鋼結構防腐工程中大氣防腐涂料及涂裝工藝的正確使用

陳登斌 沙子鋒

摘要：我國橋梁工程行業由于橋梁工程的興起正在蓬勃發展，鋼結構也被越來越多的實際生產建設所使用，但由于鋼結構的易腐蝕和畏高溫的特點，鋼結構在工程中的防腐措施就顯得尤為重要了。本文從鋼結構在應用中存在的問題出發，結合實際案例，研究出了鋼結構的防腐工程中大氣防腐涂料及涂裝工藝的使用要點。

關鍵詞：橋梁工程;鋼結構;防腐;大氣;涂料;使用

1、前言

當今橋梁工程行業，橋梁工程承重構件的主流選擇就是鋼結構，其抗震強、塑性好、韌性高的特點為行業內青睞。在施工過程中，鋼結構也具有建設簡便、工期短、投資低和建成后的美觀等優勢。但是鋼結構仍有其明顯的缺陷，那就是耐腐蝕性極差，所以在橋梁工程過程中對鋼結構的防腐保護成為了使用鋼結構的重點。

2、橋梁工程行業應用鋼結構防腐工程中出現的問題

大部分的鋼結構橋梁工程都要面臨海洋環境的考驗，眾所周知海洋環境是極為苛刻的腐蝕環境，海水中和海洋大氣中都包含有高濃度的氯化物和硫化物，極易結合水蒸氣形成強酸，對鋼結構橋梁工程的腐蝕作用最強。而不當的涂料選擇和錯誤的施工工藝會導致鋼結構的防腐涂層出現失效的問題，涂層出現失光、褪色、泛黃、起泡、起鼓、剝落、開裂甚至脫落、粉化等現象，防腐工程失去了原本的意義。究其原因，環境因素、鋼結構的表面處理不符合標準、焊縫等局部部位處理不當、涂裝工藝不良等都是導致防腐涂層失效的重要原因[1]。在鋼結構防腐工程中大氣防腐涂料的的涂刷工藝中，鋼結構表面的處理結果直接影響著涂層壽命的長短，結合實際數據來看約有一半左右的涂層是由于鋼結構表面的處理不合規導致的。在國際標準里明確規定了鋼結構表面處理的標準，這些涂層失效后的鋼結構已經不堪大用。此外，在施工過程中由于管理不善，導致施工人員在焊接完成后沒有處理焊接熔渣就開始上漆，焊接外縫質量不滿足標準，粗糙的表面和粗大的輪廓導致涂層出現脫落、泛銹和起泡的現象，涂層很快失去作用，整體涂層的厚度不夠，鋼結構受到侵蝕而被破壞，嚴重影響了后續的涂層維護和檢修工作的進行。

在使用大氣防腐涂料對鋼結構進行防腐保護時，由于涂料本身的耐久性不夠，涂層的壽命往往很短，這就導致鋼結構的防腐工程難以延續。為了讓短暫壽命的涂層延長對鋼結構的防腐保護作用，定期的涂層維修和大修就成為了鋼結構防腐工程的常規操作。另外，要選擇符合維修和維護周期預期的涂層系統，減少因必要維護帶來的長期性成本投入[2]。

除此之外，涂層的壽命設計也要與實際相結合，綜合參考相關案例，靈活的設計涂層的預計周期。專業的設計人員和全面綜合的分析比較才決定著涂層的最終選擇，不能只依靠專業知識就下定論。

3、防腐工程中鋼結構的表面預處理及質量把控

要做好鋼結構防腐工程的前提是對于鋼結構的表面進行預處理，同時鋼結構的質量又決定著選用涂層的附著力和耐久性，可以說鋼結構表面的預處理和鋼結構質量同時決定著防護的效果。涂料的選用對鋼結構的防腐工程的影響重大，對于最終的防護效果起著決定性作用。所以在防腐工程中，表面預處理的工藝是否滿足標準，鋼結構的質量是否符合預期，涂料品種的選用是否因地制宜，都會對防腐工程的最終結果產生較大的影響。

3.1? 鋼結構的表面預處理

鋼結構的表面處理技術已經成為施工標準，被列入了防護施工保證項目。防腐在涂料涂裝之前，首先需要對鋼結構進行表面的預處理，仔細查驗鋼結構表面的鐵銹、氧化皮和污濁物是否全部去除，以免出現泛銹、脫落和起泡的現象，影響鋼結構的表面防護品質。在施工時要注意焊縫的氣孔殘留焊渣是否除盡，砂眼及凹凸的部分是否使用專業的手法磨平。根據國際標準ISO8503-2的中級粗糙度要求，還要檢查噴砂、拋丸處理完成后的粗糙程度是否符合標準，過小的粗糙程度會影響涂料對于鋼結構的附著力，太大的粗糙度則在上涂料的過程中會產生涂層波峰，產生不必要的涂料浪費的同時更容易出現點繡的情況[3]。

