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重庆菜园坝长江大桥钢桁梁采用聚硅氧烷涂料防腐

发布时间:2015-01-05

重庆菜园坝长江大桥钢桁梁采用聚硅氧烷涂料防腐

摘要:介绍重庆菜园坝长江大桥钢桁粱的防腐体系及部分涂装工艺.针对在大型桥梁上首次应用的。无机富锌底漆十环氧云钦中间漆十聚硅氧烷面漆”的防腐体系和栓接面采用的无机富锌防锈防滑涂料,从材料特性、施工方法及涂层检验等几方面做了较详细的论述.

防腐蚀涂料涂装长久以来作为简单实用的防腐蚀方法,在世界各国钢结构设施及产品中扮演着十分重要的角色.随着现代工业的发展,一般的防腐涂料已不能胜任于苛刻的腐蚀环境要求,达不到更长的设计使用寿命.在此情况下,新的重防腐涂料(heavy duty coating)逐渐开发出来,并使人们看到了非常好的发展前景.

一、工程概况:

重庆菜园坝长江大桥是一座特大公轨两用无推力式钢箱系杆拱桥.大桥主桥采用刚构与提篮式钢箱系杆拱和桁梁等多种结构的组合形式,集正交异性桥面板,整体节点钢桁梁、提篮式钢箱系杆拱为一体,新颖的设计又一次为世界桥梁推出了一个崭新的结构体系.重庆菜园坝长江大桥于2003年开始施工,主桥钢梁于2004年开始加工制造,现已架设完毕.

二、钢桁粱防腐配套体系

重庆菜园坝长江大桥不仅结构新颖,其采用的防腐体系也是在国内大型桥梁上首次应用。由于桥址附近硫化物很多,腐蚀环境比较恶劣,为了使桥梁钢结构在建造和运营过程中免受腐蚀介质侵蚀,使其达到或超过设计要求的使用寿命,防腐材料必需具有优异的耐腐蚀性能和抗大气老化性能.重庆菜园坝长江大桥钢桁梁结合自身结构特点及所处的腐蚀环境采用了重防腐的涂装配套体系:

底材处理:喷砂除锈(清洁度达到Sa2.5级.粗糙度Rz=40~80 μm)后,

喷涂无机富锌底漆十环氧云铁中问漆十聚硅氧烷面漆

高强螺栓连接面的抗滑移系数为0. 55,且施工方便,高强螺栓连接表面采用了无机富锌防锈防滑涂料.

三、防腐材料性能介绍

(1)无机富锌底漆是一种具有良好阴极保护作用的防腐蚀底漆,靠吸收水分成膜固化.因漆膜中金属锌含量高达85%,且漆膜中金属锌Zn2+的电极电位(-0.763v)比钢板表面的铁(-0.44v)更低,所以当钢板表面和底漆涂层遇到腐蚀性介质而形成腐蚀原电池时,漆膜中的金属锌作为原电池的阳极发生腐蚀形成锌盐,钢板表面的铁则作为原电池的阴极而得到保护,从而防止了钢板表面腐蚀生锈.

(2)高固体份的环氧云铁中间漆的漆膜中含有片状相叠的云母氧化铁,能有效地阻止水分和其它腐蚀性介质的侵入,进一步提高了复合涂层的防腐蚀性能。

(3)聚硅氧烷面漆是最新专利技术重防腐面漆.其挥发性有机溶剂( VOC)含量非常低(只有165 g/L),低于我国现行的室内装饰漆的标准200g/L.且不含异氰酸盐,属环保型产品.它不仅仅具有优异的抗老化性能,而且还具有很好的抗腐蚀性能.因为无机的硅一氧键,不受阳光和紫外线的影响,因此,以它为主链的聚合物不会受大气中的氧气和大多数氧化物的影响,作为面漆获得了挪威独立第三方的防腐性能检测Norsok M-501.此面漆耐候性最佳,保色、保光性能显著优于聚氨酯面漆.

