現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

隨著我國(guó)橋梁建造業(yè)在世界橋梁界的異軍突起，配套防護(hù)涂料的規(guī)范體系已開(kāi)始逐步完善。鐵道、化工、交通行業(yè)已于近年相繼出臺(tái)了相關(guān)的規(guī)范，這將對(duì)引領(lǐng)行業(yè)繼續(xù)健康發(fā)展起到重要作用。

近年來(lái)，我國(guó)各類(lèi)橋梁建造技術(shù)水平日新月異。如千里黃河上已建成各類(lèi)橋梁 60 余座 ;萬(wàn)里長(zhǎng)江上更是有上百座結(jié)構(gòu)各異的大橋橫跨其上 ;一些跨越海灣連接大陸與海島的跨海大橋也已建成或進(jìn)入規(guī)劃與施工階段。這些實(shí)踐使我國(guó)橋梁的設(shè)計(jì)、制造、施工技術(shù)和橋梁結(jié)構(gòu)理論、材料科學(xué)研究均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但在橋梁的防護(hù)保養(yǎng)技術(shù)領(lǐng)域，我國(guó)的實(shí)踐時(shí)間還很短，還有很多問(wèn)題亟待解決。

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橋梁常用防腐涂料

1、車(chē)間底漆

車(chē)間底漆發(fā)展至今，主要有聚乙烯醇縮丁醛車(chē)間底漆(PVB)、環(huán)氧富鋅車(chē)間底漆、環(huán)氧鐵紅車(chē)間底漆和無(wú)機(jī)硅酸鋅車(chē)間底漆等 4 種類(lèi)型。也有一些其它類(lèi)型的車(chē)間底漆，如丙烯酸鐵紅車(chē)間底漆等，但使用并不多。其中無(wú)機(jī)硅酸鋅車(chē)間底漆，由于其良好的耐熱性、突出的防銹性，以及與其它涂層良好的相容性能等已經(jīng)成為了目前的主流產(chǎn)品。環(huán)氧富鋅和環(huán)氧鐵紅車(chē)間底漆也仍有一定的市場(chǎng)。

2、防銹底漆

鐵紅防銹漆以氧化鐵紅為主要防銹顏料，其性質(zhì)穩(wěn)定，遮蓋力強(qiáng)，顆粒細(xì)微，耐熱性、耐光性好，對(duì)大氣、堿類(lèi)和稀酸的作用非常穩(wěn)定，能在漆膜中起到很好的封閉作用。氧化鐵紅常與鋁粉等片狀顏料、磷酸鋅等緩蝕型顏料一起使用，以增強(qiáng)防銹作用。

3、其他底涂層

環(huán)氧封閉漆 :常用于混凝土結(jié)構(gòu)或熱噴鋅鋁涂層作封閉底漆，是保證中間涂層與混凝土結(jié)合力的基礎(chǔ)，在混凝土結(jié)構(gòu)中的滲透深度達(dá)到 2~3 mm，對(duì)整個(gè)防護(hù)涂層體系起到封閉、錨定作用 ;金屬熱噴涂層 :金屬熱噴涂主要有噴鋅、噴鋁、熱噴鋅鋁合金 3 種，作為鋼結(jié)構(gòu)的底層，有著最好的耐蝕性能，使用壽命在 20~30 a 以上。鋼鐵表面的處理等級(jí)要求噴砂達(dá)到 Sa 3 級(jí)，粗糙度 Rz 40~100 μm。

4、中間漆

環(huán)氧云鐵中間漆(含厚漿，以及混合鋁粉)。云鐵作為重要的防銹顏料，被廣泛應(yīng)用于醇酸、酚醛和氯化橡膠涂料中，但是在現(xiàn)代重防腐涂料中，最為重要的是環(huán)氧云鐵中間漆。因?yàn)樵畦F對(duì)太陽(yáng)光紫外線具有反射作用，加上云鐵會(huì)在涂層表面形成一定的粗糙度，所以它具有長(zhǎng)期重涂性，而不象其它環(huán)氧涂料一樣對(duì)于重涂間隔有著嚴(yán)格的限制，這樣環(huán)氧云鐵中間漆就提高了整個(gè)涂料配套體系的長(zhǎng)期重涂性。

