現代橋梁鋼結構防腐涂層體系設計研究

何國旭

（華電重工股份有限公司，河南 鄭州 450000）

隨著我國交通運輸業的快速發展，我國橋梁建設取得了明顯進步。而橋梁建設過程中防腐工藝也在不斷成熟。防腐作為橋梁鋼結構設計過程中的一個重點內容，它的設計歷來都是橋梁鋼結構設計的重點之一。在現代新形勢下，橋梁鋼結構面臨的形勢也發生了深刻變化，影響鋼結構的因素也越來越多。正因如此，加強橋梁鋼結構防腐涂層的研究具有重要意義。

1 鋼結構設計考慮的因素

1.1 周邊環境

周邊環境是影響鋼結構質量的一個重要因素，橋梁鋼結構大多位于大氣區，在大氣區中鋼結構容易遭受的腐蝕主要是電化學腐蝕。空氣中相對濕度的增加，污染物的增加以及冷凝的出現都會加劇鋼結構的腐蝕，因而在這樣的背景下做防腐設計要充分重視周邊環境的影響。現代橋梁鋼結構的設計不僅要考慮氣候因素同時還要考慮到局部環境和微環境[1]。局部環境主要指的是鋼結構組成部件周圍的環境，而微環境主要指的是結構組件與周圍交界的環境。

1.2 防腐壽命

防腐壽命就是指涂層保護體系自身的耐久性。影響涂層耐久性的因素有很多，鋼結構設計、表面處理質量、施工條件以及施工標準等都會對耐久性造成影響。在實際工作過程涂層體系按照年限主要可以分為普通型和長效型兩類，普通型的一般是10 到15 年，而長效型的則是15 到25 年。

1.3 涂裝部位

在鋼結構設計過程中涂裝部位不同，所需要的涂裝材料以及涂裝工藝也是不同的，因此在設計過程中需要區別對待不同的涂裝部位。通常情況下需要涂裝的部位有以下位置：外表面；非封閉環境內表面；封閉環境內表面；鋼橋面；干濕交替區和水下區；防滑摩擦面及附屬鋼構件。這些部位的防腐設計是不同的，外表面的設計要重點考慮耐候性，非封閉環境內表面的設計就需要考慮到防腐蝕的要求，重點是要考慮配置除濕系統等。

2 防腐涂層體系高性能材料的選擇

2.1 底漆的選擇

現代橋梁鋼結構防腐涂層底漆的作用主要是：與鋼結構接觸充分，提供電化學保護，因而常用到涂料內富含鋅的油漆材料，常見的有環氧富鋅底漆、醇溶型無機富鋅底漆、水性無機富鋅底漆。富鋅底漆主要具有以下特點：孔隙率大，噴涂較厚的中間漆時容易產生空隙，造成安全隱患；漆膜表面凝結較快，但內部固化還需要1-3d 的養護。底漆的選擇除了上述的幾種，還有一類比較少見的環保型鈍化緩蝕底漆，該種底漆在鐵路中應用較廣泛，在橋梁中應用較少。

2.2 中間漆的選擇

我國橋梁鋼結構涂層體系中采用的中間漆主要是環氧云鐵漆，它能延長侵蝕路徑，起到很好的屏蔽腐蝕介質的作用，并能夠吸收一定的應力，保證良好的力學性質，是一種綜合性較強的長效漆，并且其表面具有一定的粗糙度，可以大大增加與面漆之間的粘結力，提高共同作用的效率。環氧云鐵漆常見的類型有薄涂型和厚涂型兩種[2]。

2.3 面漆的選擇

面漆是橋梁鋼結構涂層體系中最后的一到涂層，它直接與外界環境接觸，因而要具有良好的耐候性和耐久性。以前常用的是氯化橡膠，但由于其生產過程污染環境而慢慢被淘汰，取而代之的是FEVE 氟碳類面漆和丙烯酸聚氨酯面漆，前者在國內采用較多，優點突出，種類繁多，應用情況各異；后者在國外得到普遍采用，其施工性能優良。另一種改性耐候材料聚硅氧烷因其環保的特點，得到一定應用，但是它施工質量受環境影響較大缺點也非常明顯。總的來說，我國在橋梁剛結構防腐涂層體系中，面漆的選擇還是以應用氟碳面漆在底漆、中間漆、面漆的選擇時應根據實際鋼結構所處的環境。

3 防腐涂層體系的設計

橋梁鋼結構防腐涂層的設計通常包含兩個方面，一是涂層配套體系的選擇，二是涂層厚度。目前我國橋梁鋼結構防腐涂層體系常用的是地—中—面三層長效配套涂層體系，首先是底漆，采用一道或兩道富鋅漆，富鋅漆能夠很好的為鋼結構提供電化學保護，并具有良好的施工性能；接著是中間漆，中間漆采用一道環氧云鐵漆，但是當涂層厚度超過150μm 時則應多刷一道，它具有一定的粗糙度可以更好地與面漆緊貼、不至脫落；最后是面漆，面漆一般分不同的時段進行兩道氟碳高性能漆的涂刷，具有優異的耐候性和耐久性，是目前鋼結構涂層面漆中使用較多的。防腐涂層的設計對現代橋梁鋼結構的保護具有重要的意義，是提高鋼結構的耐久性，防止鋼結構被腐蝕的重要保障。另外，在涂層厚度的設計中需要注意兩個方面的問題：第一，注意底漆厚度的選擇。對于底漆厚度采用40-80μm 的設計值，而我國橋梁鋼結構底漆的厚度一般為75μm 或80μm，特別注意當底漆厚度不夠時，應采取用中漆彌補的方法。第二是每道漆的厚度要控制適當。

總之，防腐涂層的設計對現代橋梁鋼結構的保護具有重要意義，是提高鋼結構的耐久性，防止鋼結構被腐蝕的重要保障。應充分考慮多種因素對鋼結構腐蝕作用的影響，做到防腐涂層體系的完善，無漏洞。另外，合理控制材料的選擇，優先采用環保清潔的涂層材料，并從經濟合理的角度出發，在合理的范圍內降低造價。