鋼結(jié)構(gòu)涂裝質(zhì)量問(wèn)題分析及施工技術(shù)應(yīng)用

馬海軍

（陜西建工機(jī)械施工集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710000）

20世紀(jì)90年代后期，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和鋼鐵工業(yè)跨越式發(fā)展，國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。目前，鋼結(jié)構(gòu)由于具有制造速度快、可裝配性高、能滿足不同藝術(shù)造型等優(yōu)勢(shì)已被廣泛運(yùn)用到現(xiàn)代化的城市建設(shè)領(lǐng)域、石油化工領(lǐng)域、民生住宅領(lǐng)域等。鋼結(jié)構(gòu)中許多新的設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)形式、制造安裝技術(shù)都在不斷創(chuàng)新，解決了工程建設(shè)中的許多難題。在鋼結(jié)構(gòu)施工中，應(yīng)遵循安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的原則，對(duì)其進(jìn)行防腐蝕設(shè)計(jì)，但是在工程實(shí)踐中鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝所表現(xiàn)出的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)過(guò)低和施工質(zhì)量不高與現(xiàn)狀形成很大反差，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)耐久性降低的問(wèn)題日益突顯。往往在工程投入使用幾年后就出現(xiàn)油漆大面積脫落的質(zhì)量問(wèn)題，縮減了結(jié)構(gòu)使用年限，并影響美觀。

文章從工程實(shí)踐出發(fā)，收集相關(guān)資料并對(duì)諸多案例分析，找到鋼結(jié)構(gòu)腐蝕破壞的幾大原因，為后期保證涂裝質(zhì)量、涂裝防腐設(shè)計(jì)使用壽命奠定了基礎(chǔ)。

1 鋼結(jié)構(gòu)涂層大面積脫落的成因

1.1 鋼結(jié)構(gòu)涂層起皮、剝落

（1）鋼構(gòu)件基材表面在涂裝前氧化皮沒(méi)有被清除，除銹不夠徹底。（2）施工人員在最初涂裝前沒(méi)有清除表面的灰塵和沙礫，板材清潔不符合要求。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)中間漆剝落

（1）中間漆涂裝時(shí)，底漆沒(méi)有完全固化，底漆表面有粉化層。（2）中間漆涂裝時(shí)，底漆表面結(jié)露。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)涂層起泡

（1）面漆施工前清潔不合格，有粉狀的銹蝕，漆膜覆蓋下的鋼結(jié)構(gòu)在涂裝前殘留水、鹽。（2）缺少中間涂層，漆膜過(guò)薄導(dǎo)致抗腐蝕能力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

1.4 自由邊、陰陽(yáng)角涂層開(kāi)裂

（1）自由邊未打磨圓滑，漆膜開(kāi)裂裂紋沿鋼板邊緣筆直、整齊延伸。（2）陰陽(yáng)角沒(méi)有打磨圓滑，導(dǎo)致尖角處漆膜薄，使得此處更容易腐蝕。

1.5 油漆未固化，發(fā)黏、發(fā)軟

（1）油漆調(diào)配時(shí)未添加固化劑（B組份）。（2）所添加的固化劑與主劑不配套。（3）所添加的固化劑比例不足。（4）涂裝時(shí)間超過(guò)最大覆涂間隔，漆膜發(fā)軟。

1.6 連接板部位銹蝕、漆膜剝落

連接板安裝前沒(méi)有刷漆，整體安裝（終擰）后僅刷了一道面漆。鋼結(jié)構(gòu)安裝要求連接板處刷無(wú)機(jī)硅酸富鋅漆，摩擦副的表面抗滑移系數(shù)≥0.4。

1.7 涂層開(kāi)裂

（1）面漆漆膜過(guò)厚或是過(guò)薄不能滿足涂裝厚度要求。（2）面漆施工時(shí)底道油漆（中間漆）未干透，底層油漆發(fā)黏，中間層油漆表面有顆粒，表面不清潔。

1.8 裝配缺陷

在工程施工過(guò)程中，鋼構(gòu)件安裝方向錯(cuò)誤。

根據(jù)沿海地區(qū)某項(xiàng)目近幾年的具體實(shí)施，對(duì)大批量鋼結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過(guò)程中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，歸納總結(jié)主要有四個(gè)方面的因素影響漆膜保護(hù)使用壽命，分別為板材表面處理、涂裝漆膜厚度、涂裝材料選用、施工方法及施工環(huán)境影響的原因，且分別占50%、20%、5%、25%的比例。后期通過(guò)工程實(shí)踐總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并制定出鋼結(jié)構(gòu)油漆涂裝施工技術(shù)質(zhì)量保證措施，滿足鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)要求。

