上海國際航運(yùn)中心鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)

1、二零零二年六月國家金屬腐蝕控制工程技術(shù)研究中心上海邦捷科技有限公司上海建筑科學(xué)研究院上海國際航運(yùn)中心洋山深水港區(qū)一期工程碼頭港區(qū)鋼結(jié)構(gòu)綜合防腐蝕技術(shù)方案目錄前言.2第一章 碼頭鋼管樁防腐蝕技術(shù)方案一、 鋼樁的海洋腐蝕環(huán)境3二、 海洋環(huán)境下鋼樁防腐對(duì)涂層的性能要求及熔融結(jié)合環(huán)氧涂層的性能分析4三、 碼頭鋼樁防腐蝕涂層的防腐方案及施工技術(shù)要求13四、 碼頭鋼樁防腐蝕工程預(yù)算16五、 工程業(yè)績17六、 鋼樁環(huán)氧粉末涂層涂敷的參考標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范18第二章 碼頭混凝土鋼筋防腐蝕技術(shù)方案一、 海洋環(huán)境下混凝土鋼筋的腐蝕及危害19二、 混凝土中鋼筋的防腐蝕措施19三、 環(huán)氧粉末涂層鋼筋的應(yīng)用狀況22四、 環(huán)氧粉

2、末涂層鋼筋的涂裝工藝及技術(shù)要求23五、 涂層鋼筋的工程預(yù)算25第三章 碼頭結(jié)構(gòu)防腐蝕一、 前言26二、 鋼結(jié)構(gòu)橋梁的防腐蝕涂裝體系26三、 大橋主要鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕方案31第四章 碼頭鋼筋混凝土的防腐蝕方案一、 前言35二、 碼頭鋼筋混凝土部分防腐蝕涂層配套體系及施工技術(shù)要求35三、 鋼筋混凝土防腐蝕涂層質(zhì)量檢查與驗(yàn)收37四、 鋼筋混凝土表面防腐施工概算37附件1、 美國ASTM A972/A 972M-00 鋼管樁環(huán)氧粉末涂敷標(biāo)準(zhǔn)STANDARD SPECIFICATION FOR FUSION BONDED EPOXY-COATED PIPE PILES2、 國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18593-2

3、001熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料的防腐蝕涂裝3、 SEBF-5、6型環(huán)氧粉末涂層及SLF-2型高分子復(fù)合涂料綜合測(cè)試報(bào)告 （中國石油天然氣總公司管道科學(xué)研究院綜合試驗(yàn)室） （中國科學(xué)院沈陽分院理化測(cè)試中心）4、 SEBF熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂層抗劃痕測(cè)試報(bào)告 （中國石油天然氣總公司管道科學(xué)研究院綜合試驗(yàn)室）5、 “SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)”科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書 （中國科學(xué)院）6、 化工防腐施工一級(jí)資格證7、用戶報(bào)告1) SEBF/SLF涂料用戶報(bào)告 （寧波科鑫腐蝕控制工程有限公司）2) SEBF涂裝技術(shù)在秦山核電站使用和建議（秦山核電公司技委辦）3) SEBF 涂裝技術(shù)應(yīng)用報(bào)告（丹東化纖集團(tuán)有限責(zé)

4、任公司）4) SEBF涂裝技術(shù)在波紋管上應(yīng)用報(bào)告（中日合資南京晨光波紋管有限公司）5) SEBF涂裝技術(shù)在水環(huán)真空泵上的應(yīng)用報(bào)告（廣東省佛山泵廠有限公司）6) SEBF涂裝技術(shù)在潛水泵上應(yīng)用報(bào)告（沈陽潛水泵股份有限公司）7) SEBF涂裝技術(shù)在閥門上的使用報(bào)告（沈陽市異型閥門廠）8) SEBF涂裝技術(shù)在風(fēng)機(jī)上應(yīng)用情況（吉林四平鼓風(fēng)機(jī)廠）前 言 上海國際航運(yùn)中心洋山深水港區(qū)碼頭是國家重點(diǎn)項(xiàng)目工程。港區(qū)碼頭主要由大型的鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土組合而成。洋山海區(qū)位于北亞熱帶南緣的東亞季風(fēng)海洋性氣候區(qū)，受季風(fēng)影響冬冷夏熱，四季分明，降水充沛，夏季臺(tái)風(fēng)多發(fā)。海港碼頭區(qū)域處于長江口外泄流為主的淡水流與東海高鹽度

