针对在湿热海洋环境下长期服役的铁路混凝土，设计了表面氟碳涂层成套体系，明确了涂层体系应用技术要求，在此基础上规范了施工措施并完善了质量评价体系，实现了涂层防护成套技术在相应工况下的成功应用。效益分析表明，涂层技术的应用降低了铁路混凝土的全寿命期维修费用，兼具环保和社会效益。
关键词 材料工程;铁路混凝土；氟碳涂层；应用技术；海洋环境；耐久性
随着我国对海洋开发规模的不断扩大，各类码头、跨海大桥、人工岛等海洋工程基础设施的建设数量正在逐渐增加。钢筋混凝土由于具有易浇注、耐冲击、耐磨等优良性能以及较低的工程造价，成为进行此类设施建设的***形式。但钢筋混凝土在海洋环境下服役时面临着较严重的钢筋锈蚀等腐蚀问题，易导致结构开裂、失效，缩短结构使用寿命[1]。为***安全服役，必须对已发生腐蚀的结构进行修复，但技术难度与所需资金均十分巨大。因此，人们对处于严重腐蚀环境下的钢筋混凝土越来越多地采取事前防护措施以提升其耐久性，从而降低全寿命周期的成本[2-3]。
海南省处于典型的高温、高湿、强腐蚀等多腐蚀因素耦合作用的海洋环境下，其区域内钢筋混凝土的腐蚀问题更为突出，对***、实施简便、作用持久的混凝土耐久性提升技术措施的需求更加迫切。在诸多技术措施中，混凝土表面涂层技术最为简单有效，不仅可以应用到新建结构上，还可以应用于已有结构的修复[4-8]。本文主要介绍成功应用于新建海南西环铁路提升混凝土耐久性的表面氟碳防腐蚀涂层技术。
1 工程概况
新建海南西环铁路始于既有西环铁路海口站，终于三亚站，线路走向沿海南西部沿海地段，正线全长345 km，设计时速200 km，为I级双线铁路。在西环铁路中段，位于海南省儋州市与昌江县境内的珠碧江双线特大桥全长 3 991 m，桥位与北部湾入海口不足5 km。由于海水倒灌影响，环境腐蚀作用异常严重，其中，氯盐环境的作用等级为L3，化学侵蚀环境的作用等级为H4，盐晶结晶破坏环境的作用等级为Y4，并存在大于Y4等级的高硫酸盐含量的***严重腐蚀环境，必须对相应环境下的混凝土结构进行防腐蚀强化处理，提升混凝土耐久性。
2.2 背板应用创新
一直以来，太阳能背板材料主流是以PET为基膜的多层高分子材料，PET 基膜作为应用***的绝缘材料，以其优异的性价比在背板材料中作为骨架支撑，发挥了重要的绝缘和阻隔作用。 PET 材料作为背面骨架由来已久，经历大量的研究改进和户外验证后，已经形成了太阳背板专用基膜 PET 材料。当然，研究者同时也提出了很多替代性材料，如业内 CSI、Trina 等接到反馈，某国外背板企业提出并实施用尼龙（PA）材料作为背板主体，但经过户外实践发现其具有开裂、发霉、组件发电可靠性等一系列外观和性能问题，这一过渡创新也让行业企业付出了巨大的代价，同时该背板企业及采用类似技术的企业也随之走入了窘境。 当然，创新和颠覆在太阳能光伏领域一直上演，很多创新都带来积极的价值，特别是改良型创新。随着电池效率的不断提升和光伏应用领域的不断拓展，光伏组件封装方式需根据电池的设计和光伏应用领域的需求进行创新，随之而来的各类功能型背板、IBC 背板、双面发电背板等创新背板产品大量涌现，如使用玻璃作为背板和高分子柔性涂氟透明背板的双面透光组件在建筑幕墙、农业大棚等领域得以应用。在以玻璃为背板的非透光双玻组件中，创新地应用了白色 EVA 等封装材料。以玻璃背板 白色EVA 组合替代高分子柔性白色背板，其白色 EVA 的耐候性和材料自身与组合的可靠性还需大量验证，同时因其组合材料成本低，也给传统封装方式的材料带来了巨大的挑战。因而，氟碳涂料涂氟型背板在与传统复合型背板竞争的同时，需不断提高自身功能性，以应对创新型背板材料的竞争。
3 涂氟背板发展机遇及氟碳涂料的技术研究
3.1 高分子柔性背板中氟碳涂料的技术发展
近年来，组件企业将降本的压力纷纷转嫁给组件材料供应商，迫使材料企业特别是背板企业面临材料技术更新的压力和选择。以氟碳涂料作为 PET 基材保护层的涂氟型背板材料（CPC、XFC）已逐渐成为主流，其工艺技术、成本和价格比传统 TPT 型背板更具优势，将在未来占据背板市场的重要位置。 氟碳涂料的综合成本比氟膜低，同时具有***的耐候性，能***组件 25年以上的使用寿命，目前还没有一种新材料具有这种优势并进行取代。因而在涂氟型高分子柔性背板中，耐候层的氟碳涂料、氟碳树脂是研究的热点。针对光伏应用领域（如图 2、表 1、表 2）展开研究，需提升氟碳涂料、氟碳树脂的性能和功能性。现有氟碳涂料、氟碳树脂主要采用可交联固化型，即在氟树脂中引入—OH、—COOH、双键等官能团，使之可与异氰酸酯、三聚氰胺和氨基树脂等进行加热交联成膜或微波、电子束固化成膜。相信经过技术革新，以这些氟碳涂料改进的背板材料将具有更优异的功能和更环保的应用。