2 鋼結(jié)構(gòu)涂裝施工技術(shù)

2.1 結(jié)構(gòu)缺陷表面處理的施工方法

鋼構(gòu)件在下料、切割→壓制成型→矯正→邊緣加工→制孔→組裝→合縫焊接→銑端→整形的制作工藝流程中，切割、制孔、焊接、銑端等工序會(huì)存在表面處理不符合質(zhì)量要求的問(wèn)題，導(dǎo)致形成一定的結(jié)構(gòu)缺陷。

對(duì)此，應(yīng)做好如下幾個(gè)方面的處理：（1）鋼結(jié)構(gòu)涂裝前應(yīng)對(duì)鋼材自由邊用砂輪打磨圓滑至R≥2mm的圓角；切割邊粗糙峰谷差超過(guò)1mm時(shí)，應(yīng)對(duì)表面進(jìn)行打磨平滑；焊接產(chǎn)生的飛濺要打磨光順，殘留全部磨平；鋼材表面的夾層用砂輪修整，使表面平順起鱗磨平。（2）鋼構(gòu)件應(yīng)避免出現(xiàn)縫隙和死角現(xiàn)象，尤其是在鋼結(jié)構(gòu)連接和支撐的地方。在鋼結(jié)構(gòu)制作時(shí)要將其焊死或者在施工的過(guò)程中用堵縫劑將其填堵，這樣能有效防治鋼結(jié)構(gòu)縫隙的腐蝕問(wèn)題。（3）型鋼結(jié)構(gòu)表面處理采用鋼珠拋丸處理至Sa2.5級(jí)。鋼丸直徑為0.8～1.2mm，按重量比7∶3加入鋼絲段，拋丸后底材表面粗糙度應(yīng)達(dá)到40～80μm。在工程質(zhì)量檢測(cè)控制中可采用“比較樣板測(cè)表面粗糙度”工具分25um、40um、70um、100um四個(gè)粗糙度分區(qū)比樣。

2.2 保證油漆涂裝厚度的施工方法

為保證油漆的漆膜厚度以及均勻涂裝，在鋼結(jié)構(gòu)大面積噴涂之前增加預(yù)涂工藝。針對(duì)型鋼不便于噴涂的陰陽(yáng)角、螺栓孔、漏水孔、自由邊、焊縫、連接板等位置，可采取手工毛刷刷涂的技術(shù)措施。

鋼構(gòu)件涂裝工藝流程：底漆預(yù)凃和涂裝→中間漆預(yù)凃和涂裝→面漆預(yù)凃→第一道面漆涂裝（工廠）→第二道面漆涂裝（現(xiàn)場(chǎng)）。連接板涂裝工藝流程：一道無(wú)機(jī)硅酸富鋅漆→一道低表面處理環(huán)氧底漆→一道中間漆→二道面漆。

鋼結(jié)構(gòu)在涂裝之前檢查表面清潔度的要求：（1）待涂裝表面應(yīng)無(wú)油脂、水；（2）待涂裝表面灰塵等級(jí)達(dá)到《噴砂后鋼板表面灰塵清潔度標(biāo)準(zhǔn)》（ISO 8502-3）中的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)或更優(yōu)；（3）待涂裝表面含鹽量應(yīng)＜50mg/m2。