5、水流混合帶區(qū)域，夏、秋季鹽度平均為18.5,冬季鹽度平均為24.8。海洋工程鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕速率與海區(qū)飛濺的鹽粒子量、氣溫、降水量和紫外線照射等有關(guān)，在這種亞熱帶季風(fēng)區(qū)一般鋼鐵每年的腐蝕深度為100-1000um。根據(jù)上海國際航運(yùn)中心洋山深水港區(qū)一期工程碼頭結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計(jì)技術(shù)要求的設(shè)計(jì)規(guī)范，整體碼頭的防腐蝕設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)年限為50年以上，防腐蝕設(shè)計(jì)方案不僅要經(jīng)濟(jì)可行，而且要體現(xiàn)洋山港區(qū)開敞式碼頭工程規(guī)模大、技術(shù)要求高的特點(diǎn)。防腐技術(shù)方案應(yīng)達(dá)到國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先的 一流水平。本著對(duì)項(xiàng)目負(fù)責(zé)的精神，國家金屬腐蝕控制技術(shù)中心聯(lián)合上海邦捷科技有限公司和上海建筑科學(xué)研究院，對(duì)洋山深水港區(qū)一期工程碼頭鋼結(jié)構(gòu)共同提

6、出綜合防腐蝕技術(shù)方案，其中包括鋼管樁防腐、鋼筋防腐、鋼架結(jié)構(gòu)防腐和鋼筋混凝土防腐四大部份。具體方案按四大內(nèi)容依章敘述。第一章 碼頭鋼管樁的防腐蝕技術(shù)方案一、 鋼樁的海洋腐蝕環(huán)境由于碼頭鋼管樁處在不同的海洋環(huán)境區(qū)帶：海洋大氣區(qū)、浪濺區(qū)、潮差區(qū)、水下區(qū)、泥下區(qū)，鋼管樁的腐蝕形態(tài)和腐蝕速率有較大差異，見圖1和表1。圖1、鋼鐵在不同的海洋環(huán)境區(qū)的腐蝕形態(tài)和腐蝕特點(diǎn)表1、船用鋼和低合金鋼的長、短尺試樣在某海域2年的腐蝕率（mm/年）比較材料海洋區(qū)帶長尺短尺10CrMoAl09MnNb3C10CrMoAl09MnNb3C大氣0.0460.0650.0850.0280.0410.041飛濺0.1330.18

7、60.230.300.250.27潮差0.0250.040.0350.210.200.18全浸0.1430.2490.250.130.150.16從上數(shù)據(jù)測(cè)試的分析結(jié)果看到，海洋環(huán)境下鋼樁處于浪濺區(qū)和潮差區(qū)腐蝕最為嚴(yán)重。由于海水它是一種多種鹽類的平衡溶液，還含有懸浮泥砂、溶解氣體、海生物、腐敗的有機(jī)物以及海上污染等等，因此金屬材料在海洋環(huán)境下的腐蝕問題也很復(fù)雜。根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，鋼管樁防腐主要采用陰極保護(hù)與涂層聯(lián)合的方法加以解決。尤其隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，涂層防護(hù)方法已逐漸增加，近年來美國ASTM已提出標(biāo)準(zhǔn)A972/A972M-00“Standard Specification for fu

8、sion Bonded Epoxy Coated Pipe Piles”。該文明確提出用熔融結(jié)合環(huán)氧涂層作為鋼樁防腐的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)。熔融結(jié)合環(huán)氧是美國60年代發(fā)展起來的涂裝技術(shù)，經(jīng)過幾十年的客觀評(píng)定，國內(nèi)外防腐專家一致認(rèn)為，該項(xiàng)防腐技術(shù)在管道等重腐蝕環(huán)境下的防腐是最佳的防腐方法，同時(shí)也提出在工業(yè)化的年代里它在管道防腐領(lǐng)域中的應(yīng)用仍將是領(lǐng)先的。本文將推出用熔融結(jié)合環(huán)氧涂層加陰極防護(hù)的方法解決鋼樁防腐的技術(shù)方案。二、海洋環(huán)境下鋼樁防腐對(duì)涂層的性能要求及熔融結(jié)合環(huán)氧涂層的防腐性能分析對(duì)海洋鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行涂層防腐是一種經(jīng)濟(jì)可行、而且技術(shù)可靠地延長結(jié)構(gòu)壽命的有效方法。從設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)鋼樁結(jié)構(gòu)予留了4mm的腐蝕余

