芻議水工鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料發(fā)展趨勢(shì)

張永宏 張勇軍 孫佑祥 高德應(yīng)

摘 要：隨著現(xiàn)代建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，人們開始意識(shí)到施工期間環(huán)保的重要性，并且國(guó)內(nèi)外各個(gè)領(lǐng)域開始加大對(duì)碳排放的重視程度，在環(huán)保法規(guī)逐漸完善的影響下，有機(jī)溶劑型涂料產(chǎn)品開始逐漸被淘汰，水性涂料產(chǎn)品開始成為建筑施工領(lǐng)域運(yùn)用較為普遍的一種材料。本文主要分析水工鋼結(jié)構(gòu)腐蝕環(huán)境，并概述淡水環(huán)境和海水環(huán)境所選擇的防腐涂料、配套要點(diǎn)等。

關(guān)鍵詞：水工鋼結(jié)構(gòu)；防腐涂料；發(fā)展趨勢(shì)；研究

隨著海洋工程的逐漸啟動(dòng)和實(shí)施，水利水電工程鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕逐漸受到專家學(xué)者和一線工作人員的普遍重視，而這類工程開展的主要目的就是盡可能降低鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)的腐蝕損失，讓其使用性能和使用壽命得到延長(zhǎng)，利用涂層所具有的色彩和環(huán)境的積極配合，進(jìn)一步凸顯水利工程的標(biāo)志性和裝飾性。本文通過概述水工鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料發(fā)展趨勢(shì)來(lái)為相關(guān)工作提供有效的指導(dǎo)和參考。

一、水工鋼結(jié)構(gòu)腐蝕環(huán)境分析

水利水電鋼結(jié)構(gòu)包括各種攔污柵、閘門、升船機(jī)、啟閉機(jī)、清污機(jī)、壓力鋼管等，這些統(tǒng)稱為水工鋼結(jié)構(gòu)，水工鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕環(huán)境則包括地理位置的結(jié)構(gòu)運(yùn)行工況和自然條件。其都會(huì)對(duì)水工金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕過程產(chǎn)生直接影響，也是涂裝設(shè)計(jì)的重要參數(shù)和依據(jù)。

（一）自然環(huán)境

所謂的自然環(huán)境主要包括和金屬腐蝕相關(guān)的條件，例如氣候、氣象、水溫、氣溫、水質(zhì)、相對(duì)濕度、含沙量、露、霧、風(fēng)。不難發(fā)現(xiàn)不同的地點(diǎn)、不同的地區(qū)以及不同的自然環(huán)境對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕也不同。所以，在涂裝設(shè)計(jì)之前、設(shè)計(jì)過程中都要對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行有效清晰的調(diào)查。

其中金屬作為大氣腐蝕相對(duì)普遍的電化學(xué)腐蝕狀況，其并非是在大量電解質(zhì)溶液中發(fā)生，而是在金屬表層薄弱的水膜下發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，這層水膜或者是因?yàn)樗值某两怠穸茸兓蛘邭鉁刈兓Y(jié)。在水分的凝聚、沉降影響下，會(huì)融入個(gè)別污染性成分，包括CO2、O2、H2S等塵埃，這些污染性物質(zhì)將會(huì)從根本上提升水膜的導(dǎo)電新能，讓金屬更快出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕。結(jié)合當(dāng)前水利水電工程特點(diǎn)來(lái)分析，水工鋼結(jié)構(gòu)大氣腐蝕因素相對(duì)較多，但是，最為明顯的就是大氣相對(duì)濕度，相對(duì)濕度超過某一個(gè)臨界點(diǎn)時(shí)，金屬的腐蝕速率會(huì)增加，也就是腐蝕臨界相對(duì)濕度，常規(guī)來(lái)分析，鋼鐵生銹 臨界相對(duì)濕度為75%，導(dǎo)致鋼鐵在不同環(huán)境下腐蝕速率增加的臨界相對(duì)濕度如下所示：

其次，空氣中所具有的污染性雜質(zhì)對(duì)金屬大氣腐蝕速率影響相對(duì)較大，例如和干凈大氣相比較，被濃度為0.1%的SO2所污染的大氣會(huì)讓鋼鐵腐蝕速率增加5倍。

我國(guó)現(xiàn)階段水利水電工程大都處在西北、西南地區(qū)，空氣相對(duì)干凈，但是因?yàn)樗畾庹ā⒌乩砦恢玫挠绊懀蛘咭驗(yàn)闀円箿夭钶^大，容易出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。所以，要重視水工鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能，選擇涂裝技術(shù)和防腐涂料，保證工程竣工投產(chǎn)后的使用壽命不受到影響。

