裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程防腐涂裝施工技術(shù)質(zhì)量控制研究

郭 震，張志喜

（甘肅省科工建設(shè)集團有限公司，甘肅 蘭州 730300）

0 引言

目前，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑迎來了黃金發(fā)展期，許多大型體育場館、會展中心、商業(yè)民用建筑等都積極采用鋼結(jié)構(gòu)體系作為主要的建筑結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)作為一種輕質(zhì)、高強、易于實現(xiàn)建筑工業(yè)化生產(chǎn)、裝配、施工的建筑形式越來越受到業(yè)內(nèi)人士的青睞，但鋼結(jié)構(gòu)建筑同時面臨著防腐的難題，受機械、材料、人為等因素影響，一般的防腐施工質(zhì)量很難得到保證，若防腐涂層經(jīng)常性失效，將會對工程項目造成巨大的經(jīng)濟損失［1，2］。

1 防腐涂裝前表面處理質(zhì)量控制

目前，國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)工程的防腐技術(shù)主要有涂料防腐、熱鍍鋅和熱噴涂防腐，其中以涂料防腐為主。鋼結(jié)構(gòu)涂裝施工對表面處理質(zhì)量的要求較高，因為會直接影響建筑工程涂裝層的使用壽命和后期的運營維護。為了充分發(fā)揮涂料對鋼結(jié)構(gòu)的保護和裝飾作用，涂裝前表面處理是確保涂裝質(zhì)量的關(guān)鍵一步，表面處理包括結(jié)構(gòu)處理、表面清理和表面粗糙度處理。

由于鋼材表面的原始銹蝕狀態(tài)的不同，造成除銹工作的難易程度和除銹完成后的外觀質(zhì)量也有很大差別，基于 GB/T 8923.1－2011《涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定》［3］的規(guī)定，以鋼材表面氧化皮的狀態(tài)和銹蝕情況，將鋼材原始銹蝕分為 4 個等級，如表1 所示。

表1 鋼材的銹蝕程度

結(jié)構(gòu)處理是指通過一定技術(shù)措施對鋼結(jié)構(gòu)表面的缺陷、尖角、焊縫進行一定的打磨和清理，增加涂層對結(jié)構(gòu)表面的附著力和完整性，如圖1 所示。

圖1 焊縫表面打磨

由于金屬表面的氧化皮、鐵銹、可溶性鹽、油脂等會對防腐層的壽命有一定的影響和損害，因此構(gòu)件在經(jīng)過結(jié)構(gòu)處理后，要通過表面清理工作將這些有害物質(zhì)徹底去除，以提高防腐涂裝層保護效果。

鋼結(jié)構(gòu)表面的粗糙度處理也是表面處理的重要一環(huán)，粗糙度的過大或過小都會影響涂層的附著力，過大會在鋼材表面波峰處引起涂層厚度不足，導(dǎo)致過早地發(fā)生點蝕，并且在波谷處截留氣泡，為日后涂層的鼓泡脫落留下隱患；過小則會產(chǎn)生涂層和鋼結(jié)構(gòu)表面的機械咬合作用發(fā)生不充分，涂膜使用壽命達不到設(shè)計要求年限。目前，表面粗糙度控制的常用措施有拋丸、噴砂和打磨（手工與動力）三種，原材料預(yù)處理、分段處理和構(gòu)件整體處理是常用的表面處理工序，但不管哪種方法或工序，都需要按照設(shè)計規(guī)定的除銹質(zhì)量等級，達到對清潔度和表面粗糙度的控制要求［4，5］。

2 防腐涂裝施工質(zhì)量控制

由于防腐涂料的化工特性，在施工、干燥、固化的過程中非常容易受到大氣環(huán)境的影響，包括施工環(huán)境的溫度、相對濕度、鋼板表面溫度和露點溫度等，因此必須進行嚴(yán)格的控制。

1）環(huán)境溫度。溫度對涂裝施工的影響最大，尤其是對環(huán)氧系涂料而言，環(huán)境溫度低于 10 ℃ 時，固化非常慢；環(huán)境溫度低于 5 ℃ 時，固化幾乎停止。因此在涂裝施工前，一定要提前了解涂料對于環(huán)境溫度的要求，并對施工期間的環(huán)境溫度進行監(jiān)控和預(yù)知。如果工程必須要在低溫涂裝時，要及時與涂料供應(yīng)商溝通協(xié)調(diào)，選用低溫固化型涂料，或采取保溫措施進行涂裝施工。如果相對濕度超過 85 % 或者鋼板溫度低于露點溫度 3 ℃，不要進行最終噴砂或油漆施工。