9、量，但叢表1的均勻腐蝕數(shù)據(jù)粗略推算，鋼樁的有限強(qiáng)度的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于碼頭的設(shè)計(jì)使用要求，因此必須采取有效、可靠、經(jīng)濟(jì)的防腐蝕措施，使得防腐涂層滿足技術(shù)條件和海洋使用環(huán)境的要求，最大限度地延長鋼結(jié)構(gòu)的使用年限。施工單位必須從涂層選擇、設(shè)計(jì)、涂裝工藝和涂裝管理等方面進(jìn)行嚴(yán)格考慮。防腐蝕涂料的質(zhì)量及其配套性是取得優(yōu)質(zhì)、長效涂層的關(guān)鍵，為了便于防腐蝕工程設(shè)計(jì)中選用適合海洋環(huán)境的涂層材料，各國都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，如表2所示：表2、國外及國內(nèi)選用防腐蝕涂料的原則要求性能的次序德國DIN55928美 國ASTM A972/A972M-00中國船檢局1良好的附著力抗Cl-等滲透，堿、鹽介質(zhì)中穩(wěn)定良好的耐磨性、抗沖

10、擊性能2足夠的機(jī)械強(qiáng)度良好的機(jī)械性能與鋼鐵良好的附著力3涂層的配套性好抗耐磨性涂層的配套性能好4可焊性及無污染抗陰極剝離涂層抗?jié)B透性5良好的涂裝工藝涂層抗陰極剝離6抗陰極剝離針對(duì)海洋鋼樁的復(fù)雜腐蝕環(huán)境，鋼樁的防腐涂料應(yīng)具有如下特性（以ASTM標(biāo)準(zhǔn)為例）表3、海洋環(huán)境中常用防腐涂層的性能及價(jià)格比較性能ASTMA972/A972M-00雙層環(huán)氧單層環(huán)氧XTW-M7氯化橡膠環(huán)氧瀝青玻璃鋼滲透性3M CaCl23M NaOH飽和Ca(OH)2(45天，24)-沖擊強(qiáng)度（J）923185.84.94.9彎曲度（/PD）1.5 (0)1.52.52.02.02.01.5耐磨性(mg)10010010010

11、0-耐陰極剝離(mm)6448>8>8>8鹽霧（hr）1000>1000>1000>1000-表面處理×××涂敷工藝可控性×××涂敷工藝簡(jiǎn)易性陰極保護(hù)的相容性抗物理損傷性×耐化學(xué)性能抗海洋生物性抗細(xì)菌性現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口性能使用壽命50年以上20-30年20-30年7-20年8-20年8-20年注：優(yōu)：；一般：；差：×從中分析可知，熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層能全面復(fù)合海洋鋼樁防腐技術(shù)要求。以下將進(jìn)一步結(jié)合海洋環(huán)境下對(duì)涂層性能的要求結(jié)合熔結(jié)環(huán)氧涂層作系統(tǒng)的評(píng)述。1、 優(yōu)良的抗海水滲透性涂層必須承受海水

12、長期浸泡，一般的涂層會(huì)發(fā)生軟化、溶脹、起泡、附著力下降等現(xiàn)象，這與涂層的抗?jié)B透能力直接相關(guān)，而抗?jié)B透性能的指標(biāo)一般從涂層的吸水率和溶出率中可以得到表征，因?yàn)橛袡C(jī)涂層是一種半透膜，水分子絕對(duì)不滲透是做不到的，優(yōu)良的涂層應(yīng)長期浸泡在溶液中不發(fā)生明顯的吸水和溶出。在無機(jī)物水溶液中，水分子是體積最小的液體介質(zhì)，滲透力比一般的水合化的離子強(qiáng)。有機(jī)涂層的一般規(guī)律是，在海水中抗?jié)B水性最好，自來水中次之，在蒸餾水中最差。所以涂層在蒸餾水或稀鹽溶液中的滲透能力直接反映了涂層的致密性。圖2為環(huán)氧涂層在60蒸餾水中的吸水增重率變化圖，從圖可見，不同系列的涂層在60中的增重率在3%以下，說明環(huán)氧涂層具有良好的抗水滲透

