中国钢桥的防腐蚀涂装现状与发展研究.pdfVIP

中国钢桥的防腐蚀涂装现状与发展 雷俊卿，董春燕 (北京交通大学 土木建筑工程学院 桥梁与防灾研究所，北京 100044) 摘 要 论述了中国钢桥防腐蚀涂装体系的现状。针对钢桥安全运营的特点，分析了钢桥表面处理及防腐涂装的 机理和重要性，介绍了主要的防腐技术，重点论述了涂料防腐，包括主要的各种涂料和涂装系统。特别是重防腐涂 装系统以及氟碳涂料的应用和施工及质量控制，展望了钢桥防护涂装体系的未来。 关键词钢桥，表面处理，防腐涂装体系，防腐涂料 1 引言 钢桥的防腐涂料应当根据桥址处的环境情况而定，我国幅员辽阔，沿海与内陆，南方与北方条件各不相 同，而钢桥属暴露在野外环境中的钢结构，其表面与周围介质(水汽、盐分等)极易发生化学及电化学作用，当 涂层性能较差时，便会破坏涂层使钢铁产生锈蚀。中国钢桥防腐蚀涂装经历了两个发展阶段，新中国成立至 60年代初期，钢桥涂料为粒状颜料阶段，即涂料内含粒状颜料。由于是粒状颜料以导致吐锈，使大修维修周 期缩短，造成很大浪费。20世纪60年代后期至今，钢桥涂料为片状颜料阶段，即涂料内含片状颜料。再加 上树脂质量和施工质量提高，使涂料涂层的整体耐候性耐久性都有很大提高，钢桥涂层大修周期延长到10 —15年或更长。而新出现的氟碳涂料，即氟树脂为主要膜物质的涂料，又称氟碳漆、氟碳涂料、氟树脂涂料 等，在钢桥中的应用，对改善桥梁的耐久性与景观，美化环境起着非常有效的作用。所以，氟碳涂料在钢桥 中将会得到越来越广泛的应用。 现有的钢桥养护要高度重视防腐问题。根据铁路部门1994年统计资料现有钢桥涂装失效2673孔／ 非常迫切。可以预见今后城市桥梁、公路桥梁、铁路桥梁中的钢桥数的比重将有较大的提高，而钢桥的修建 与使用必须重视钢结构的防腐问题。 2钢桥的几种主要防腐涂装技术体系 2．1油漆涂料防腐体系 钢结构桥梁采用由底漆、中间漆和面漆组成的防腐油漆涂层对钢结构提供防腐蚀保护，主要是通过以下 三个方面的作用： (1)屏蔽作用：油漆涂层将钢铁与腐蚀环境机械地隔离开； (2)钝化缓蚀作用：第1道车间底漆对钢铁有钝化缓蚀作用，但仅仅是增加油漆层附着 力，防腐作用较弱； (3)阴极保护作用：防腐底漆中添加锌粉、铝粉形成富锌(铝)涂料，锌、铝粉的 存在使得涂装底层对钢铁构件提供阴极保护作用。 油漆涂层具有美丽的外观，工艺也较简单，多年来～直被采用。但重防腐油漆涂层的防腐寿命也只有8 ～10年。最多在建成后10年就需要进行例行维护，除去浮锈和旧漆，施工难度大，影响正常交通，维护效果 42 也不可能达到建成初期水平。而且每隔3～5年就需维护，费用很高，旧油漆等还会污染环境。 2．2 GCM防腐防护体系 GCM防腐防护体系由隔离层、强度层和耐候层组成。其中形成隔离层的材料是树脂，为主要的耐腐蚀 层；强度层为玻璃纤维增强塑料，可以加强隔离效果及有限地增加强度；耐候层是由树脂组成的胶衣层，含有 一些耐候性、耐腐蚀性的添加剂，可根据需要任意着色，可模拟花纹，实现不同的光洁度。 2．3电弧喷涂防腐体系 喷涂至已预先喷砂除锈处理过的钢结构件表面，形成纯度高、结合力强的机械一冶金结合喷涂层；然后在电 弧喷涂金属上均匀涂敷抑制腐蚀的封闭剂，它不仅进一步隔绝腐蚀介质的侵蚀，同时使电弧喷涂金属层与封 闭涂层界面的阻抗增大，耐腐蚀性能大为增强，不是电弧喷涂层寿命与封闭涂层寿命的简单相加，而是二者 之和的1．5～2．3倍，这是世界公认的复合涂层最佳协同效应。 3钢桥涂料涂装体系 目前在我国既有运营的铁路线上，钢梁桥的长度约占桥梁总长的8％左右，是铁路的关键、重要设备。 为保证钢桥安全使用，不受腐蚀破坏，延长使用寿命，一直采用涂料保护。我国钢桥使用的涂料涂装体系主 要有4个，其中使用较多的为第1、2、4涂装体系，见表1。 表1我国钢桥使用的涂装体系 3．1常用的防腐涂料 (5)丙稀酸类；(6)氟碳类；(7)热喷铝或锌类。涂料可根据结构的防腐要求及不同的条件配伍选用。 随着环保意识的增强，绿色化学，绿色防腐涂料逐渐提到日程上来，有些涂料将被淘汰。例如红丹防锈 涂料虽然其漆膜坚硬，附着力强，耐水和防锈性能优越，对钢材处理要求不高，在残留有锈蚀和氧化皮的表面 也有很好的防锈效果，已广泛应用于各种钢铁结构，但是红丹防锈漆有毒，对人身不安全，也会造成环境污 染，不能应用。 3．2涂料