此外，鋼結構表面由于噴砂、拋丸形成的灰塵也會對防腐質量產生影響。根據國際標準ISO8503-3的要求，灰塵會降低涂裝過程中涂料的附著效果，還可能引起灰塵吸潮而加快鋼材的腐蝕情況，涂裝前的鋼材表面必須保證干燥，由于灰塵吸潮所引發的鋼表面的水凝結薄膜肉眼幾乎無法察覺，所以除灰的操作對于鋼結構的表面預處理工藝意義重大，要符合國際標準中對于鋼表面凝露層級的要求。國際標準ISO8502-4對涂裝施工現場的環境有明確的要求，可以通過測量空氣的響度濕度和鋼材表面的溫度來判斷鋼材表面的凝露層級，進而判斷涂裝工作是否能順利進行。具體操作為在露點表或者露點計上查看空氣的露點，再通過鋼材表面溫度計測量鋼材涂裝面的表面溫度，比較二者之間的差值，確定鋼材表面是否有凝露的可能，國際標準ISO8502-4中對于這個差值的要求為3攝氏度，即確定待涂裝的鋼材表面溫度必須高于露點至少3攝氏度，才滿足涂裝的條件。另外，鋼材表面水溶性鹽類污染水平也會對鋼材表面的預處理結果產生影響，有些涂料可能會與鋼材表面的水溶性鹽類產生化學反應，影響涂層對鋼表面防腐的保護效果[4]。

3.2? 鋼結構表面預處理結果的質量把控

根據國際標準ISO8503-2、ISO8502-3、ISO8502-4等的相關規定，鋼結構的表面預處理結果必須滿足相應的粗糙程度、鋼材表面的清潔程度及鋼材表面的凝露層級，即Sa2.5級。所以在做完鋼結構的預處理工程后，需要有專業的人員對于鋼結構的表面處理結果進行復核驗收，并給出是否進行下一步涂裝的可行性意見，相關的專業人員要記錄每一次復核查驗的數據結果，并建立健全工班責任日清的制度。

4、涂料與涂裝工藝的選擇

4.1? 鋼結構防腐工程中涂料的選擇標準

因鋼結構在空氣中的不耐腐蝕性，鋼結構對于空氣中二氧化氮、二氧化硫、氯化氫、氨氣等酸堿性氣體的敏感程度很高，很容易與上述氣體混合水蒸氣產生金屬置換反應，鋼結構表面會因此產生電解質水膜，從而遭到腐蝕[5]。所以涂裝用料的選擇要遵循以下幾個標準：首先涂料形成的涂層應該具有良好的機械性能;其次涂層形成后對雜質的滲透抵抗性能要好;第三防腐涂料的耐腐蝕性極強且極為穩定，對于鋼材表面的保護作用明顯;第四涂料的附著力要強，能輕易的附著于鋼材表面，涂層的壽命較高;最后涂料要易于施工，環保無污染且成本不高。根據以上標準，一般鋼結構的防腐工程中選用環氧云鐵中層漆、氯化橡膠面漆和環氧富鋅漆，這些漆的特性基本符合上述標準，且物美價廉，便于施工，是橋梁工程工程中最常用于鋼結構防腐的涂漆。

鋼結構的涂層也有區分，一般在橋梁工程工程中將鋼結構的涂層分為底涂、中涂以及面涂。底漆主要是對于鋼材附著性的要求和對鋼材表面的防腐蝕保護，底漆的漆膜厚度一般較低，高過鋼表面拋丸后的粗糙度峰值是基本要求，另外要滿足對鋼表面的濕潤性，能深入到焊縫、銹痕的較深部位。中涂是對底漆和面漆之間起過渡作用，中間漆能通過溶劑溶脹底漆，增強漆面之間的粘著程度，并且加厚涂層，提高涂層的屏蔽性能，一般底漆較薄，使用中間漆可以加厚涂層薄膜，增強涂層的附著力。面漆的使用有著美化鋼結構表面的作用，同時面漆還能降紫外線遮擋在涂層之外，減小紫外線對涂層的影響，有的面漆還具有耐化學品腐蝕的特性，面漆一般選用長油醇酸磁漆、環氧類面漆、丙烯酸芳香族聚氨酯面漆、氟碳樹脂漆、氯化橡膠面漆、高氯化聚乙烯面漆等幾種，都具有較強的耐久性[6]。

