鋼結構橋梁防腐涂層質量控制技術研究

孫榮國

（浙江鉅實橋梁鋼構有限公司，浙江 湖州 313220）

1 鋼結構橋梁防腐涂層油漆配套體系設計

為確保橋梁防腐涂層施工的規范性，提高防腐涂層的施工質量，展開研究前，應做好橋梁防腐涂層施工的準備工作[1]。在進行涂料施工前，需要準備此次施工所需要的設備，包括攪拌器、稱量設備、噴涂機及配套用具、涂料及涂層檢測儀器等，將配料設備及工具清理干凈，保持干燥，并調節機器處于最佳工作狀態。

在此基礎上，設計鋼結構橋梁防腐涂層油漆配套體系，將防腐涂層施工部位劃分為三個方面，分別為鋼箱梁外表面、鋼箱梁內表面、鋼結構橋面，設計三個施工部位的涂層油漆配套體系。相關內容如表1～表3 所示。

表1 鋼箱梁外表面防腐涂層油漆配套體系

表2 鋼箱梁內表面防腐涂層油漆配套體系

表3 鋼結構橋面防腐涂層油漆配套體系

按照上述方式，完成鋼結構橋梁防腐涂層油漆配套體系設計。

2 鋼結構表面凈化處理與電弧噴涂

為了有效地防止涂料中產生氣孔等問題，減少涂料的孔隙率，噴砂時必須采用高潔凈度的壓縮空氣，才能進行噴涂[2]。在此基礎上，使用噴砂除銹工藝，進行鋼結構表面上油污、雜質、鐵銹、氧化皮的徹底清除處理，確保在涂裝前鋼結構表面的除銹等級可以達到Sa2.5 級標準（表面除銹需要達到95%以上）。

完成表面的凈化處理后，參照橋梁鋼結構設計與施工標準、要求，在毛坯表面噴砂結束后立即實施電弧噴涂。由于客觀因素造成的電弧噴射過程的中斷，則噴涂、噴砂兩個工藝之間的間隔，在具備良好的天氣條件下，最好<6h；在空氣相對濕度為70%～80%時，最長間隔最好<3h；在相對濕度為80%～85%時，噴涂、噴砂兩個工藝之間的間隔最好<2h；在空氣中的相對濕度>85%時，應停止噴涂作業[3]。如電弧噴涂過程不滿足上述操作，噴射機在作業中將被氧化，甚至還會吸收空氣中的水分。為確保噴涂的質量，大面積噴射和圓桿件噴射采用自動電弧噴射，控制噴射距離時，噴砂槍工作方向為鋼結構表面的夾角應控制在70°～80°范圍內。

3 鋼結構封孔處理與質量檢查

在上述內容的基礎上進行鋼結構橋梁的封孔處理。由于涂料層在施工中會不可避免地形成一定孔隙，如果不及時進行封孔，腐蝕介質就會通過涂料的孔隙，直接侵蝕涂料的基底，導致鋼結構橋梁防腐涂層厚度降低，極大程度地減少防腐涂層使用壽命，因此，在噴涂完畢后，必須及時進行封孔等工作[4]。封孔時，使用高壓無氣噴涂或者手工刷涂，進行兩道環氧漆的施工。無氣噴涂施工時，控制噴距在300mm～380mm 范圍內、噴槍的噴射角在60°～80°范圍內、噴槍的轉速控制在70cm/s 左右，通過此種方式，實現施工中對封孔質量的嚴格控制[5]。

在上述內容的基礎上，通過肉眼觀察，對施工后的涂料層外觀質量進行檢測。涂料必須保證光亮、細致、均勻、完整、顏色一致，不能有皺紋、錯漆、漏漆、針孔以及粗糙不平的缺陷[6]。按照上述方式，實現鋼結構的封孔處理與質量檢查，完成鋼結構橋梁防腐涂層質量控制技術的研究。

4 實例應用分析

4.1 工程概況

材料及產品在國家經濟、國防等領域占有舉足輕重的地位，每一種材料都具有既定的服役年限，材料在服役過程中，會受到多種因素的影響，不可抗力地發生損傷現象。目前，市場內較為常見的損傷現象包括：腐蝕、磨損、斷裂，在對腐蝕現象的研究中發現，任何材料，在空氣中受到的腐蝕是最嚴重的，這一腐蝕現象也被稱為大氣腐蝕，大氣腐蝕是指在長時間的大氣環境中，材料與大氣中的水汽、氧及腐蝕介質（如：煙塵等），在電化學等綜合作用下所發生的反應現象。

