鋼橋防腐現狀和發展

孟祥勇

摘 要：隨著中國交通事業不斷不發展，對于大跨徑橋梁需求逐漸增加，由于鋼橋強度高，自重輕，鋼橋的應用也日益增加。鋼橋的腐蝕嚴重制約著橋梁的使用壽命。本文將根據工程實踐中常用的鋼橋防腐措施，對橋梁防腐涂層進行論述分析。

關鍵詞：橋梁;鋼橋;防腐;耐久性

0 引言

大多數橋梁設計者認為，鋼橋防腐對于橋梁工程來說是占比很小的一部分，但事實并非如此，在20世紀30年代，最早開始建造了鋼結構橋梁的歐美發達國家，因其自身防腐技術不夠成熟，不能對當時鋼結構橋梁提供長效保護，使橋梁在通車運營后很短的時間內，便發生了嚴重的腐蝕現象，即使進行定期刷漆維護，依舊達不到良好的防護效果，對此不得不重新建造橋梁，對于人力物力造成了極大的浪費。在美國橋梁中，因為腐蝕已造成4 000多座不能使用，也曾發生過因為腐蝕造成橋梁坍塌的事故。故鋼橋的防腐成為了日益重要的課題。

1 鋼橋的防腐措施

1.1 重防腐油漆涂裝防腐

防腐涂裝工藝中比較簡單的當屬重防腐涂料，所以重防腐油漆涂裝防腐便逐漸應用各個領域，因其工藝的發展和進步，其工藝便逐漸應用于鋼橋之上。在重防腐涂料中，無論何種油漆，其施工工藝非常相似，先涂裝與金屬直接接觸的為底漆，在底漆完成后對中間漆進行涂裝，最后一層便是面漆。油漆品種也大致相同，底漆均為環氧（無機）富鋅底漆，中間漆為環氧云母氧化鐵中間漆，面漆主要有三種，環氧聚氨酯面漆、環氧各色面漆、氯化橡膠面漆。油漆涂裝體系中底漆的作用主要是對鋼鐵有鈍化緩蝕的作用，增加油漆附著力，幾乎沒有防腐作用。油漆對鋼橋的保護還是以隔離防護為主，油漆層的老化使這種隔離層的保護作用減弱。其次大氣中的鹽霧、氯離子、水分子通過油漆涂層的微孔腐蝕金屬，導致金屬體積膨脹，油漆層剝落，從而使鋼橋在短短運營10年左右的時間，整個鋼橋防腐體系便會失效，將會產生大量鋼橋防腐維護和保養費用。

1.2 熱浸鍍鋅防腐

到目前為止對于鋼結構防腐有很多方法，熱浸鍍鋅防腐蝕技術是因為其經濟效益和防腐效果較好，是目前較為先進的一種方法，而且其應用的領域也較為廣泛。熱浸鍍鋅防腐是鋅在液體狀態下，將構件浸入600℃金屬鋅槽中，經過物理和化學反應后，在金屬表面形成一層保護層。

熱浸鍍鋅防腐法在實際應用中，因先將構件浸入金屬鋅槽中，所以尺寸較大的鋼橋部件不能用此類方法進行防腐，其次此類防腐方法只能在工廠進行操作，不能到現場進行熱浸鋅防腐，會產生大量的運輸費用，再者熱浸鋅涂層致密而且也非常的薄，鋅鍍層碰上后自身無法修復，因此熱浸鋅防腐對鋼結構橋梁防腐有很大的局限性，鋼橋上應用并不廣泛。

1.3 熱噴涂防腐

熱噴涂技術是利用某種熱源對噴涂材料進行加熱，用壓縮空氣將熔融的粒子噴射并沉積到金屬表面上，形成表面涂層的方法。熱噴涂根據熱源的不同將噴涂分為電弧噴涂、等離子噴涂和火焰噴涂，用于防腐領域的主要有火焰噴涂和電弧噴涂。

（1）火焰噴涂。火焰噴涂技術作為一種新工藝新技術，在近年來得到了迅速發展，已成為金屬防腐領域占領一席之地。其原理是將火焰作為熱源，將加熱到熔融狀態金屬或非金屬材料，在高速氣流的作用下形成霧流，噴射到金屬上，這一過程稱為火焰噴涂。此類防腐方法在歐美國家的鋼橋應用上，取得了較好的防腐效果。 但其也有一定的局限性：①火焰噴涂生產效率低，無法大規模大面積鋼結構噴涂;②噴涂層與鋼橋表面結合強度較低，不能較好地承受車輛的沖擊荷載;③對鋼橋表面要求高;④火焰噴涂工藝受約束的條件比較多，涂層質量尚無法做出準確的檢測。

