1 鋼橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其采用重防腐技術(shù)的必要性

　　現(xiàn)階段國內(nèi)外鋼制橋梁的結(jié)構(gòu)形式非常豐富，主要形式有大型鋼箱梁結(jié)構(gòu)、鋼桁架結(jié)構(gòu)、鋼管拱或鋼箱拱結(jié)構(gòu)，以及多種鋼制疊合梁結(jié)構(gòu)等，相對(duì)于一般的混凝土橋梁，鋼制橋梁具有跨越能力大、強(qiáng)度高、建造周期短等優(yōu)勢(shì)。

　　從1955年第一座跨越長(zhǎng)江的鋼桁架橋梁——武漢長(zhǎng)江大橋的建成以來，大型鋼結(jié)構(gòu)橋梁不斷涌現(xiàn)，這類橋梁的鋼材用量一般都在萬t甚至10萬t以上。而表面腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞是使這種特大鋼橋構(gòu)件產(chǎn)生外觀缺陷、壽命降低以至失去工作能力的重要原因之一。

　　到目前為止，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題正在給世界各國的國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失。一些主要的工業(yè)國家每年由于鋼結(jié)構(gòu)腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的2%一4%。美國1975年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約為700億美元，約占當(dāng)年國民生產(chǎn)總值的4.2%，1982年高達(dá)1260億美元; 英國1969年腐蝕損失為13.65億英鎊，占國民生產(chǎn)總值的3.5%;日本1976年腐蝕損失為92億美元，占國民生產(chǎn)總值的1.8%;據(jù)我國1995年統(tǒng)計(jì)，腐蝕損失高達(dá)1500億元人民幣以上，約占國民生產(chǎn)總值的4%。目前，全世界每年因鋼結(jié)構(gòu)腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失已高達(dá)數(shù)千億美元以上。而且，鋼結(jié)構(gòu)由于腐蝕造成的事故危及到結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行，腐蝕引起的災(zāi)難性事故屢見不鮮，特別是焊接鋼結(jié)構(gòu)和承受較大應(yīng)力狀況下的鋼結(jié)構(gòu)，由于在應(yīng)力作用下，腐蝕將大大的加速。 橋梁鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)日漸成為人們關(guān)注的課題。只有在設(shè)計(jì)建造時(shí),針對(duì)其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和所處的環(huán)境條件采用相應(yīng)的重防腐技術(shù)，同時(shí)合理考慮后期的涂層養(yǎng)護(hù)，才能確保鋼橋的正常使用和長(zhǎng)久壽命。

　　2 重防腐技術(shù)在橋梁鋼結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用

　　2.1 重防腐技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

　　在歐美地區(qū)鋼橋的防腐發(fā)展過程是:20世紀(jì)40年代為油漆防腐;50～70年代為重防腐涂料防腐、熱浸鋅防腐、火焰噴涂防腐、電弧噴涂防腐并存;80年代以后，隨著電弧噴涂技術(shù)的發(fā)展,電弧噴涂防腐得到廣泛應(yīng)用,初期大多為噴涂鋅,現(xiàn)在電弧噴涂鋁日漸成為防腐發(fā)展的趨勢(shì)。 20世紀(jì)90年代后，隨著國際交流的日益頻繁，歐美的一些技術(shù)先進(jìn)的重防腐涂料品牌相繼進(jìn)入我國，如Akzo Nobel、丹麥的Hempel、荷蘭的Sigma等國際知名的涂料公司相繼在國內(nèi)建廠，客觀上促進(jìn)了國內(nèi)重防腐技術(shù)的發(fā)展，逐步改進(jìn)了我國鉛系涂裝體系的傳統(tǒng)模式，形成了以金屬噴涂和含鋅涂料為核心的重防腐技術(shù)。