13、能力，達(dá)到國際先進(jìn)水平。2、涂層的具有長期良好的絕緣強(qiáng)度防腐涂層長期浸泡在電導(dǎo)率高的海水環(huán)境中，而大多數(shù)涂層或多或少在固化成膜的過程和服役的過程中帶上正電或負(fù)電，這時(shí)外界的水分子或其它離子會(huì)產(chǎn)生的電滲析和陽極轉(zhuǎn)移等現(xiàn)象使之涂層失效，良好的涂層具有較高的介電強(qiáng)度，也是陰極保護(hù)所需要的。電化學(xué)阻抗技術(shù)，在不同交流頻率下對(duì)涂層的阻抗和容抗值進(jìn)行測(cè)定，以及反映涂層與金屬界面的信息，其中涂層電阻值的大小可以衡量涂層的防腐蝕性能。用X60管線鋼制成大小為60mm×60mm×2mm試件，并涂敷四種不同固化程度的厚度為230±10µm的涂層，暴露面積為9.4 cm2，在

14、60的1%NaCl溶液中浸泡一年的電化學(xué)阻抗值的變化見圖3，從圖中可見完全固化的SEBF涂層經(jīng)過365天的連續(xù)浸泡，涂層的涂層電阻基本保持不變，保持1010.cm2。說明涂層有極好的致密性、抗水滲透和抗電滲析性。與圖2的結(jié)果符合得很好。3、涂層耐化學(xué)穩(wěn)定性鋼樁周圍所處海洋環(huán)境的腐蝕介質(zhì)比較復(fù)雜，作為長效防腐涂層必須具有優(yōu)異的抗海洋環(huán)境介質(zhì)中各種離子的侵蝕和變性，如H+、OH-、Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等。其中有代表性的涂層在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和鹽溶液在60下的耐化學(xué)腐蝕的性能。圖4為在10%HCl溶液，60時(shí)不同配方的SEBF/SLF涂層的增重率。圖5為SEBF/SLF涂層在3.5%NaC

15、l溶液中的增重率與時(shí)間關(guān)系曲線。 以上兩圖說明了熔融結(jié)合環(huán)氧SEBF/SLF涂層具有良好的抗?jié)馑?、鹽能力，而SEBF/SLF環(huán)氧涂層中含脂肪羥基、苯環(huán)結(jié)構(gòu)而不含脂鍵，故耐堿性能也很突出。這說明涂層的化學(xué)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)比較致密。這種涂層材料現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在化纖廠粘膠纖維生產(chǎn)中受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿腐蝕的淋洗機(jī)、導(dǎo)流板和油田的高溫鹵水管道上。并已成功的用于海洋工程中，如秦山核電站、大亞彎核電站等。4、涂層耐沖刷和氣蝕性能好鋼樁埋設(shè)在大陸架附近的海水中，受到長江河水中夾雜的泥砂、海水的飛濺、海水暗流和潮汐、潮落中的固體顆粒和液體的沖擊，在這種環(huán)境下涂層受到固、液雙相流的沖刷磨蝕和水中的介質(zhì)化學(xué)腐蝕的交互作用，這就需

16、要涂層優(yōu)異的抗沖刷、磨蝕和氣蝕。圖6上顯示了1%NaCl溶液中含有10%大量砂粒（120目）時(shí)，涂層的臨界流速仍可達(dá)到7m/s,表明SEBF涂層具有良好的抗沖刷磨蝕性能。近幾年，我所用SEBF涂裝的泵、葉輪、閥門、彎頭等異型構(gòu)件和設(shè)備用于核電站的海水回路中，效果非常顯著。在洋山工程的環(huán)境中，流速都低于4m/s，且砂含量也遠(yuǎn)低于10%，這種涂層的磨損率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于該曲線值，可以估計(jì)涂層厚度的設(shè)計(jì)要求滿足涂層防腐50年的要求。圖6 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中涂層失重與流速關(guān)系5、抗陰極剝離和陰極屏蔽性能好預(yù)制完的管樁由于運(yùn)輸、安裝中不可避免存在小的針孔和缺陷，導(dǎo)致該處小陽極大陰極的局部腐蝕電池，產(chǎn)生嚴(yán)重的局部腐蝕，故

