新材料及其应用

本发明为一种多体系防护层钢筋及其制备方法，该钢筋包括芯部的钢基体、热镀锌铝系合金覆盖层(2)、树脂基外涂层(3)。所述热镀锌铝系合金覆盖层(2)的铝含量为0.1～10wt％，包括锌铝镁、锌铝硅或锌铝锆系列镀层，优选Galfan合金镀层，镀层厚度为10～30微米。制备方法，采用连续施镀工艺进行热镀。本发明提供的合金镀层/涂层多体系防护层可比单独镀锌或单独涂层防护提供完善的腐蚀保护，而且制备工艺先进、环保高效、节能减排、成本适中，可最大限度延长苛刻环境下建筑物的服役寿命，适用于建筑、桥梁、海港设施等领域。

该多体系防护层钢筋通过复合涂层与结构优化设计，可显著提升恶劣环境下的耐腐蚀性和耐久性，适用于跨海桥梁、地下管廊及核电站等重大工程。其制备方法能实现防护层与基材的冶金结合，为极端环境基础设施建设提供长效可靠的材料解决方案，推动建筑结构向更长寿命方向发展。

1.本发明的创造性在于采用一种连续热镀合金/涂装工艺实现具有高耐蚀热镀合金层/涂层双体系钢筋的制备，具有流程短、成本适中、防护性能好等优势。

2.锌铝系合金镀层可以为钢筋基体提供牺牲阳极保护和屏障保护，阻碍金属与腐蚀介质之间的电流腐蚀和传质过程。镀层/涂层两者协同防护，为钢筋提供了一种全面的腐蚀控制路径，外涂层的存在可有效延缓镀层的腐蚀速率，即使外涂层发生侵蚀破坏，锌铝合金镀层可继续为钢基体提供屏障保护和阴极保护。

3.与现有的钢筋防护工艺相比，合金镀层/涂层双重体系可以比单独镀锌或单独涂层防护提供完善的腐蚀保护，相比于不锈钢筋，本发明提供的钢筋具有相对低的成本，且防护性能不低于不锈钢筋，可最大限度延长建筑物的使用寿命。与单独锌镀钢筋相比，锌铝系(以Zn‑5％Al‑Re为例)合金镀层较薄，但其耐腐蚀性为锌镀层钢筋的3～5倍，具有显著节约资源、降低成本的优势。

4.本方法采用非酸洗除锈联合保护感应加热的工艺进行合金镀层的涂覆后再进行静电喷涂的连续成型方式获得热镀合金镀层/树脂涂层双体系防护层钢筋，可减少有机溶剂的使用；与热喷涂工艺相比，热浸镀属于冶金结合，涂层的结合力更好、涂层致密度高；而热喷涂锌通常表面粗糙孔隙率高，而且对设备工艺参数要求较高。

5.本发明采用的是一种连续热镀/涂装的方式，对钢筋的涂层结构进行了改进，并在热镀工艺后增加了静电喷涂涂装工艺，形成一种新的高性能钢筋涂装生产线，本发明可免去静电喷涂中的预热环节，利用热镀后的预热(200℃左右)可直接进行静电喷涂工艺，节约能耗。因此，本发明的连续热镀工艺具有显著的成本优势和应用推广前景。

6.本发明中采用热浸镀的方式获得锌铝合金镀层，合金镀层厚度可减少为背景专利锌层厚度的1/5～1/3，，减薄自然大大节约制备成本，而且锌铝合金镀层耐蚀性为锌层的3‑5倍，因此，相比热喷涂锌本发明的环保热镀具有较高性价比。