　　2.2 目前流行的橋梁鋼結(jié)構(gòu)外表面重防腐配套表2-1 體系編號(hào) 品種 涂料類型 應(yīng)用實(shí)例體系一 噴鋁 電弧噴鋁 武漢陽邏長(zhǎng)江大橋(在制)、武漢軍山長(zhǎng)江大橋、海南瓊州大橋、浙江千島湖南浦大橋、舟山桃夭門大橋、萬縣長(zhǎng)江大橋等 封閉漆 環(huán)氧云鐵封閉漆 中間漆 環(huán)氧云鐵中涂漆 面漆 聚氨酯面漆 體系二 底漆 無機(jī)硅酸富鋅底漆 廣東佛山東平大橋(在制)、廣東虎門大橋、廈門海滄大橋、南京長(zhǎng)江二橋、宜昌長(zhǎng)江大橋、日本明石海峽大橋等 封閉漆 環(huán)氧鐵紅封閉漆 中間漆 環(huán)氧云鐵中間漆 面漆 聚氨酯面漆 體系三 底漆 環(huán)氧富鋅底漆 上海黃浦大橋、上海楊浦大橋、蕪湖長(zhǎng)江大橋、東莞大汾北橋等 中涂漆 環(huán)氧云鐵中間漆 面漆 各類型面漆

　　3 橋梁鋼結(jié)構(gòu)的重防腐涂料涂裝

　　3.1 重防腐涂料涂層的作用機(jī)理和失效機(jī)理

　　隨著涂裝工藝的發(fā)展，重防腐涂裝成為鋼橋防腐的主流(如表2-1中的體系二與體系三)。在重防腐涂料中，其防腐涂裝工藝和涂料品種都非常相似，即涂層設(shè)計(jì)由底漆、中間漆和面漆組成的多層涂裝體系;油漆品種均為環(huán)氧(無機(jī))富鋅底漆、環(huán)氧云母氧化鐵中間漆和聚氨酯類或環(huán)氧類或氯化橡膠面漆等組成。其作用機(jī)理如表3-1所示。表3-1 編號(hào) 作用類型 作用機(jī)理 1 屏蔽作用 涂層將鋼鐵與腐蝕環(huán)境機(jī)械隔離開。

　　3.2 鈍化緩蝕作用

　　涂裝體系中,第一道車間底漆對(duì)鋼鐵有鈍化緩蝕作用,增加油漆層附著力

　　3.3 陰極保護(hù)作用

　　防腐底漆中如添加鋅粉(如富鋅底漆),對(duì)鋼鐵提供陰極保護(hù) 涂層對(duì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)提供的腐蝕保護(hù)以機(jī)械屏蔽的隔離防護(hù)為主，涂層的老化、粉化使這種隔離作用減弱或失去作用，其陰極保護(hù)作用的鋅粉是*涂料中成膜物質(zhì)的粘合與鋼鐵相結(jié)合，隨著成膜物質(zhì)的裂解、老化使鋅粉無法與鋼鐵相結(jié)合,這樣陰極保護(hù)作用自然消失。其次,油漆涂層本身有無數(shù)微針孔,長(zhǎng)期處在鹽霧、潮濕環(huán)境下,氯離子、水分子等會(huì)透過針孔腐蝕基體金屬,在油漆層與基體金屬交界處鋼鐵腐蝕產(chǎn)物體積積聚膨脹,導(dǎo)致油漆層剝落,腐蝕并沿著油漆層剝落處四周迅速擴(kuò)展,導(dǎo)致整個(gè)防腐體系失效。

　　3.2 重防腐涂料的施工工藝

　　3.2.1 重防腐涂層的涂裝前表面處理重防腐涂層底漆的涂裝前表面處理等級(jí)通常為清潔度Sa2.5-Sa3.0級(jí)、相對(duì)粗糙度25-70μm，表面處理通常采用噴砂、噴丸等噴射除銹方式，局部小面積區(qū)域可機(jī)械除銹至St3級(jí)。特殊情況下，如水性無機(jī)富鋅涂料的表面處理等級(jí)要求更高，有時(shí)其清潔度要求必須達(dá)到金屬噴涂的表面處理等級(jí)。