17、在工程上均采用陰極防護(hù)的方法來彌補(bǔ)。在陰極保護(hù)電流的作用下，管道作為陰極，但在海水環(huán)境中，當(dāng)水、氧、離子等滲入涂層中，在陰極處發(fā)生反應(yīng)：2H2O+O2+4e 4OH- 2H2O+2eH2+2OH- ，涂層在高堿性環(huán)境下造成聚合物降解和涂層溶脹產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致涂層與基體金屬剝離。所以在陰極保護(hù)電流和工業(yè)雜散電流的相互作用下要求涂層具有良好的抗陰極剝離性能。實(shí)測(cè)SEBF/SLF涂層的抗陰極剝離在1.5-4mm之間，遠(yuǎn)小于國外用于重腐蝕防護(hù)上的6mm的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)這種涂層有一定的微滲水性和優(yōu)異的粘結(jié)強(qiáng)度，保證了涂層在陰極保護(hù)時(shí)有微電流通過，故不會(huì)產(chǎn)生陰極屏蔽（CP）現(xiàn)象。6、抗應(yīng)力腐蝕和抗腐蝕疲勞性能

18、鋼樁埋設(shè)在海泥下，不可避免地要承受地質(zhì)運(yùn)動(dòng)、溫變等引起的土壤應(yīng)力、海浪運(yùn)動(dòng)和支撐負(fù)載產(chǎn)生的形變應(yīng)力以及焊接時(shí)所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，而且海水中含有大量的Cl-，所以選擇涂層時(shí)必須考慮到涂層抗Cl-的應(yīng)力腐蝕開裂特性。按美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)試樣的抗應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)，采用U型彎曲試樣，基材為1Cr18Ni9Ti，得到熔融結(jié)合環(huán)氧涂層抗應(yīng)力腐蝕的結(jié)果如表3所示：表3、SEBF涂層抗應(yīng)力腐蝕的實(shí)驗(yàn)結(jié)果試樣形態(tài)試驗(yàn)條件測(cè)試結(jié)果無涂層裸露試樣110,25%MgCl2溶液浸泡48小時(shí)，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)裂紋浸泡120小時(shí)，試樣斷裂有SEBF涂層試樣110,25%MgCl2溶液浸泡720小時(shí)，檢測(cè)無裂紋有SEBF涂層試樣先在110蒸

19、餾水浸泡48hr,110,25%MgCl2溶液浸泡720小時(shí)，檢測(cè)無裂紋從表3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說明，SEBF涂層下的基體在含Cl-腐蝕環(huán)境中具有較強(qiáng)抗應(yīng)力腐蝕斷裂。碼頭的承臺(tái)部分鋼樁不可避免地存在海洋腐蝕性環(huán)境下外界周期性的交變應(yīng)力的影響，特別在東?？绾ｈF路、公路運(yùn)輸大橋地段，這時(shí)研究涂層下管線鋼的抗腐蝕疲勞非常有必要。圖7為涂有SEBF涂層和未涂涂層的1Cr13的試件，在3%NaCl溶液，溫度50，實(shí)驗(yàn)頻率為40Hz，應(yīng)力比為0.1腐蝕疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，SEBF涂層明顯提高了管線鋼的腐蝕疲勞極限強(qiáng)度。這對(duì)于受到周期性壓力波動(dòng)的管樁十分重要。7、涂層應(yīng)具有良好的機(jī)械性能涂層的機(jī)械性能主要包