因此國內在鋼橋上沒有大面積采用火焰噴涂進行防腐。

（2）電弧噴涂。電弧噴涂是鋼結構防腐蝕防腐中最普遍使用的一種噴涂方法。電弧噴涂是利用燃燒于兩根連續送進的金屬絲之間的電弧來熔化金屬，在高速氣流的作用下形成霧流，噴射到金屬上形成涂層的技術。電弧噴涂系統一般是由電弧噴槍、控制裝置、噴涂專用電源、送絲機及壓縮空氣供給系統等組成。

該噴涂方法的顯著特點：①耐腐蝕壽命長，耐蝕性能是常規防腐性能2倍，其防腐壽命可達50年之久，根據前蘇聯地下礦井實驗，該防腐層在30年內無需其他防腐維護，使鋼材耐久性和經濟效益到提高;②電弧噴涂層與金屬結合為機械熱鑲嵌和微冶金結合，使其涂膜的密著力是一般鋼材4倍，結合能力高，涂層質量優良。涂膜保護層在沖擊和碰撞的作用下與鋼材結合緊密;③電弧噴涂同火焰噴涂相比，由于電能的優勢，工作的效率和安全性得到了提高。隨著電弧噴涂機械化設備的出現，已遠遠滿足橋梁建設工期的要求。電弧噴涂對于鋼橋防腐的優越性也愈加顯著。

電弧噴涂防腐技術于20世紀30年代開始興起，先后在煤礦、土木工程、機械、冶金、消防、領域得到應用，到20世紀50年代以后電弧噴涂技術開始在歐美橋梁上開始應用，并取得良好的防護效果，到21世紀初發展中國家才開始把電弧噴涂技術應用于橋梁之上。

2 鋼橋防腐的發展

近十年來，高速公路和高速鐵路迅速發展，對于橋梁的防腐也愈加重視，鋼橋防腐的時效性、經濟性、環保性，也成為日后橋梁防腐關注的主要因素，國家也在強調要把經濟的發展和生態文明的建設結合起來。

2.1 水性金屬防腐涂料

傳統的金屬防腐涂料不僅在干燥后會產生揮發性的有害有機物，而且在生產和使用過程中也會產生有害溶劑和氣體，危害施工人員和使用者的健康，于是具有環保性的水性金屬土涂料被人們所重視。很快以其低污染、無公害的優越性得到市場認可。

2.2 高固金屬防腐涂料

一般的防腐涂料含有大量的有機溶劑，這些溶劑揮發到大氣中不僅污染環境，更影響施工人員和使用者的身體健康。現如今國外研發一種防腐涂料，其固含量在90%以上，已大規模應用在工業中并取得良好的效果。

2.3 碳纖維復合材料

對于碳纖維技術，人們需解決的就是碳纖維的錨固技術，隨著錨固技術的提高，此材料在鋼橋中表現出優異的性能，碳纖維復合材料也是未來鋼橋防腐的發展方向。

3 結語

世界各國鋼橋防腐涂裝已經歷百年，從早期的簡單防護，到現代長效防腐，防腐壽命也在不斷提高，對環境的污染也在減弱，并得到有效控制，隨著我國基礎設施建設速度的加快，大型鋼結構橋梁不斷涌現。在現代橋梁中建設中，最有發展前途的防腐技術當屬重防腐蝕涂裝體系和電弧噴涂涂裝體系，特別是電弧噴涂防腐技術即使在惡劣的環境下也可使鋼橋防腐蝕壽命提高到50年以上，是其他任何技術無法比擬的。未來電弧噴涂技術在鋼橋上的應用也將越來越廣泛，政府部門也將節約大量的橋梁維護和保養費用，同時也減少油漆防腐維護帶來的環境污染。因此重視鋼橋防腐涂裝是一項長久的工作，也是必須要重視的工作，研發新的環保高效的防腐涂料任重道遠，對于橋梁設計來說，選擇合理的防腐措施，對橋梁使用壽命和對環境影響有著重要的意義。

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