2）底材溫度和涂料溫度。底材溫度也稱為鋼板溫度，鋼板溫度的高低對涂料涂刷、干燥和固化影響也很大，因為鋼板溫度的高低直接取決于環(huán)境溫度，室外鋼板長期處于陽光的照射下，溫度會遠遠高于環(huán)境溫度，涂裝作業(yè)時會在涂層中產(chǎn)生氣泡、針孔和橘皮的現(xiàn)象；冬季即使陽光晴好，但鋼板的溫度依舊較低，涂裝作業(yè)時會在鋼板表面產(chǎn)生肉眼不可見的冰霜，對涂層產(chǎn)生不利影響，特別是環(huán)境溫度低于 0 ℃ 時，更加要嚴(yán)格控制涂裝施工。

涂料的溫度同樣也會影響涂裝質(zhì)量的好壞，由于涂料在高溫狀態(tài)下的黏度小，而在冬季寒冷時黏度較大，因而冬季涂裝施工相對困難，需要額外增加稀釋劑進行稀釋，但這種做法會減少油漆固體成分含量，涂裝質(zhì)量很難得到保證。

3）露點溫度。露點溫度形象的解釋就是空氣中的水蒸氣變?yōu)槁吨闀r的溫度，所示露點溫度會導(dǎo)致已經(jīng)經(jīng)過表面處理的鋼材返銹，從而影響涂層之間的結(jié)合力或引起涂層的早期破壞。因此，對于鋼結(jié)構(gòu)涂裝，露點溫度的控制是十分必要的，通常表面處理和涂裝作業(yè)的表面溫度要高于露點 3 ℃ 時才能施工。

4）現(xiàn)場焊接部位的保護。一般鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠制作完成，再運送至現(xiàn)場焊接這一段時間中，要涂上對焊接影響較小的底漆防止坡口生銹，刷涂或槍噴均可，控制涂膜厚度在 10～15 μm 為宜，15 min 左右用手指觸碰確認干燥即可。這種涂料對鋼結(jié)構(gòu)表面的保護壽命有限，若鋼材長期在工廠保存發(fā)生返銹后，只需將已劣化的涂膜及銹蝕充分去除后再重新涂裝［6］，如圖2 所示。

圖2 預(yù)制鋼構(gòu)件在坡口提前噴涂底漆

5）補漆作業(yè)。鋼結(jié)構(gòu)在裝卸、運輸和施工安裝時由于操作不當(dāng)，鋼材表面油漆極易損壞脫落，導(dǎo)致鋼材表面生銹，應(yīng)采用打磨、除銹等工藝措施處理后重新補漆；油漆涂裝后若發(fā)現(xiàn)氣泡、表面凹陷、漆膜剝離、龜裂、起皺等現(xiàn)象時，應(yīng)及時將有問題的漆膜刮除，再按規(guī)定的時間間隔進行補漆；在鋼結(jié)構(gòu)出廠時，在高強螺栓處、工地焊接區(qū)和有可能發(fā)生碰撞的位置均應(yīng)噴涂底漆一道，底漆的質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計要求。

6）在工廠不進行涂裝的部分。①由于焊縫超聲波探傷的需要，焊接部位及焊道兩側(cè)各 100 mm 范圍內(nèi)不進行涂裝施工。②焊接部位不得進行油漆作業(yè)，否則會造成焊接缺陷，并且由于焊接產(chǎn)生的高熱量也會造成漆膜燒損。③高強螺栓的摩擦面也不得進行涂裝作業(yè)，否則會降低摩擦面的摩擦系數(shù)，為了鋼構(gòu)件的質(zhì)量和安全，即使高強螺栓的反面也不得在工廠進行涂裝作業(yè)。④埋于水泥中的部分及其接觸面（鋼柱底板下表面）可不進行涂裝，由于此部分與大氣隔絕，并處于堿性中，生銹的概率較低。⑤鋼構(gòu)件的封閉部分無需進行涂裝。例如鋼管或者箱型斷面構(gòu)件，若構(gòu)件兩端采用鋼板密封，內(nèi)腔部分由于空氣不流通，腐蝕發(fā)生的概率及程度均較小。⑥根據(jù)防火規(guī)范，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面若是需要噴涂防火涂料，應(yīng)按照防火涂料的要求進行施工。