20、含粘結(jié)強(qiáng)度、附著力、抗沖擊強(qiáng)度和耐磨性等，由于海洋鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命較長，而且環(huán)境比較苛刻，故涂層的性能指標(biāo)要遠(yuǎn)大于普通的防腐涂料。涂層的附著力和粘結(jié)強(qiáng)度是海洋防腐涂料十分重要的指標(biāo)，涂層與基體的牢固粘著可以大大克服滲析和電滲析等物理作用產(chǎn)生的起泡、開裂現(xiàn)象，而涂層的附著力強(qiáng)、粘結(jié)強(qiáng)度高、抗沖擊性能好，可以避免因安裝、檢修、機(jī)械損傷等外界因素帶來的不利影響。從表4可見，用作埋地管道SEBF-5（用作內(nèi)層）、SEBF-6（用作外層）涂層的沖擊強(qiáng)度可達(dá)18J以上，無脫層、裂紋、損傷等產(chǎn)生，可承受運(yùn)輸、安裝過程中的沖擊。同時(shí)粘結(jié)強(qiáng)度最高可達(dá)到100MPa，比常規(guī)涂料提高了一個(gè)量級(jí)，這說明涂層這些性能保

21、證涂層的使用的長效性。表5說明了SLF補(bǔ)口和修補(bǔ)涂料的性能與國外涂料相同類型的比較，可以看出兩種涂料用在鋼樁的整體防腐上具有很大的可靠性。 表4、SEBF系列涂料涂層的機(jī)械性能性 能單位SEBF-5SEBF-6執(zhí) 行 標(biāo) 準(zhǔn)粘接強(qiáng)度MPa90100GB6329-Z245.20附 著 力級(jí)11CAN/CSA-Z245.20剪切強(qiáng)度MPa4345ASTMD1002-72(83)抗沖擊強(qiáng)度J1824ASTM G14-77抗彎強(qiáng)度MPa93GB1042-79撓 曲 性級(jí)11CAN/CSA-Z245.20耐 磨 性L/m>4>4ASTM D968-81硬 度H33GB/T6739-86耐陰極

22、剝離mm44CAN/CSA-Z245.20表5、SLF涂料機(jī)械性能與國外同類產(chǎn)品的比較涂層性能SLF-1SLF-2國外A國外B國外CABCD剪切強(qiáng)度（MPa）211914（17）15（17）（19）（21）粘結(jié)強(qiáng)度（MPa）45433544抗壓強(qiáng)度（MPa）103106（107）103（107）（58）（59）（77，116，126）抗彎強(qiáng)度（MPa）5353（69）（69）（39）（37）（65，77，71）抗沖強(qiáng)度（J）1010注：（）內(nèi)數(shù)據(jù)為產(chǎn)品說明書所記載8、涂層的耐候性在海洋的環(huán)境下服役的涂層，由于受強(qiáng)光照射和鹽霧干濕交替影響，涂層會(huì)產(chǎn)生化學(xué)降解和老化現(xiàn)象，因此要求防護(hù)涂層具有良好的

23、耐紫外線老化和抗干濕交替的鹽霧腐蝕破壞。而SEBF/SLF系列涂層通過助劑改性和優(yōu)異的物理化學(xué)性能保證了配套涂層具有良好的耐侯性和抗干濕鹽霧腐蝕性。9、抗污損生物性污損生物吸附在鋼樁的涂層上，由于局部的腐蝕介質(zhì)濃度、成分發(fā)生變化，從而引起涂層的局部破壞和脫落，聚氨脂涂層在水溶液和堿性條件下具有優(yōu)良的保護(hù)性能，而在污水的細(xì)菌作用下發(fā)生徹底降解。而環(huán)氧涂層在同樣的介質(zhì)下不出現(xiàn)問題。通過涂料加入防污助劑和實(shí)施電化學(xué)保護(hù)技術(shù)能減少污損生物的破壞。10、涂層可施工性、配套性及修補(bǔ)性大型碼頭的鋼樁防腐面積大，體積笨重，而涂層具有良好的長效性，要求涂裝工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，并且具有很好的可控性、配套性、修補(bǔ)性和易于