二、水工鋼結(jié)構(gòu)建筑物防腐蝕措施

現(xiàn)場(chǎng)選擇的原則和實(shí)驗(yàn)狀況類似，但是，不同的是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施期間還要對(duì)不同方式、配套條件、具體閘門面積進(jìn)行考慮。在進(jìn)行系統(tǒng)科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)勘查時(shí)，選擇三個(gè)不同的實(shí)施點(diǎn)，首先，選擇某一海水區(qū)域作為研究對(duì)象，經(jīng)過測(cè)量發(fā)現(xiàn)該地水閘所處海水水質(zhì)情況如下：

（一）除污除銹表面處理

用清水或者高壓水來(lái)涂抹鋼結(jié)構(gòu)表面的塵垢或者油污，對(duì)銹蝕較為嚴(yán)重鋼結(jié)構(gòu)可以利用敲銹錘打脫，并利用特制的合金鏟掉老化的漆層，讓其變白，并通過空壓機(jī)噴砂除銹，達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。表面利用高壓空氣機(jī)吹凈灰塵之后，利用干凈的棉紗進(jìn)行清除，并對(duì)閘門破損銹蝕的部位進(jìn)行打磨，控制打磨標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)定的Sa2.5級(jí)。

（二）防腐材料涂刷

水工鋼結(jié)構(gòu)建筑的除銹等級(jí)、表面清潔達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之后，環(huán)境溫度在5到38℃的相對(duì)濕度85%以下時(shí)，才能夠開展刷涂工作，鋼結(jié)構(gòu)外表面結(jié)露時(shí)濕度在85%以上時(shí)，不得進(jìn)行涂裝，涂裝之后4h后進(jìn)行保護(hù)，不得出現(xiàn)淋雨現(xiàn)象。根據(jù)材料要求進(jìn)行刷涂，涂層間隔時(shí)間為4h，保證每次涂層都干爽衛(wèi)生。

三、水工鋼結(jié)構(gòu)建筑物防腐蝕材料發(fā)展

（一）水性無(wú)機(jī)富鋅涂料

當(dāng)前應(yīng)用在防腐領(lǐng)域的富鋅涂料包括溶劑型無(wú)機(jī)富新涂料、溶劑型環(huán)氧富鋅涂料以及水性無(wú)機(jī)富鋅涂料，從以上應(yīng)用較為廣泛的富鋅涂料來(lái)分析，當(dāng)前技術(shù)相對(duì)成熟，原理都是涂膜成膜之后形成相應(yīng)的保護(hù)作用，也就是涂膜在水汽下轉(zhuǎn)變?yōu)樵姵兀\在原電池中負(fù)電位，從而釋放出電子來(lái)犧牲陽(yáng)極，鐵電極電位和鋅相比更高，從而接收電子成為陰極，并受到有效保護(hù)。

（二）水性聚氨酯涂料

聚氨酯涂料表示成膜后再漆膜中含有一定的聚氨基甲酸酯涂料，早起的聚氨酯涂料為油性，產(chǎn)品較多，有著廣泛的用途，在涂料產(chǎn)品中低位重要，當(dāng)前市場(chǎng)上應(yīng)用水工鋼結(jié)構(gòu)防腐領(lǐng)域的涂料大豆是氟碳聚氨酯涂料。

（三）其他防腐涂料

鋼結(jié)構(gòu)防腐領(lǐng)域還有很多相對(duì)重要的水性涂料正在研發(fā)或者使用，例如水性氟碳涂料、水性丙烯涂料等，因?yàn)楫a(chǎn)品在利用期間存在較大的局限，所以，還有待改進(jìn)和完善。

結(jié)語(yǔ)

在復(fù)雜防腐蝕性工業(yè)污水、廢水以及海水的環(huán)境影響下，選擇合適的水工建筑物防腐蝕處理材料十分重要，我國(guó)海水水利工程數(shù)量相對(duì)較多，通過分析和研究后不難發(fā)現(xiàn)，只有積極探索適合中小型水利工程的建筑物的施工工藝和防腐材料，才能夠創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]楊耀輝，李玲杰，張彥軍，林竹，王志濤.海洋復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)防腐修復(fù)材料的研制及性能研究[J].表面技術(shù)，2017，46（12）：34-38.

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作者簡(jiǎn)介

張永宏，男，江蘇省灌云縣人，本科文化，從事工作：水利工程管理。

（作者單位：1灌云縣善南閘管理所；2連云港市市區(qū)水工程管理處）