2.3 油漆涂裝的工作環(huán)境及施工方法

（1）鋼結(jié)構(gòu)加工車間必須和涂裝廠房封閉連通。因?yàn)殍F銹具有一定的吸濕性，能夠吸收外部大量水分，致使銹蝕層慢慢膨脹，形成疏松的結(jié)構(gòu)層，并向內(nèi)部繼續(xù)擴(kuò)展腐蝕鋼結(jié)構(gòu)。（2）構(gòu)件的腐蝕速度與環(huán)境、溫度、濕度及有害的介質(zhì)有關(guān)，并成正比關(guān)系，其中濕度起決定作用。對(duì)此，應(yīng)注意如下要點(diǎn)：①鋼結(jié)構(gòu)涂裝廠房?jī)?nèi)除濕加溫設(shè)備必須滿足涂裝廠房溫度＞10℃、相對(duì)濕度不應(yīng)＞85%的要求；②鋼材表面溫度應(yīng)高于周圍空氣露點(diǎn)溫度3℃以上，且鋼材表面溫度≤40℃；③涂裝構(gòu)件表面不允許有凝露，先向手掌哈氣，然后手掌按住底材表面，當(dāng)手掌拿開(kāi)5s后觀察，如果底材表面有手掌痕跡，可以判定為底材溫度低于露點(diǎn)3℃以下，禁止涂裝施工；④涂裝后4h內(nèi)應(yīng)予保護(hù)，鋼材表面除銹后不得二次污染；⑤在車間內(nèi)作業(yè)或濕度較低的晴天作業(yè)時(shí)，間隔時(shí)間不超過(guò)8h。（3）涂裝施工工具必須采用壓力比45∶1的無(wú)氣噴涂設(shè)備。工廠鋼結(jié)構(gòu)無(wú)氣噴涂要點(diǎn)：①噴槍至被噴涂表面距離為30～60cm，噴槍與被噴涂表面角度呈90°，持槍水平移動(dòng)的范圍為0.5～1.0m，噴涂時(shí)交叉重疊的范圍為50%；②噴涂小型、中型構(gòu)件安放高度約1.5m，間距約1.2m，安放要求為能夠從四個(gè)面一次性完成噴涂，減少對(duì)鋼構(gòu)件的多次翻身以免破壞已經(jīng)涂裝好的油漆。

圖1 有最大覆涂間隔酚醛環(huán)氧油漆覆涂間隔示意圖（10℃）

圖2 無(wú)最大覆涂間隔脂肪族聚氨酯面漆覆涂示意圖（10℃）

2.4 涂裝材料的技術(shù)應(yīng)用

在鋼結(jié)構(gòu)防腐油漆施工前，應(yīng)視結(jié)構(gòu)所處環(huán)境、有無(wú)侵蝕性介質(zhì)以及建筑物的重要性，合理選擇適當(dāng)?shù)挠推崞贩N。油漆選用得當(dāng)，其耐久性長(zhǎng)，防護(hù)效果好。油漆選用基本原則如下：具有良好的耐腐蝕性；具有良好的附著力；具有良好的耐候性；底漆、中間漆和面漆配套使用；建議沿海工程宜選用有機(jī)涂料的保護(hù)體系。具體施工要點(diǎn)：（1）雙組份油漆和熟化。雙組份油漆由主劑（A組份）和固化劑（B組份）組成。油漆混合后靜置熟化，確保油漆的兩個(gè)組份充分反應(yīng)。在5～30℃溫度下，熟化時(shí)間約10min。（2）油漆表干和硬干。將小玻璃球從漆膜表面輕輕刷除，而涂層表面不會(huì)受到破壞為表干。漆膜可以承受一定的外力而不會(huì)使漆膜發(fā)不可逆轉(zhuǎn)的破壞，例如踩踏為實(shí)干。漆膜完全干透的狀態(tài)為硬干。用機(jī)械拇指在規(guī)定的壓強(qiáng)、扭矩和時(shí)間下，使用規(guī)定的測(cè)量?jī)x，不會(huì)造成漆膜留痕或損傷。（3）覆涂間隔。油漆在噴涂后應(yīng)滿足一定的覆涂時(shí)間包括最小覆涂間隔和最大覆涂間隔（見(jiàn)圖1），不同品牌和品種的油漆覆涂間隔時(shí)間有差異。鋼結(jié)構(gòu)涉及的油漆、底表面處理環(huán)氧底漆存在最大覆涂間隔，其他油漆均無(wú)最大覆涂間隔；超過(guò)最大覆涂間隔，需要對(duì)涂層表面進(jìn)行拉毛方可進(jìn)行下道覆涂；無(wú)最大覆涂間隔的油漆在覆涂之前，需要對(duì)其表面進(jìn)行清潔處理（見(jiàn)圖2）。例如10℃時(shí)，佐敦環(huán)氧富鋅底漆的最小覆涂間隔是2h。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕油漆脫落原因的分析，總結(jié)出板材加工過(guò)程中結(jié)構(gòu)缺陷的處理方法、局部位置增加預(yù)涂裝的工藝、選擇適用的配套油漆、正確的涂裝施工方法。工程實(shí)踐結(jié)果證明，相應(yīng)施工技術(shù)的應(yīng)用有效保證了鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)使用壽命。在后期的施工過(guò)程中，也應(yīng)不斷摸索、總結(jié)鋼結(jié)構(gòu)的涂裝施工經(jīng)驗(yàn)，完善鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝方法的內(nèi)容。