為解決此方面問題，提高鋼結構橋梁的有效使用年限，控制橋梁在投運后的維修與養護成本，本文開展了鋼結構橋梁防腐涂層質量控制技術的研究。但截至目前，相關此項技術的研究大多仍局限在理論階段，為實現對此項技術應用效果的測試，在此次實驗中，選擇某地區大型鋼結構橋梁作為試點工程，并按照規范進行如下文所示的技術應用檢驗。本次研究工程項目的鋼箱梁位于水河大橋東、西引橋區段，項目基本情況如表4 所示。

表4 鋼結構橋梁概況信息

對此工程項目所在地的自然環境進行分析，相關內容如表5 所示。

表5 鋼結構橋梁工程項目所在地的自然環境

由于此橋梁距海邊較近，對當地自然環境進行分析，發現此地區的自然環境勢必會對鋼結構橋梁產生一定的腐蝕，因此，有必要在進行防腐涂層質量控制前，進行地區濕度、溫度等水文地質條件的分析。相關內容如表6 所示。

表6 項目所在地的水文地質條件

從表6 中可以看出，當地氣候條件不僅會影響鋼結構橋梁的使用壽命，還會在一定程度上加速橋梁防腐涂層的腐蝕速度。因此，有必要在鋼結構橋梁施工過程中，結合工程的實際情況與具體需求，進行防腐涂層施工中的質量控制。在此過程中，應先進行鋼結構橋梁防腐涂層油漆配套體系設計，在涂層施工前，進行鋼結構表面凈化處理，在此基礎上，選擇電弧噴涂的方式，進行涂層的刷涂施工，最后通過鋼結構封孔處理、面漆涂裝施工與質量檢查，完成本文方法在鋼結構橋梁工程項目施工中的應用。

按照本文設計的方法，制作防腐涂層測試樣本，將其劃分為A 樣本與B 樣本，其中A 樣本使用本文設計的方法進行鋼結構橋梁防腐涂層質量控制，而B 樣本未使用本文方法進行鋼結構橋梁防腐涂層質量控制。對樣本的漆膜進行外觀檢測，確保漆膜外觀平整、光滑、色澤一致的條件下，對樣本進行人工腐蝕模擬。在此過程中，使用紫外照射、含鹽蒸餾水噴淋等方式，進行樣本的加速老化。

在樣本放置區域，放置A 樣本與B 樣本，確保A樣本與B 樣本在相同的條件下參與實驗。

4.2 防腐涂層質量控制效果與討論

按照上述方式，進行實例應用實驗的布置，完成上述布置后，使用X 射線衍射分析儀，進行鋼結構橋梁防腐涂層的質量控制效果。即通過對不同時段下，A 樣本與B 樣本表面腐蝕程度的分析，以掌握本文設計的方法是否能在實際應用中達到預期的防腐效果。設計實驗天數為1d、3d、10d、28d、50d。對X 射線衍射分析儀下兩個不同樣本的腐蝕情況進行分析，樣本A 應用了本文設計方法進行防腐涂層質量控制。對質量控制后樣本防腐涂層的腐蝕程度進行分析，發現在人工模擬腐蝕條件下，10d 內樣本幾乎無腐蝕現象，在28d開始，樣本出現了輕微腐蝕，即便實驗進展至50d，樣本A 依舊為輕微腐蝕，即點蝕的面積不足樣本面積的10%。

在此基礎上，對B 樣本的腐蝕情況進行分析，樣本B 未應用本文設計方法進行防腐涂層質量控制。由此可以看出，在人工模擬腐蝕條件下，樣本B 在第一天便出現了輕微的腐蝕現象，隨著人工模擬腐蝕實驗的實施，樣本B 的腐蝕程度逐步加深，直到第28d，樣本的腐蝕面積已經超過了總面積的50%，達到了嚴重腐蝕程度。實驗進展至第50d，樣本B 幾乎完全被腐蝕。

綜合上述實驗結果可以看出，樣本A 的防腐蝕效果顯著優于樣本B 的防腐蝕效果。因此，在完成上述實驗后，根據實驗結果可以得到如下結論：本次設計的防腐涂層質量控制技術應用效果良好，按照規范將此項技術應用到橋梁鋼結構上，不僅可以提高鋼結構防腐涂層的使用壽命，還可以有效延緩其腐蝕，以此種方式，實現對橋梁鋼結構防腐涂層設計與施工的全面深化，提高防腐涂層的質量。

5 結語

防腐涂層銹蝕問題嚴重威脅著橋梁工程的使用壽命，在深入市場的調研中發現，由于鋼筋結構防腐涂層銹蝕從而引發的橋梁災害、安全事故時有發生，尤其是部分橋梁結構，由于其使用中存在受力過大、超負載的問題，導致結構上的防腐涂層遭到了嚴重的破壞，這一現象更是加劇了鋼筋銹蝕、老化、破壞速度，因此，如何解決這一問題，將成為鋼結構橋梁未來建設與施工質量管理工作的重點。