5、面漆

醇酸面漆的光澤好，耐候性較強(qiáng)，20 世紀(jì)六七十年代被廣泛用作橋梁面漆，我國(guó)最早應(yīng)用于南京長(zhǎng)江大橋、武漢長(zhǎng)江大橋。鐵路鋼橋用醇酸面漆最新的品種是灰色鋁粉石墨醇酸面漆，在廣西柳江大橋、湖北枝城長(zhǎng)江大橋、蕪湖長(zhǎng)江大橋上使用。目前的發(fā)展趨勢(shì)是樹(shù)脂改性，特別是有機(jī)硅和丙烯酸改性的醇酸面漆，耐候性突出，實(shí)際應(yīng)用表明，超過(guò)了丙烯酸面漆的性能。環(huán)氧面漆與環(huán)氧底漆配套使用，漆膜堅(jiān)韌耐磨，使用壽命較長(zhǎng)，耐水性、耐油性、耐化學(xué)品性等各項(xiàng)性能突出。環(huán)氧面漆的戶(hù)外耐候性較差，會(huì)粉化失光而影響裝飾性，所以建議在結(jié)構(gòu)件內(nèi)部或室內(nèi)環(huán)境中使用，因?yàn)檫@些地方不會(huì)受到太陽(yáng)紫外線的照射，不必?fù)?dān)心漆膜會(huì)粉化。

橋梁防腐涂裝技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

根據(jù) ISO 12944-1998 等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)，橋梁防腐涂裝的壽命一般最高為 15~25 a，但隨著材料技術(shù)的日新月異，研制性能更為優(yōu)越、防腐壽命更長(zhǎng)的高性能涂裝材料已成為可能，同時(shí)橋梁防腐涂裝技術(shù)也應(yīng)遵循無(wú)污染、無(wú)公害、節(jié)省能源、經(jīng)濟(jì)高效的“4E”原則。

1、聚脲技術(shù)(SPUA)

第 1 代芳香族 SPUA 技術(shù)已在我國(guó)鐵路橋梁及隧道防水工程中大量應(yīng)用，但用于大型橋梁的防腐涂裝還未見(jiàn)報(bào)道。SPUA 有許多優(yōu)異性能和特點(diǎn) :干燥速度快，施工后幾秒鐘就會(huì)硬化 ;對(duì)濕氣不敏感，施工環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng) ;立面厚膜施工不流掛 ;具有非常優(yōu)異的力學(xué)性能、耐介質(zhì)腐蝕性與耐候性 ;但其也存在著固化速度太快，滲透性不好，直接噴涂與基材附著力不理想的問(wèn)題。而耐候性更佳、固化速率可調(diào)的聚天門(mén)冬氨酸酯聚脲材料具有更好的應(yīng)用前景，但該材料的價(jià)格過(guò)高也是其不足之處。

2、混凝土結(jié)構(gòu)用柔性涂料技術(shù)

日本道路協(xié)會(huì)制訂的《道路橋梁氯離子對(duì)策指南·解釋》根據(jù)橋梁混凝土材料的種類(lèi)和使用條件將其分為 A、B、C 3 種體系，其中 B 涂裝體系 :柔韌型涂層，適用于橋梁鋼筋混凝土材料發(fā)生顯著裂縫的情況，要求涂膜具有柔韌性。涂裝體系為 :環(huán)氧樹(shù)脂或聚氨酯底漆+環(huán)氧樹(shù)脂膩?zhàn)?柔韌型環(huán)氧樹(shù)脂 /柔韌型聚氨酯中間漆+柔韌型聚氨酯面漆 / 柔韌型氟碳面漆。

3、新型氟碳涂料技術(shù)

自分層氟碳涂料 :氟碳涂料的性能優(yōu)異，但由于表面能低，其與底涂層易發(fā)生剝落。而自分層氟碳涂料由氟碳樹(shù)脂與兩個(gè)或多個(gè)不相容的樹(shù)脂組成，將其施工在底材上，成膜過(guò)程中發(fā)生相分離或組分遷移，形成涂膜組成逐漸變化的梯度涂層。這樣一次施工固化分層后，既能獲得氟碳樹(shù)脂優(yōu)異的表面性能，又能獲得復(fù)配樹(shù)脂對(duì)底材優(yōu)良的附著力和強(qiáng)度，同時(shí)過(guò)渡區(qū)域?qū)�層與層扣在一起，不存在層間附著力的問(wèn)題，且施工簡(jiǎn)便。

4、水性清水混凝土透明氟碳涂料

橋梁防腐施工的環(huán)境較為苛刻，經(jīng)常在高濕度及低溫下施工，這就為水性涂料及無(wú)溶劑涂料在橋梁防腐領(lǐng)域的應(yīng)用造成了障礙。目前，我國(guó)橋梁防腐領(lǐng)域使用較多的環(huán)保型涂料為水性清水混凝土透明氟碳涂料(見(jiàn)圖 4)，包括水性 PVDF(聚偏氟乙烯)、水性 FEVE 氟碳涂料。