24、管理，保證涂層的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。三、洋山深水港碼頭鋼樁的防腐蝕涂層的防腐方案及施工技術(shù)要求1、 保護(hù)面積洋山深水碼頭共有鋼樁2839根，其中碼頭部分基樁的打入樁1200mm 1165根，嵌巖樁2200mm 112根（為鋼套筒護(hù)壁），承臺(tái)部分鋼樁為1562根。鋼樁總的防腐面積為646902.2m2，其中水下部分面積約為215634.1m2，泥下部分面積為431268.1m2。2、防腐技術(shù)方案1）、泥上部分：采用加強(qiáng)型雙層環(huán)氧粉末涂層（外層抗紫外線）加陰極保護(hù)，涂層厚度：800-1000um，防腐蝕設(shè)計(jì)壽命為50年以上。2）、泥下部分：采用普通型雙層環(huán)氧粉末涂層加陰極保護(hù)，涂層厚度：600-80

25、0um，防腐蝕設(shè)計(jì)壽命為50年以上。3、涂層防腐1）、涂料選用根據(jù)上述的分析，鋼樁的外表面的重腐蝕防護(hù)涂料應(yīng)采用優(yōu)良的抗水滲透性、抗干濕交替的鹽霧、優(yōu)良的物理機(jī)械性能、耐侯性、配套性、良好的施工工藝性能等特點(diǎn)的要求，我方經(jīng)過認(rèn)真周密的選材，認(rèn)為采用SEBF-5型為內(nèi)防腐層，SEBF-6型為外增強(qiáng)抗紫外線涂層。2）、防腐加工方案a.由鋼管樁制造工廠將制作合格后的管樁堆放到露天成品管倉庫；b.經(jīng)過15天時(shí)效后，將鋼管樁進(jìn)入防腐涂敷生產(chǎn)線；c.經(jīng)過涂敷合格的管樁按照設(shè)計(jì)要求,在對(duì)接焊接后用SLF專用補(bǔ)口涂料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口；d.通過碼頭浮吊吊運(yùn)駁船；e.通過打樁船將鋼樁打入泥下。3)、防腐廠雙層環(huán)氧粉末

26、涂敷工藝流程合格品（氯化鹽<20mg/；無油污）不合格品不合格品內(nèi)涂層及型式試驗(yàn)不合格品外涂層不合格品管樁表面清洗(除鹽、油污)檢管樁預(yù)熱(除潮氣或不合格涂層)噴（拋）射(除銹及附著物)包裝(堆放、運(yùn)輸保護(hù))涂層冷卻檢檢合格品（等級(jí)Sa21/2）合格品（加強(qiáng)型：內(nèi)層350m；外層450m;總厚度800m）（普通型：內(nèi)層250m；外層350m;總厚度600m）標(biāo)識(shí)端口保護(hù)(110±10mm)內(nèi)層涂敷外層涂敷4)、內(nèi)、外層環(huán)氧粉末的用量a.其中水下部分鋼樁采用加強(qiáng)型雙層環(huán)氧粉末涂層（外層抗紫外線），內(nèi)涂層厚度350m，外層厚度450m，總厚度在800m。按照1.5KG/ m2的用量

27、計(jì)算，則所需的涂料為：215634.1×1.5KG/m2/1000=323.45噸b.泥下部分鋼樁采用普通型雙層環(huán)氧粉末涂層，內(nèi)涂層厚度250m，外層厚度350m，總厚度在600m。按照1.2KG/ m2的用量計(jì)算，則所需的涂料為：431268.1×1.2KG/m2/1000=517.2噸4、 外加電流陰極保護(hù)的相對(duì)費(fèi)用1）、保護(hù)電壓：-0.771.05V（vs SCE）2）、保護(hù)電流參數(shù)：根據(jù)雙層環(huán)氧粉末防腐涂層的電絕緣性和防護(hù)性能，參照國外的陰極保護(hù)文獻(xiàn)資料，確定如下：水下區(qū)與泥下區(qū)全部采用涂層防護(hù) 水下區(qū)： 20uA/ 泥下區(qū)； 10uA/ 3）、總保護(hù)電流水下區(qū)與泥

