OTC防腐蝕技術在壩陵河大橋錨室鋼構件銹蝕防護處治中的應用

顧永標

（貴州高速公路集團有限公司營運事業部安順中心，貴州安順561000）

0 引言

金屬材料在大氣環境中因濕度、鹽分及其他酸性物質的影響很容易發生銹蝕，使金屬結構物使用壽命大大降低，使用性能下降。作為金屬結構物主要受力部位的橋梁鋼索、吊桿、螺栓螺母、球形節點、法蘭等異形節點因形狀缺乏規則性，縫隙、棱角、凹凸起伏、缺陷較多，更容易積存水分和鹽分等腐蝕性介質，發生電偶腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及晶間腐蝕的可能性更大。

橋梁鋼索等部位在荷載作用下撓度和震動較大，在溫度、載荷及紫外線等的協同作用下，吊桿和拉索處發生腐蝕的可能性較大。為避免橋梁金屬構件發生腐蝕，及時處治已經發生的腐蝕，保證結構運行安全，必須采取有效的防腐蝕處治技術。

1 OTC 防腐蝕技術概述

1.1 技術原理

OTC 防腐蝕技術也就是氧化聚合型包覆防腐技術，其防腐結構由內到外分別為防蝕膏、防蝕帶和外防腐劑層以及用于異性部位塑形的防蝕膠泥（見圖1）。該防腐材料主要通過將聚酯無紡布浸潤至特殊調和化合物后而制成，工程應用后防腐帶表面的化合物將暴露在外界環境中，并在無紡布表面氧化聚合形成皮膜，抗老化性能優良，主要黏附于鋼結構表面一側保持柔軟狀態。

圖1 防腐結構

考慮到該防腐材料柔韌性較好，可撫平后粘貼在任何形狀表面，所以對于各種復雜形狀的金屬設施設備均較為適用，能有效解決各類建筑結構鋼構件腐蝕難題。

1.2 技術優勢

氧化聚合型包覆防腐涂層具有良好的耐腐蝕性和抗老化性，剝離強度高，伸縮性能優良。具體情況如下：一是耐腐蝕性。根據《人造氣氛腐蝕試驗-鹽霧試驗》（GB/T10125─2012）相關規定進行防蝕膏材料耐腐蝕性能檢測，基材采用長×寬×高為140mm×65mm×2mm 的A3 碳鋼試片，并通過400 號砂紙將表面打磨光滑，再將一層厚度250～300μm 的防蝕膏均勻涂抹在鋼板基材表面，經過168h 中性鹽霧試驗后，鋼板基材并未出現任何銹蝕跡象。在測試鋼管表面纏繞兩層防蝕帶，并放置于中性鹽霧環境中試驗2000h，取出后將防蝕帶去除，通過肉眼可以觀察到鋼管結構表面色澤依舊光亮如新，而未纏繞防蝕帶的區域則出現明顯的銹蝕。二是抗老化性。結合《色漆和清漆-人工氣候老化和人工輻射曝露濾過的氙弧輻射》（GB/T1865—2009）相關要求進行鋼構件氧化聚合型包覆防腐處治后拉伸強度檢驗，以表征防蝕帶抗老化性能[1]，試驗1000h 后，防蝕帶拉伸強度維持率均不低于65%，完全符合相關規范要求。三是伸縮性。對于螺栓等規格不一、形狀各異的異形鋼構件，防腐體系必須具備一定伸縮性，以貼合基材結構形狀；與此同時，在自然環境下，隨著溫度的變化鋼構件也會發生輕微變形。防蝕膏對于鋼結構基材形狀具有較好的適應性，為實施試驗，通過400 號砂紙打磨出1mm 厚的鋼板，并通過螺釘固定后裹覆防蝕帶，置于露天環境下2 周左右表皮膜完全硬化時展開彎曲疲勞試驗，按照1mm 和2mm 的伸縮距離、5 次/mm 的伸縮頻次共試驗1000 次。試驗結果表明，防蝕帶表面并無任何斷裂、刮傷及掀起，且防蝕帶貼合在鋼構件表面后伸縮性良好，能有效抵御鋼構件變形。

