鋼結(jié)構(gòu)防腐工程中大氣防腐涂料及涂裝工藝的正確使用

候國輝 胡偉良

（紹興佳惠節(jié)能科技有限公司，浙江 紹興 312000）

鋼結(jié)構(gòu)防腐工程中大氣防腐涂料及涂裝工藝的正確使用

候國輝 胡偉良

（紹興佳惠節(jié)能科技有限公司，浙江 紹興 312000）

近幾年，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)工程正從橋梁、電站、輸水管、輸油管、大型石化裝置及貯罐、海洋鉆井平臺(tái)等行業(yè)發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)有自身的弱點(diǎn)，在裸露條件下很容易銹蝕，尤其在潮濕地區(qū)，由于大氣中SO2、CO2及鹽份等腐蝕性介質(zhì)較高，對(duì)鋼鐵形成嚴(yán)重腐蝕，可想而知這種腐蝕的速度有多快。所以說如果不采取有效的防銹蝕措施，投資巨大的鋼構(gòu)件在裸露條件下會(huì)因自身銹蝕而很快報(bào)廢，給經(jīng)濟(jì)造成巨大損失。 本文從鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料的選擇、涂裝工藝及鋼構(gòu)表面處理及防腐涂裝的質(zhì)量控制三方面做些探討。

防腐涂料；涂裝工藝；鋼構(gòu)表面處理；防腐涂裝的質(zhì)量控制

鋼結(jié)構(gòu)從材料表面處理→下料→焊接加工→ 防腐施工→安裝→外表面防腐再處理等環(huán)節(jié)，中間要經(jīng)過很多道工序，而防腐蝕涂裝工序是其中極為重要而又易被忽視的關(guān)鍵工序。所以鋼結(jié)構(gòu)防腐防銹是一個(gè)系統(tǒng)工程。如何讓有限期的保護(hù)涂層提供無限期的保護(hù)，只有通過涂層維護(hù)和涂層大修來做到。我們都知道在過去因?yàn)殚L效保護(hù)涂料缺乏，江河大橋的涂裝都是用醇酸類的油漆，所以大橋上每天都有人在補(bǔ)涂和復(fù)涂損壞的涂層，以無限延長油漆的保護(hù)作用。

涂層的老化決定涂層本身的壽命限度，而維護(hù)、大修又要造成人工的費(fèi)用，所以根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)壽命，通盤考慮維護(hù)費(fèi)用等多方面因素，選擇不同耐久性預(yù)期的涂層系統(tǒng)就顯得十分必要。

關(guān)于涂層的壽命設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工作，除了專業(yè)的設(shè)計(jì)人員具備的防腐知識(shí)外，還要有經(jīng)驗(yàn)的積累，尤其對(duì)實(shí)際投入的工程案例進(jìn)行分析比較具有指導(dǎo)作用。如秦皇島煤碼頭的防腐是國外設(shè)計(jì)的，全部采用環(huán)氧體系，當(dāng)時(shí)國內(nèi)涂料界專家就指出面漆采用環(huán)氧會(huì)引起粉化，外國人自信地說NO，但事實(shí)說明外國人犯了錯(cuò)誤，煤碼頭投入使用后，水上部分第二年就出現(xiàn)嚴(yán)重粉化。

1 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料的選擇

能用來做鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料的品種很多，到底該選用哪種涂層配套？主要依據(jù)有以下幾點(diǎn)：工程的重要等級(jí)，工程造價(jià)，工程維修的難易程度，工程所處腐蝕環(huán)境的狀況等等多方面因素綜合考慮，在這些相互矛盾的因素中尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，既要滿足耐久性的最低要求又能兼顧工程造價(jià)。下面就鋼結(jié)構(gòu)涂層類別，按底涂、中涂、面涂分別討論如下：

1.1 底涂

底漆的功能除了提供優(yōu)良的附著性外，主要是對(duì)鋼材表面起到防止銹蝕作用。金屬腐蝕時(shí)在陰極呈堿性，所以底漆的基料宜具耐堿性。還要具有屏蔽性，阻擋水氧離子的透過。一般底漆的漆膜厚度并不高，只要厚過鋼表面拋丸粗糙度的峰值以上就可以。因太厚會(huì)引起收縮應(yīng)力，損及附著力，另外要求底漆應(yīng)對(duì)鋼鐵表面有良好的潤濕性，對(duì)焊縫、銹痕等部位能透入較深。

