于漆膜中水分的挥发，来保持温湿度和通风要求，加快漆膜的固化和干燥。

5.7涂层修补

每道涂料施工完后，进行表观检测时，如发现局部涂层存在缺陷，应对涂层进行修补，对涂层的缺陷区域进行修补时

5.7.1中涂损坏时的修补

为提高涂层之间结合力，应采用砂纸进行打磨处理，将损坏的中涂打磨掉，并在原涂层的四周边缘打磨出15~30mm的边坡过渡区域。若底涂的腻子存在缺陷，需刮涂一层夸克腻子(BYHYDRO PUTTY)，待腻子打磨后再涂刷一层雅科特涂料(BYAQUA 6400N)中涂；若底涂的腻子不存在缺陷，涂刷一层雅科特涂料(BYAQUA 6400N)中涂。

5.7.2面涂损坏时的修补

为提高涂层之间结合力，应采用砂纸进行打磨处理，将损坏的面涂打磨掉，并在原涂层的四周边缘打磨出15~30mm的边坡过渡区域，涂刷一层雅科特涂料(BYAQUA 6400N)面涂。

5.7.3深度破坏

为提高涂层之间结合力，应采用砂纸进行打磨处理，打磨至基层，并在原涂层的四周边缘打磨出15~30mm的边坡过渡区域，涂覆的各道涂层应与周围的涂层搭接。当某一区域面涂层的修补面积超过20%时，应对该区域重涂一道面涂层。

5.8施工效果分析

通过现场界面剂工艺施工，施工结果综述如下：

采用界面剂工艺施工，对混凝土基层表面的浮浆、脱模剂及其他杂质进行轻微打磨清理后无需打磨即可进行腻子施工，打磨功效提高50％-100％（正常打磨40-50㎡天/人，界面剂工艺打磨80-100㎡天/人），提高油漆施工功效，缩短工期。

在未使用界面剂的情况下，腻子施工后易出现气孔及针孔现象，采用界面剂工艺，由于界面剂的高渗透性，腻子施工后气孔及针孔现象明显减少。

混凝土表面常规油漆工艺施工后涂层附着力在1.5MPa-3MPa 范围内，界面剂工艺油漆施工后涂装附着力可以达到3-5MPa。

5.9质量安全控制要点

5.9.1质量控制要点

1）湿膜厚度检验：每10㎡使用湿膜测厚仪至少检测二次，每次至少取5个以上的测点，所有测点的干膜厚度值应达到或超过规定值，但不能超过允许涂覆的最大湿膜厚度。

2）干膜厚度检验：每10㎡使用干膜测厚仪至少检测二次，每次至少取5个以上的测点，所有测点的干膜厚度值应达到或超过规定值，但不能超过允许涂覆的最大干膜厚度。

3）外观检验（目视）：漆膜外观要求无裂纹、漏涂、流挂、起皱、凹陷、气泡等缺陷，漆膜光滑平整。

4）漆膜颜色应符合涂层系统和面漆颜色油漆表系列文件并与参考面相一致。

5）附着力要求：每1000㎡作为一个检验批，不足1000㎡作为一个检验批，附着力试验要求详见《水泥基材油漆附着力试验》。

6）由于所使用的涂料均为多组分材料，存在固化期，故在调配前应严格计算施工面积，按照涂布率进行调配，防止浪费。。

5.9.2安全控制要点

1）需要保持足够的通风条件。

2）在混凝土房间施工时要注意临边洞口防止掉落，不要被混凝土面裸露在外的钢筋刮伤。

3）施工人员需要穿戴好安全帽、劳保鞋、防毒口罩、护目镜等劳保用品方可进入区域施工。

4）油漆施工前需要办理动火作业许可证，批准后方可施工作业。

5）墙面和天花板施工时，在搭设和使用移动式脚手架时遵守搭设要求和使用规程，并在施工时佩戴安全带。

6）在密闭房间施工前，其施工要求严格按照《密闭空间作业管理程序》执行。

7）油漆属于危险品，其运输和储存应按照《危险化学品管理程序》执行。

6 结束语

界面剂涂刷的工效和油漆涂刷相差不大，无尘打磨对设备要求高、人员劳动力大、施工工期长、环境控制难等诸多不利因素，界面剂对工效提升效果明显。

根据油漆表及运行状态下各厂房辐射分区图，涂层系统90%左右的油漆处于白区、绿区、黄区内，处于橙区和红区范围面积较小。混凝土面油漆系统与界面剂试验验证可分阶段进行，根据核电白区、绿区、黄区、橙区、红区的划分，不同区的辐照剂量等技术要求不同，橙、红区技术指标较高，白、绿、黄技术指标较低，可先按技术指标较低要求进行试验，后续逐步完成试验。按一个目标，两个阶段开展扩大界面剂使用范围的相关工作，直至推广至整个核岛厂房。

参考文献：

《技术规格书－2.01 涂料工程》；

《压水堆核电厂设施设备防护涂层规范 NB-T 20133.1》；

《建筑装饰装修工程质量验收标准》（GB 50210-2018）；

《地坪涂装材料》（GB∕T22374-2018）；

《混凝土界面处理剂》（JCT 907-2018）；

《墙体用界面处理剂》（JC/T 468-2015）;

《工程结构加固材料安全性鉴定技术规范》（GB50728-2011）；

《色漆和清漆 拉开法附着力试验》GB.T5210-2006；

《色漆和清漆 人工气候老化和人工辐射曝露 滤过的氙弧辐射》GB/T 1865-2009；

《色漆和清漆 涂层老化的评级方法》GB/T 1766-2008；

《色漆和清漆 耐热性的测定》GB/T 1735-2009；

《色漆和清漆 耐磨性的测定 旋转橡胶砂轮法》GB/T 1768-2006

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