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文：盧興1、楊志華2、周賢輝2
（1、上海市城市建設設計研究總院(集團)有限公司 ；2、無錫華東鋅盾科技有限公司 ）
鋼橋防腐 吐故納新
鋼結構橋梁具有強度高、安裝方便、建造時間短、負荷能力強等優點。 國內越來越多的橋梁設計采用鋼結構，但其存在著耐腐蝕性差等缺點，特別是長期存在冷熱、干濕交替的沿海地區，加快了鋼材的腐蝕程度，嚴重危害 橋梁的使用壽命，因此設計出一套長效防腐環保的方案尤為重要。本文提供 一種更安全、更環保、防腐壽命更長的防腐體系：冷噴鋅復合涂層和水性防腐涂料，解決了傳統防腐工藝存在的問題。冷噴鋅防腐體系結合了熱鍍鋅長效防腐，以及傳統油漆簡易的施工優點，是一種新型、長效、環保、便捷的鋼結構防腐技術。同時，箱內采用水性防腐涂料產品，確保防腐性能的同 時，降低了油漆對環境以及施工人員的危害。
冷噴鋅防腐突破傳統維護工藝
鋼結構橋梁傳統防腐工藝為普通和長效兩種，普通油漆體系如環氧富鋅體系和電弧噴金屬（鋅或者鋅鋁合金） 加油漆類體系。傳統常用的富鋅底漆僅僅提供微弱的陰極 保護，此外由于受本身防護原理限制，常規環氧富鋅防腐 體系中的有機物五年左右必然老化。而橋梁鋼結構設計使 用壽命最低為50年，在壽命使用周期內，若要得到有效保 護安全運營，必須進行多次防腐維修，這將帶來巨大的維護費用。 電弧噴鋅/鋅鋁合金,對表面處理要求高,噴砂必須達到最高級別GB/T8923規定的Sa3級；噴涂施工時,對環境條件的要求也高,溫度達到2000攝氏度以上,并且相對濕度RH＜85％, 噴涂人員需要在特定環境下施工,對人和環境都造成嚴重的危害。隨著國家產業結構調整和環保政策的落地,電弧噴涂金屬工藝因不能滿足環保要求而逐漸被停止使用。 目前國內絕大部分鋼箱梁內部仍然采用溶劑型防腐體系,但是由于鋼箱梁內部空間不足,通風較差,并且特殊部位施工需要照明設施，容易發生閃爆等危險情況。此外傳統 的溶劑型涂料含有大量的有毒可燃氣體的揮發，嚴重危害環境以及施工人員的身體健康。因此選擇一套高效，低成本的水性防腐涂料尤為重要,不僅滿足了鋼箱梁內部防腐要求,而且符合環保要求,在密閉空間使用安全，施工方便。
水性涂裝提升防腐安全環保性能
設計原則
根據鋼箱梁結構的橋體，不同的腐蝕環境，不同的結構部位，分別進行鋼結構防護設計。由于外表面直接接觸大氣環境，需要重點考慮涂層的長效防護，以及較低的后期維護成本，因此鋼箱梁外表面采用冷噴鋅配套防腐體系。由于鋼箱梁內部相對比較封閉，涂層受環境的影響較小，但其內表面處在相對封閉的環境下施工，傳統采用溶劑型油漆方案施工時，有機物揮發后不易擴散，濃度大于一定值易引起閃爆。并且溶劑型油漆揮發物多是苯類等非 環保物質，對施工人員以及周邊環境有危害，因此鋼箱梁 內表面采用更為安全環保的水性防腐涂料進行施工。
防腐涂層設計
鋼箱梁外表面
（1）底涂：金屬常溫噴涂-冷噴鋅（干膜中含96%以 上的鋅），同時具有陰極與屏障雙重作用，96%的干膜鋅，使得鋼體在極為苛刻的環境下仍然具有長效的陰極保護，防腐性能甚至優于熱鍍鋅。同時冷噴鋅涂層被環境氧化時，在涂層表面形成致密的鋅鹽保護層，提高了涂層對基材的附著力，以及屏蔽效果，減緩了底層金屬鋅的氧化速率，最終實現長效防腐。
（2）配套中涂：中間涂層主要起到封閉底漆，提高涂層屏蔽效果，環氧云鐵中間漆主要由環氧樹脂，鱗片狀云母氧化鐵，固化劑等組成的環氧漆，具有良好的力學性能，耐水性、耐介質腐蝕，優良的抗滲透屏蔽性能，因此 中間漆可以選擇環氧云鐵中間漆。
（3）面漆選擇：面漆主要考慮涂層耐候性，耐老化性 能，保色保光性。目前市面上主流耐候性面漆為氟碳面漆/ 聚硅氧烷面漆，其中氟碳面漆F-C鍵以及聚硅氧烷面漆Si-O 鍵都具有較高的化學鍵能，因此不易粉化褪色，使用壽命 長達20年，具有比其他任何涂料更為優異的性能。
鋼箱梁內表面
水性防腐涂料：采用水性丙烯酸改性環氧脂作為水性防腐涂料的主要成膜物質，添加磷酸鋅等防銹顏料制備的水性防腐涂料，不僅能夠提高涂層的附著力，同時具有較好的防腐性能。
從工藝保障原料防腐性能
冷噴鋅防腐體系施工要點
冷噴鋅防腐體系施工方便快捷，與傳統環氧富鋅體系施工類似。在鋼材焊縫、轉角、切邊、螺孔、板邊緣，以及難涂部位均采用刷子刷涂一遍，進行預涂。采用高壓無氣噴涂時可采用B型噴嘴，整個設備必須清潔，噴涂次數為往復2遍，表干后，涂第二道，往復走槍2遍，涂到規定要求的厚度，第一道和第二道涂裝方法采取十字交叉。涂層表面必須保持均勻一致，不允許出現橘皮、起粒、流掛等 弊病。每道涂層施工完畢后必須進行膜厚測試，膜厚達不到設計要求可以后加涂裝道數至規定膜厚，才可進行下道工序施工。完全干燥后應進行附著力測試，采用拉開法測試，并且涂層附著力不小于5MPA。
水性防腐涂料施工要點
水性防腐涂料溶劑為水，因此對自然環境的要求較高，應選擇晴天進行施工，并且環境溫度5-45°C，濕度不能超過85%，最好在65%以下為宜，過高的濕度會導致水的蒸發速率過慢，鋼結構表面長時間包裹在水中，由于水為導體，對存在電位差的區域形成電荷遷移，導致漆膜發生閃銹，嚴重影響涂層的防腐性能。
冷噴鋅防腐體系和水性防腐涂料目前在國內外多個行業里得到了廣泛的應用，國內鋼結構橋梁上也有部分業績，在箱梁外表面和內表面分別使用不同的兩種工藝，有效解決鋼結構防腐以及封閉空間的施工難題。同時為中國鋼結構橋梁防腐工藝標準的規范制定，提供相應的涂裝設計、施工和實例，為中國鋼結構橋梁防腐更規范、更環保、更安全地發展提供支持，最終達到橋梁鋼結構長壽命安全使用的目的。
本文刊載/《橋梁》雜志2020年第2期總第94期
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