(4)无机富锌防锈防滑涂料是喷涂于钢结构高强度螺栓连接表面的一种专用涂料,漆膜坚韧耐磨,对钢铁表面具有阴极保护作用,防腐性能强,抗滑移系数高,具有优良的耐水性及耐盐水性,并且施工方便,干燥快。它的出现代替了高强度螺栓连接面进行热喷铝的工艺.热喷铝涂层表面有一层致密的三氧化二铝保护膜,涂层表面孔隙率高,虽自身保护性强,但却失去了对钢板的保护性能,又因不能用涂料封闭孔隙(影响抗滑移系数)而透水,遇到雨雪或潮湿空气易使涂层大面积泛黄返锈,而且热喷铝工艺对基材的表面处理要求很高,清洁度要求达到Sa3级,粗糙度Rz =50~100 μm.而无机富锌防滑防锈涂料工艺对表面处理要求清洁度达到Sa2.5级,粗糙度Rz=40~60μm即可,而且工地修补施工较方便,架设前手工打磨便可进行补涂.

四:重庆菜园坝长江大桥钢桁梁防腐施工工艺

4.1涂装施工环境

涂装施工环境要求:环境温度5~40℃;相对湿度≤80%;钢板温度高于大气露点3℃,以防止喷漆时钢板表面结露.

4.2涂料配制

4.2.1无机富锌底漆配制

无机富锌底漆是一种双组份溶剂型无机富锌硅酸盐底漆,分两罐装,一是液态粘结荆基料,一是锌粉。基料与锌粉的配比足3.17 :1.00(体积比),并用专用稀释剂进行稀释.

4.2.2环氧云铁中间漆配制

环氧云铁中问漆是一种溶剂含量低、体积固含量高的双组份厚浆型环氧树脂,它的基料与固化剂的配比是3:1(体积比).并用专用稀释剂进行稀释.

4.2.3聚硅氧烷面漆配制

聚硅氧烷面漆是一种高性能、双组份、高固体质的无机混合型专利面漆。其适用期较短,每10 L调配1次.基料与固化剂的配比是4:1(体积比),并用专用稀释剂进行稀释.

4.2.4无机富锌防锈防滑涂料配制

无机富锌防锈防滑涂料是三组份醇溶性涂料,粉剂:主剂:糊剂=8:15:0.5(重量比)根据施工季节选用稀释剂(冬用型、夏用型).

4.3喷涂方法

无机富锌底漆、环氧云铁中间漆及聚硅氧烷面漆均采用高压无气喷涂,而无机富锌防锈防滑涂料采用有气喷涂法.

4.3.1 无机富锌底漆

根据工艺要求,经过喷砂除锈(清洁度达到Sa2.5级,粗糙度Rz =40~80 μm)的杆件表面应在4h内进行无机富锌底漆喷涂,选用直径为0.38~0. 53 mm的喷嘴及9C型高压无气喷漆泵,要防止压力过大形成千喷而影响附着力,喷涂时要在移动喷枪时开动扳机,同样要在移动喷枪时关闭扳机,这样可以避免过多的涂料堆积在杆件表面的两端。喷枪要自始至终与杆件表面保持30 cm的垂直距离,避免手腕转动而成为弧形移动,以保证漆膜厚的均匀性.下一道喷涂带应与上一道喷漆带重叠50%.少于50%的重叠会使钢结构表面出现条痕。当喷涂扇面变小25%时,需更换枪嘴.喷涂过程中需持续搅拌无机富锌底漆,以防止沉淀。

喷涂无机富锌底漆后,需要每隔3~4 h进行喷水以加速漆膜固化,杆件在喷涂环氧云铁中间漆之前需检测无机富锌底漆涂层是否完全固化.检测采用美国ASTMD-4572-87标准中的方法。用甲乙酮溶剂(MEK溶剂)擦拭无机富锌底漆表面进行测定,即用浸透MEK溶液的干净抹布反复擦拭底漆表面,若漆层不受影响,说明漆膜已接近完全固化,这时可以进行喷涂环氧云铁中间漆.

