鋼結(jié)構(gòu)正交異性板防腐涂裝技術(shù)

徐岸

摘 要：針對(duì)于某橋所處橋位地理位置特殊，受酸雨氣候腐蝕、大氣污染物超標(biāo)及環(huán)境腐蝕特征，介紹了鋼結(jié)構(gòu)正交異性板的防腐涂裝施工方法，提出了合理的質(zhì)量控制管理辦法。

1 工程概況

某大橋是跨越長江的公鐵兩用連續(xù)鋼桁梁橋，主橋孔跨布置為4×160+5×128 m 鋼桁架橋，主橋公路橋橋面板采用鋼結(jié)構(gòu)正交異性鋼板，上、下游分別劃分為40聯(lián)，每聯(lián)32m分成8個(gè)梁段，涂裝工程總量超過6萬m2，具體詳見鋼結(jié)構(gòu)正交異性板節(jié)段結(jié)構(gòu)示意見圖1-1。

圖1-1 鋼結(jié)構(gòu)正交異性板節(jié)段結(jié)構(gòu)示意

2 地理位置及環(huán)境影響

大橋地理位置屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，冬冷夏熱，冬干夏濕，雨熱量同步變化，年平均降水量1212毫米，最大日降雨量為183.9毫米，年平均氣溫16.7℃。該地化工企業(yè)眾多，各類項(xiàng)目相對(duì)集中，空氣中二氧化碳、二氧化硫等酸性氣體不易擴(kuò)散，同時(shí)，氣候潮濕，日光暴曬等多種腐蝕侵害，腐蝕環(huán)境惡劣。根據(jù)對(duì)該地區(qū)的防腐環(huán)境辨識(shí)，按ISO12944-2腐蝕環(huán)境分類，該橋環(huán)境腐蝕級(jí)別為C3型（中等）。但是，該地區(qū)的酸雨比較嚴(yán)重，工業(yè)廢氣濃度比其他位置高，因此，應(yīng)對(duì)鋼橋面板防腐予以重視。

3 鋼結(jié)構(gòu)正交異形板防腐涂裝方案

防腐涂裝體系中的基本要素是底漆（或噴涂金屬），根據(jù)底漆的種類和使用條件配以封閉漆、中間漆和面漆。底漆的選擇需考慮涂層與鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)合力，同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)表面涂層往往要求有陰極保護(hù)作用。環(huán)氧富鋅底漆和電弧噴鋅（鋁）是目前最常用的底層。采用噴涂金屬（鋅、鋁）的方法其防腐效果相比環(huán)氧富鋅底漆要好得多，一般采用前者結(jié)構(gòu)的防腐周期能夠達(dá)到后者的2倍左右，但前者價(jià)格高，且施工難度大，因此在噴涂正交異性板時(shí)宜采用環(huán)氧富鋅底漆。

中間漆采用環(huán)氧云鐵中間漆，其作用是保護(hù)富鋅底漆，將結(jié)構(gòu)與腐蝕大氣隔離。

從1985年起，日本先后將氟碳材料用在天鳥橋、常磐橋、神田川橋等橋梁結(jié)構(gòu)中，并在近年來的日本跨海大橋的防腐涂裝中證明氟碳材料具有優(yōu)良的防腐特性。在工程實(shí)踐中，氟碳材料也顯示出了極為優(yōu)異的保光保色性能，因此，大橋采用的氟碳面漆涂料。為保證枝城長江大橋防腐涂裝的長效性，選擇高性能，高效率的涂裝方案具有重要的意義。鋼結(jié)構(gòu)橋梁正交異形板采用的涂裝體系具體詳見表3-1、3-2。

表3-1 鋼結(jié)構(gòu)正交異形板防腐涂裝體系

涂層 涂料品種 道數(shù)/最低干膜厚

底涂層 水性無機(jī)富鋅防銹底漆 2/80μm

中間涂層 棕紅云鐵環(huán)氧中間漆環(huán)氧 1/40μm

面涂層 灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆 2/70μm

總干膜厚度 190μm

表3-2 正交異性鋼橋面板防腐涂裝方案

涂層 技術(shù)方案 干膜厚度 涂裝道數(shù)

底漆 環(huán)氧富鋅底漆 40μm 2

中間漆 環(huán)氧云鐵中間漆 30μm 1

面漆 氟碳面漆 40μm 2

總干膜厚度 190μm

4 鋼材預(yù)處理

鋼結(jié)構(gòu)正交異形板在生產(chǎn)加工、運(yùn)輸存放等環(huán)節(jié)往往會(huì)導(dǎo)致鋼材表面不同程度的污染，如：氧化反應(yīng)產(chǎn)生的氧化皮及鐵銹、焊接過程中的焊渣、運(yùn)輸存放帶來的塵土及油污等等。鋼材表面的污染物直接影響涂層與基體金屬的結(jié)合力，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致材料在圖層保護(hù)之下繼續(xù)腐蝕，影響結(jié)構(gòu)壽命。目前國內(nèi)常用的表面處理方法如表4-1所示。