1.2 中間層（中涂）

一些鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)不重視中涂，往往只做底涂和面涂，這是很有害的。中涂的主要作用是：①在底涂及面涂中間起個(gè)架橋作用，因?yàn)槠崮ぶg的附著并非完全靠極性基因之間的吸力，而是靠中間層所含溶劑將底漆溶脹，使兩層界面的高分子全連纏結(jié)。②在重防腐涂料系統(tǒng)中，中間層的作用之一是較多地增加涂層的厚度，以提高涂層的屏蔽性能。在整個(gè)涂層系統(tǒng)中，往往底漆不能太厚，因?yàn)榈灼崽?，干燥時(shí)產(chǎn)生的壓力影響附著力，面漆亦不能太厚，就只有將中間層涂料制成觸變型高固體厚膜涂料，用無空氣噴涂，一次可獲厚膜。由于中間層的上述作用，所以設(shè)計(jì)中間層的方案比較重要。目前有環(huán)氧厚漿高固中間漆，氯化橡膠厚漿漆和高氯化聚乙烯厚漿漆，如果要配脂肪族聚氨酯面漆，只有選高固環(huán)氧中間層，因?yàn)槠渌鼉蓚€(gè)品種均是揮發(fā)性漆，與雙組份漆的配套性能差。另外，因?yàn)樵颇秆趸F的現(xiàn)狀結(jié)構(gòu)，涂膜內(nèi)部注狀顏料增加了滲透、延續(xù)、涂膜表面比較粗糙和面漆配套能提高面漆的附著力。故將云鐵與環(huán)氧制成中間層也是經(jīng)常的方法，稱為環(huán)氧云鐵中間涂層。

1.3 面漆

面漆除了美化環(huán)境的作用外，還能遮擋紫外線對(duì)涂層的破壞，有些還要求耐化學(xué)品腐蝕。目前在建筑鋼結(jié)構(gòu)用的較多的有以下幾類：①長油醇酸磁漆：低耐久性品種，按國家標(biāo)準(zhǔn)分Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型適用戶內(nèi)，Ⅱ型適用戶外，耐久性在5年以下，一般3～4年，也有極道有機(jī)硅改性醇酸在戶外有10年的耐久性。②環(huán)氧類面漆：僅適應(yīng)于室內(nèi)，用在室外容易粉化。③丙烯酸芳香族聚氨酯用于室外時(shí)，由于芳香族聚氨酯耐紫外線比較差，戶外易變色、老化，多用于室內(nèi)，耐久性在7～8年，脂肪族聚氨酯有優(yōu)異的耐候性能，耐久性可達(dá)10年以上。④氟碳樹脂漆，有資料顯示可達(dá)15年以上的使用期限，但真正效果還有待考查。因?yàn)樗墙鼛啄瓴懦霈F(xiàn)的新品種，在國內(nèi)的實(shí)際涂裝案例中還沒有到15年的限期，無法知道實(shí)際的耐久性。⑤氯化橡膠，高氯化聚乙烯等揮發(fā)性面漆也有較好的耐候性能，但仍屬中等耐久性品種，一般將其定位在5～7年的水平。但近幾年使用高氯化聚乙烯的鋼構(gòu)很多，并且做成底面配套的產(chǎn)品，有較好的外觀和防腐效果，很受歡迎。