7）禁止涂裝作業(yè)的氣候條件。①現(xiàn)場環(huán)境氣溫低于 5 ℃，或濕度高于 85 %。由于環(huán)境溫度的高低直接會影響到油漆干燥的時間長短，當(dāng)溫度低于 5 ℃ 時，油漆的干燥時間會顯著增加，濕潤涂層長時間暴露在大氣中易受到塵埃、腐蝕性物質(zhì)的吸附，并且會受到氣候突變等不利因素的影響；現(xiàn)場作業(yè)濕度若高于 85 % 時，易發(fā)生結(jié)露現(xiàn)象，造成涂層針孔、白化等缺陷。②當(dāng)發(fā)生降雨、降雪、降霜或強風(fēng)天氣時，水滴和灰塵會對涂層產(chǎn)生不利影響，尤其是漆膜還未完全干透，會使涂層向周圍流動，造成起鼓、白化等缺陷。③氣溫超過 35 ℃。高溫時，會使噴涂的油漆干燥加快，在夏季炎日下，若涂層溫度達到 50 ℃ 以上時，涂層會產(chǎn)生鼓泡脫落的現(xiàn)象。

3 防腐涂裝施工后質(zhì)量檢查

涂裝完成后，應(yīng)對以下項目進行重點檢查。

3.1 干膜厚度測量

破壞性檢查和非破壞性檢查是常用的干膜厚度測量方法，在鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域非破壞性檢查運用的較多，常用的儀器有磁性測厚儀，電子從測厚儀和渦流測厚儀。

1）儀器的校驗。測厚儀在使用前均應(yīng)考慮工程所參照的規(guī)范進行校準(zhǔn)，不同的規(guī)范對測厚儀在校準(zhǔn)時的要求不同，一般校準(zhǔn)的方法有兩種，一種是在拋丸處理后的粗糙表面進行，一種是在清潔后的光滑金屬表面進行。在涂膜厚度測量時，還應(yīng)考慮曲面、邊緣距離、探頭壓力、溫度等的影響。

2）測量原則。通常同一個構(gòu)件的不同部位涂膜厚度的測量結(jié)果也會因各種因素的影響存在較大差異，因此國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在干膜厚度測量時，通常采用一定的測量原則進行驗收，可以概括為“8-2 原則”，有時也采用“9-1 原則”。舉例來說，8-2 原則就是指 80 % 的測量值不低于干膜規(guī)定的厚度，其余 20 % 的測量值不得低于規(guī)定膜厚的 80 %，9-1 原則也類似，要求也越高。

3.2 附著力的測試

在對附著力進行檢測時，主要包括兩個部分，一個是涂層和鋼結(jié)構(gòu)表面的附著力，另一個是涂層之間的附著力。在實際工程應(yīng)用中，劃格法因操作方便而較為常用，該方法可以簡單判別附著力的級別，但是無法精確評定出涂層和基體或涂層之間的粘結(jié)強度，而拉開法可以對涂層附著力進行高精度的檢測。

3.3 外觀檢查

外觀檢查是涂裝施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵一步，主要依靠目視觀察法，同時配備放大鏡協(xié)助檢查。檢查內(nèi)容主要包括氣孔、裂紋、色差、橘皮、干噴、氣泡等，這些缺陷產(chǎn)生的原因和預(yù)防措施如表2 所示。

表2 涂裝外觀缺陷和預(yù)防措施

4 結(jié)語

防腐涂裝施工作為裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域不可缺少的一部分，近年來越來越受到人們的重視，其質(zhì)量控制的好壞直接影響到工程的運行維護、使用壽命和經(jīng)濟效益，應(yīng)進一步加強對涂裝施工前、中、后期的質(zhì)量控制和要求，提高涂裝施工質(zhì)量，規(guī)范防腐涂裝操作工藝流程，確保裝配式鋼結(jié)構(gòu)工程在我國新時期下的健康、快速發(fā)展。