表4-1 常用的表面處理方法

方法 具體工藝 質(zhì)量 效率 施工難度 費(fèi)用

手工 使用鏟刀等工具人工清理 低 低 小 小

化學(xué) 利用化學(xué)溶液與污染物的化學(xué)反應(yīng)處理表面 中 中 大 大

機(jī)械 拋丸法或噴砂法 高 高 小 中

綜合考慮處理質(zhì)量、效率、施工難度以及施工費(fèi)用，采用機(jī)械處理法更適合鋼結(jié)構(gòu)正交異性板的表面清理。同時(shí)，噴丸處理通常會(huì)因打擊力較大而損壞構(gòu)件，嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致基材變形，且處理表面難以得到合理的粗糙度。因此，常用來清理表面的方法中，噴砂法最適合做鋼橋面板表面清理。

5 鋼結(jié)構(gòu)正交異形板防腐涂裝施工工藝

油漆涂裝方法一般有刷涂、滾涂和噴涂。通常情況下大面積構(gòu)件采取噴涂，對(duì)于小型構(gòu)件或邊角死角采用滾涂或刷涂。大橋采用的正交異性板頂板、底板及橫隔板采用噴涂，底板反底面采用滾涂，焊縫補(bǔ)涂面和其他死角采用刷涂。噴涂壓力0.6MPa，噴涂距離應(yīng)保持在300mm左右，噴涂角度80～90°；噴涂時(shí)噴槍應(yīng)平行于工件表面勻速移動(dòng)，每槍壓蓋范圍在1/2～1/3。

6 鋼結(jié)構(gòu)正交異形板防腐涂裝質(zhì)量控制

6.1 噴砂除銹質(zhì)量控制

防腐涂裝前的噴砂處理質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)及方法如表4-1所示。除銹前應(yīng)對(duì)鋼構(gòu)件進(jìn)行邊緣加工，去除毛刺、焊渣、焊接飛濺物及污垢等。除銹時(shí)，施工環(huán)境相對(duì)濕度不應(yīng)大于85%，鋼材表面溫度應(yīng)高于空氣露點(diǎn)溫度3℃以上。經(jīng)除銹后的鋼結(jié)構(gòu)表面，應(yīng)用毛刷等工具清掃，或用干凈的壓縮空氣吹凈銹塵和殘余磨料，并在4小時(shí)內(nèi)進(jìn)行下一道工序。

表6-1表面處理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及控制方法

項(xiàng)目名稱 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)場控制方法

清潔度 Sa2.5 圖譜對(duì)照法

粗糙度 25-60μm 采用粗糙度儀檢測

6.2 防腐涂裝質(zhì)量控制

（1）油漆施工時(shí)空氣相對(duì)濕度在85%以下，環(huán)境溫度應(yīng)在5～38℃之間，鋼板溫度不得高于50℃且鋼板溫度必須高于露點(diǎn)3℃以上（因各種油漆對(duì)環(huán)境的要求不同，故應(yīng)以油漆施工技術(shù)參數(shù)為準(zhǔn)）。

（2）噴漆前檢查每道油漆和稀釋劑的名稱、型號(hào)、批號(hào)、混合比、配比方法、混合使用時(shí)間及重涂時(shí)間。

（3）每道油漆噴涂前，要對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部位如角鋼背面、焊縫等進(jìn)行預(yù)涂，預(yù)涂采用刷涂或輥涂；棱角部位應(yīng)適當(dāng)增加涂層厚度。

（4）每道油漆噴涂時(shí)，要按設(shè)計(jì)的濕膜厚度進(jìn)行噴涂，同時(shí)不間斷地用濕膜厚度測量儀測量，以保證涂層的厚度和均勻性。

（5）每道油漆噴涂完后，要對(duì)漆膜進(jìn)行檢查，并對(duì)漏噴、流掛、漆膜不規(guī)則或厚度不夠的部位進(jìn)行修補(bǔ)。

（6）定期采用劃格法測定漆膜的附著力。

7 結(jié)論

該橋鋼橋面板涂裝工程已全部完成并達(dá)到預(yù)期效果，提升了大橋在腐蝕環(huán)境下的使用壽命。同時(shí)，在大橋防腐涂裝施工中采用的施工工藝及質(zhì)量控制方法對(duì)同種環(huán)境下同類型橋梁的防腐涂裝有一定參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 傅戰(zhàn)工，徐恭義.東莞東江大橋防腐涂裝設(shè)計(jì)[M].武漢，橋梁建設(shè)2011