2 工程應用

2.1 工程概況

修建在貴州省黔西地區高原重丘區的壩陵河大橋是滬昆國道主干線上跨越壩陵河大峽谷的首座特大型橋梁。壩陵河大橋主橋跨為1088m 的單跨簡支鋼桁梁懸索橋設計，主纜分跨為（248+1088+228）m；東岸引橋為(47+53+32)m+（4×50）m 的二聯結構預應力混凝土連續剛構，西岸引橋為4×50m 的一聯預應力混凝土連續剛構，共設置四個錨錠，位于鎮寧側的東錨錠主要由兩個獨立重力式錨錠組成，西錨錠錨室內鋼構件拉桿存在輕微銹蝕跡象。為保證該橋梁結構安全運行，避免既有銹蝕病害持續擴大，對大橋西側隧道錨室鋼構件銹蝕區域擬采用氧化聚合型包覆防腐蝕技術防治處理。

2.2 橋梁錨室鋼構件銹蝕防護處治

應用OTC 防腐蝕技術進行大橋錨室鋼構件銹蝕防護處治施工分為鋼構件表面處理、防腐膏涂抹、塑形材料填充、防蝕帶纏繞、防護膠黏體涂刷等步驟，具體如圖2所示。

圖2 OTC 防腐蝕技術施工工藝流程

2.2.1 表面處理

鋼構件表面處理好壞直接決定著防蝕膏和鋼構件表面能否充分結合以及氧化聚合型包覆防腐技術的應用效果。對于較厚的銹蝕層，由人工通過除銹鏟徹底清理鋼構件邊緣板等表面的舊漆皮、松動的鐵銹等，除銹等級至少應達到《GB/T8923.1-2011 涂覆涂料前鋼材表面處理》和《GB/T8923.2-2008 涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定》中規定的St2 級。此后再改用角磨機將頑固銹蝕層清理干凈，并重點打磨邊緣板和加強筋連接死角位置及加強筋出螺栓。對于較薄的銹蝕層，則可直接通過80 目砂紙直接磨光或通過鋼絲刷清理后改用砂紙磨光處理。在防腐帶包覆前還應對拆除的加強筋涂刷防腐漆，待漆面晾干后再安裝回去。

2.2.2 氧化聚合型防腐施工

在包覆防腐區域橫豎向抹平防蝕膏，對于鋼構件表面的縫隙及坑槽等區域，應填滿防蝕膏，以便在鋼構件表面形成一層完整均勻的保護膜。在起始處包覆兩層防蝕帶，再通過螺栓狀方式纏繞，每層搭接寬度為防蝕帶寬度的55%[2]，以確保各處均覆蓋兩層防蝕帶。防腐施工過程中，必須將防蝕帶拉緊鋪平，壓出其中空氣，垂直結構的鋼面必須從下至上施工。此外，還應保證防蝕帶與鋼構件表面緊貼，通過掛瓦方式施工，確保水流順流而下。沿防蝕帶纏繞方向二次壓平防蝕帶，保證兩層防蝕帶和搭接處緊密粘貼。

防護黏膠體在使用前必須充分混勻，通過毛刷均勻涂刷于防蝕帶表面，待其充分干燥后再涂刷一層，兩次涂刷時間必須至少間隔1h。

2.3 驗收情況

待該大橋錨室鋼構件OTC 防腐蝕處理后必須重點檢查鋼構件表面預處理質量及防腐蝕施工工藝執行情況。該橋梁錨室鋼構件防腐蝕處理檢測項目主要包括表面、厚度及電火花檢漏等。表面檢測主要通過目測，防腐蝕層搭接均勻，涂刷平整，無氣泡及破損和褶皺。防護層厚度則通過測厚儀檢測，并按照圓周向均勻設置四個測點，所測保護層厚度符合設計要求。在傳統的防腐處理方式下，該大橋錨室內鋼構件防腐每年都要投入大量維護費用，且防護效果一般，而自2020年6月～8月，壩陵河大橋西側隧道錨室鋼構件實施完畢OTC 防腐蝕處理以來至今為止，鋼構件未出現任何形式的銹蝕破壞，且運行期間并未進行任何形式的維修處理，使傳統防腐處理方式下高昂的維修費用得以節省，鋼構件防腐應用效果十分顯著。

3 結語

綜上所述，OTC 防腐蝕技術施工過程簡單、鋼構件表面處理要求低、維修養護簡便，防護效果優良。防蝕膏覆蓋在鋼構件表面后疏水性和致密性良好，防蝕帶在氧化聚合作用下成膜后耐候性與阻燃性優良，氧化聚合型防護膠黏體可在鋼構件表面最外層形成一定強度皮膜，使得整個裹覆防腐系統抗水性、耐久性及美觀性大大增強，對于復雜環境下鋼結構防腐具有較好的綜合應用效果。