2 涂裝工藝及鋼構(gòu)表面處理

影響防腐涂層壽命的因素除涂料品種及其質(zhì)量外，還取決于施工質(zhì)量，包括施工條件的工藝控制，涂裝前的表面處理，涂層層數(shù)及厚度的設(shè)計(jì)等等。材質(zhì)的表面處理、涂裝技術(shù)、涂層厚度三個(gè)方面是保證涂層質(zhì)量的關(guān)鍵，必須給予足夠重視。首先，涂裝前需仔細(xì)檢查鋼鐵表面鐵銹及氧化皮是否除盡，焊縫有無氣孔殘留焊渣、砂眼及其他凹凸部分，均需磨平，否則容易引起點(diǎn)銹。噴砂、拋丸處理后要檢查粗糙度是否合格，因?yàn)樘∮绊懜街?，太大消耗過多涂料而易產(chǎn)生未覆蓋涂層的波峰，易造成點(diǎn)銹，一般按國際標(biāo)準(zhǔn)ISO8503-2中的中級(jí)粗糙度，即粗糙度介于ISO樣塊區(qū)域和區(qū)域3的粗糙度（指"S"樣塊，40um-70um）。另外，噴砂或拋丸處理過的鋼材表面上灰塵會(huì)降低涂裝效果，引起涂料附著力下降，并且還可能因?yàn)榛覊m吸潮進(jìn)而加速鋼材的腐蝕，而國際標(biāo)準(zhǔn)ISO8502-3描述了一種評(píng)定殘留經(jīng)過清理的鋼材表面上粉塵的方法。有些鋼構(gòu)廠的工人施工前對(duì)灰塵的處理比較隨意。（壓敏膠帶法），他們不明白涂裝前鋼材表面是否干燥，對(duì)許多待涂裝的涂料的附著力有直接影響，而鋼表面凝結(jié)的水的薄膜幾乎是看不見的，因此，評(píng)估涂裝前鋼表面凝露可能性的方法非常重要。ISO8502-4給出了這樣一個(gè)評(píng)估指導(dǎo)原則，用來確定施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件是否適合涂裝，空氣的相對(duì)濕度和鋼材表面溫度是評(píng)定凝露可能性主要的依據(jù)，通過測(cè)量空氣的相對(duì)濕度和溫度，可以從露點(diǎn)表或露點(diǎn)計(jì)查得空氣的露點(diǎn)；用鋼材表面溫度計(jì)測(cè)量待涂裝表面的溫度，鋼材表面溫度與露點(diǎn)的差值大小決定不凝露可能性的高低。該標(biāo)準(zhǔn)明確指出：除非另有商定，涂裝時(shí)鋼材表面溫度一般應(yīng)高于露點(diǎn)至少3℃。另處涂裝前鋼材表面水溶性鹽類污染水平的評(píng)估也很重要，因?yàn)樗苄喳}類會(huì)嚴(yán)重影響涂層的性能，這些鹽類污染物來源多種多樣，可能來自于大氣，也可能來自于人體的接觸或化學(xué)物質(zhì)的接觸。ISO/TR15235搜集了涂裝前鋼材表面水溶性鹽類的污染水平對(duì)涂層性能影響程度的數(shù)據(jù)信息，為評(píng)估涂裝前表面處理是否滿足要求提供了參數(shù)。總之，涂裝前鋼材表面處理是一項(xiàng)極為重要而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鳎苯佑绊戜摌?gòu)件防腐的成敗，所以要特別關(guān)注。

3 防腐涂裝的質(zhì)量控制

由于影響涂裝質(zhì)量的因素很多，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要有專人檢查，而且要建立健全工班日清制度，記錄的內(nèi)容包括：a.日期、當(dāng)日溫度、濕度、施工人員；b.表面處理等級(jí)（要和標(biāo)準(zhǔn)樣塊對(duì)比）和表面除塵方法；c.使用的工器具狀況；d.稀釋劑添加情況；e.濕膜厚度（用濕膜測(cè)厚儀）、干膜厚度（電磁膜厚儀）等。在此提出一點(diǎn)，關(guān)于涂料中稀釋劑的選用要嚴(yán)格，因?yàn)橄♂寗﹥H是用來調(diào)整施工粘度用，當(dāng)涂料能滿足當(dāng)時(shí)的施工粘度，盡量不用或少用稀釋劑，一則浪費(fèi)，二則容易引起副作用，產(chǎn)生流掛。千萬不要以為用稀釋劑升稀后涂施面積可增大，這是錯(cuò)誤觀點(diǎn)，因?yàn)檫@種涂施面積的增大是以減少膜厚為代價(jià)，損害了防腐效果。當(dāng)采用多道噴涂同一品種的漆時(shí)，最好采取不同顏色互換，以防漏涂和重涂。

[1]楊洪敏.建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐及防火涂裝質(zhì)量問題的預(yù)防[J].江蘇建材，2010-03-28.