4.2? 鋼結構防腐工程中的涂裝工藝

在鋼結構防腐工程中，最長用到的涂裝手法是噴涂、輥涂和手工刷涂。噴涂作業時，由于稀釋劑的添加量和試件形狀的影響，一般會產生嚴重的流掛現象[7]。為了避免流掛現象的產生，一般對面積不大的基體采用刷涂的方法，以減少涂料的消耗。涂裝工藝中還有一些隱蔽的工程，比如防護施工，這就需要嚴格的品質控制體系來對品質的結果進行測量，所以要配備精確的檢測儀器，常見的儀器有測厚儀、粗糙度儀和除銹等級標準圖等。成功的完成了對涂層厚度、粗糙度和除銹質量的逐項檢測并驗收合格后才可以開始下道工序的施工。表面的除銹工作完成后，要在4小時之內快速涂刷頭道底層涂料，以免除銹完成后生成二次銹蝕，隔夜進行涂裝工作是明令禁止的。前道涂層完成涂裝后暴露的時間不能過長，以免涂層間的附著力下降;為了避免泛銹情況出現在因溶劑揮發形成的針孔處，要在環氧富鋅底漆涂膜表干之后實干之前刷涂環氧云鐵中間層涂料封閉針孔。

鋼結構防腐工程中的涂裝過程中也要注意施工環境造成的影響，在大風、降雨、溫、濕度等環境下進行涂裝都會降低防腐涂料的防腐質量。溫度過高會導致涂裝溶劑的揮發較快，涂層容易出現針孔、起皺和刷痕等現象;低溫則會造成涂料的固化速度降低乃至停止，甚至在表面生成水珠;當空氣相對濕度過大時會使得涂層泛白、出現針孔，導致鋼結構表面發生二次泛銹，應暫緩涂裝施工;大風環境下會產生大量的塵土，這些塵土會黏著在涂層的防護表面從而極大地降低了涂層間的附著力，并影響涂層的外觀質量，需要等待大風停止再進行施工。

4.3 鋼結構防腐工程的質量控制

鋼結構防腐工程最重要的環節就是對于涂層的質量控制，涂層的質量高，防腐性能就強，鋼結構的耐腐蝕就越好，所以在施工過程中要嚴格把控涂層的施工質量。要指派專業的驗收人員對防腐工程的每個環節，涂料的施工標準、涂層的最終結果、涂料的施工工藝等進行嚴格的驗收，并記錄相關數據：日期、環境、施工人員、表面處理等級、表面除塵方法、稀釋劑添加情況、干濕膜厚度等等[8]。涂料中的稀釋劑能調整施工的粘度，因此要嚴格選用符合標準的稀釋劑，如果選用的涂料能滿足施工粘度的要求，就盡量避免使用稀釋劑，從而減少流掛現象產生的幾率。使用稀釋劑后涂施面積會顯著增大，但是涂層的膜厚會嚴重不足，影響了最終的防腐效果。如果是同一品種的漆進行多道噴涂，建議用不同顏色的漆交叉噴涂，避免重涂和漏涂。

5、結束語

鋼結構的防腐工程直接決定著完成施工后鋼結構的耐久性，在實際的施工結束后，對于涂層的維護檢修也是提升鋼結構耐腐蝕性能的重要方法，但是歸根結底，做好鋼結構防腐工程中大氣防腐涂料及正確使用涂裝工藝仍是最穩妥的提升鋼結構的放腐蝕性能的辦法。選擇合適的涂料，施工過程中注意涂裝手法和質量控制，鋼結構不耐腐蝕的缺陷就被無限縮小了。

參考文獻：

[1] 金枝，方建彬，周祎倩.橋梁工程工程中輕鋼結構的防腐及防火技術[J].住宅與橋梁工程，2020（06）：189.

[2] 談軍志.淺談橋梁工程工程鋼結構的防腐防火施工技術[J].中華建設，2020（01）：116-117.

[3] 楊光.橋梁工程安裝鋼結構防腐質量控制[J].全面腐蝕控制，2019，33（09）：21-23.

[4]梁濤.鋼結構防腐技術研究與管理[J].地產，2019（15）：139.

[5] 李靈運.鋼結構防腐技術的應用及工程管理要點[J].全面腐蝕控制，2018，32（09）：95-96.

[6] 張建榮.鋼結構防腐技術的應用及工程管理要點[J].城市建設理論研究（電子版），2018（23）：26.

[7] 劉海倉.淺談鋼結構橋梁工程防腐保護工程的質量控制[J].四川水泥，2018（07）：288.

[8] 孫立業，趙亮.橋梁工程工程中的鋼結構防腐技術探討[J].全面腐蝕控制，2018，32（06）：7-8.