4.3.2环氧云铁中间漆

进行环氧云铁中间漆的喷涂时,选用直径为0. 53~0. 63 mm的喷嘴及6C型高压无气喷漆泵,并控制压力不低于19MPa.对于环氧云铁中间漆的施工应采用特殊的喷涂方法(雾喷/全喷)施工。第一道先对已喷过无机富锌底漆的杆件进行雾喷(加入约30%~40%的专用稀释剂稀释环氧云铁中间漆),涂层厚度为30 μm左右,约20 min,再进行全喷法喷涂施工.钢板温度较高时,相应延长全喷法施工的时间间隔。全喷施工完成,立即用湿膜卡检查湿膜厚度( WFT),防止涂层干燥后干膜厚度(DFT)不足.

4.3.3聚硅氧烷面漆

喷涂聚硅氧烷面漆前,必须对环氧云铁中间漆的涂层进行非常彻底地拉毛,否则会影响环氧云铁中间漆与聚硅氧烷面漆之间的结合力.喷涂聚硅氧烷面漆时选用直径为0. 28~0.53 mm的喷嘴,6C型高压无气喷漆泵并控制压力不低于155 kg/cm2.如昼夜温差较大,环境温度接近露点时,应停止聚硅氧烷面漆的喷涂施工.

4.3.4无机富锌防锈防滑涂料

喷涂面积软小时,采用PQ-1型喷枪,料嘴、喷嘴直径均大于2.8 mm.喷涂面积较大时,采用PQ-2型喷枪且配有20 L的压力罐.喷涂距离为25cm.喷枪应均匀平行移动,喷出的无机富锌防锈防滑涂料应是一条湿润的漆膜带,且不产生堆积.当喷涂至杆件边缘时,喷枪应移出杆件后不间断回喷.相邻两道扇面要重叠约1/3个扇面宽度.

4.4损伤面的修复涂装

4.4.1未露基体的修复

先用有机溶剂清除油污然后对损伤面周边涂层实施保护,损坏区域采用80目以上的纸砂轮磨片打磨,打磨区域边缘应有一定的过度斜坡,用刷涂方法进行补涂,注意要保证修复面的整体防腐性能和外观质量.

4.4.2已露基体的修复

先用有机溶剂清除油污然后用风动工具或电动工具打磨除锈,清洁度达到St3级,周围涂层打磨成坡度,用刷涂方法进行补涂,注意保证修复面的整体防腐性能和外观质量.

五:涂层检验

5.1检验标准

(1) GB6463-86《金属和其它无机覆盖层厚度测量方法评述》.

(2)GB/T5210-85《涂层附着力的测定法拉开法》.

(3)GB/T9286-98‘色漆和清漆漆膜的划格试验'.

5.2检验方法

(1)漆膜外观:采用目视法检验.

(2)漆膜厚度:采用磁性测厚仪进行测量.

(3)漆膜附着力:采用拉开法进行检测;或采用划格法进行检测.

5.3检验要求

(1)外观质量:表面平整,无气泡、起皮、流挂、漏涂、龟裂等影响涂层寿命的缺陷.

(2)干膜厚度:符合涂层的设计厚度,漆膜厚度测量值必须满足90 -10规则,即所测量值中必须90%以上的测值达到规定的厚度要求,另10%厚度不达标的测值其厚度不得低于规定厚度的90%.

(3)附着力:采用划格法检测,附着力不低于1级.采用拉开法检测,附着力大于或等于5 MPa.

六:结语

重庆菜园坝长江大桥采用新型的防腐体系和与之配套的涂料施工方法及检验手段,使整个体系能够更好地发挥其防腐蚀功效,目前,重庆菜园长江大桥的涂装施工已基本完成,涂层的各项检验指标均符合标准要求,但作为大型桥梁上首次应用的最新长效防腐体系,其防护效果还有待于较长期的关注.

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