28、下區(qū)全部采用涂層防護(hù):I1 =（20×215634.1）+（10×431268.1）÷106 =8A四、洋山深水港區(qū)碼頭鋼樁防腐蝕工程預(yù)算1、 鋼樁采用雙層環(huán)氧粉末在水下部分的涂裝費(fèi)用a、在水下部分按照加強(qiáng)型雙層環(huán)氧粉末涂層的目前市場(chǎng)雙方接受價(jià)格為：88元/計(jì)算 215634.1×88=18975800.8元b、在泥下部分按照普通型雙層環(huán)氧粉末涂層的目前市場(chǎng)雙方接受價(jià)格為：75元/計(jì)算 431268.1×75=32345000元2、外加電流陰極保護(hù)費(fèi)用 水下區(qū)與泥下區(qū)全部采用涂層防護(hù)，總保護(hù)電流為8A，按照有關(guān)陰極保護(hù)相關(guān)的經(jīng)濟(jì)分析，約需相關(guān)的

29、設(shè)備和安裝費(fèi)用為32萬元。3、總費(fèi)用總費(fèi)用為雙層環(huán)氧粉末涂層外加電流陰極保護(hù)費(fèi)用。 水下區(qū)與泥下區(qū)全部采用涂層防護(hù)+外加電流陰極保護(hù)費(fèi)用：(18975800.8元32345000元320000元)/10000=5164.1萬元五、工程業(yè)績?cè)趪夂Ｑ笊喜捎铆h(huán)氧粉末涂層對(duì)碼頭、橋梁的鋼樁進(jìn)行長效、可靠的防腐已經(jīng)相當(dāng)普遍，美國已于97年制定了鋼樁的國家標(biāo)準(zhǔn)：ASTM A972,并于2000年又進(jìn)行了修訂和完善，成為鋼樁的專用指定的防腐涂層。國家金屬腐蝕控制工程技術(shù)研究中心經(jīng)過十幾年的SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)的研究和應(yīng)用，目前已在如下幾個(gè)相關(guān)的典型工程中得到了應(yīng)用：1995年秦山核電公司海水二回

30、路循環(huán)水管路中防腐，管道直徑273-2000mm。1998年寧波協(xié)和石化碼頭鋼管樁防腐，管樁直徑為1200mm。2001年杭州下沙開發(fā)區(qū)錢塘江鋼樁防腐，管樁直徑為600m、800mm、2200mm。六、鋼樁環(huán)氧粉末涂敷參考標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范1、美國ASTM A972STANDARD SPECIFICATION FOR FUSION BONDED EPOXY-COATED PIPE PILES2、國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18593-2001，熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料的防腐蝕涂裝3、加拿大國家標(biāo)準(zhǔn)CAN/CSA-Z 245.20-M92第二章 碼頭混凝土鋼筋防腐蝕一、海洋環(huán)境下鋼筋的腐蝕及危害上世紀(jì)五十年代以來，隨

31、著海洋開發(fā)事業(yè)的發(fā)展，鋼筋混凝土材料廣泛應(yīng)用于海洋構(gòu)筑物的建造，交通、石油、漁業(yè)、水電等許多部門的海洋構(gòu)筑物規(guī)模很大，遍及世界各個(gè)海域，擔(dān)負(fù)著繁重的任務(wù)。由于海洋交替干濕鹽霧及海水浸泡的環(huán)境比較惡劣，普通的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般經(jīng)受不住海洋環(huán)境下的各種物理、化學(xué)的長期的浸蝕作用，尤其在濺浪區(qū)和飛濺區(qū)，常由于混凝土的中性化、氯鹽的滲透等原因，造成鋼筋的電化學(xué)腐蝕，致使混凝土和涂層開裂，甚至脫落，不但破壞了混凝土的結(jié)構(gòu)，還使得鋼筋的截面減少和鐵銹的生成，體積增大2.5倍，所產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力使得保護(hù)層的混凝土開裂，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低而破壞。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國每年因鋼筋的腐蝕導(dǎo)致鋼筋混凝土的破壞相當(dāng)于數(shù)百億美元。

32、現(xiàn)今，美國每4座鋼筋混凝土橋梁中就有一座因鋼筋腐蝕破壞，每年投入的修復(fù)與加固處理的費(fèi)用達(dá)數(shù)千億元，相當(dāng)于原建橋費(fèi)用的幾倍。據(jù)稱，鋼筋混凝土腐蝕破壞的原因主要是化冰鹽和海洋氯離子的侵入作用，此外，工業(yè)化學(xué)介質(zhì)、中性化、凍融等也促進(jìn)鋼筋混凝土腐蝕破壞的因素，前者主要發(fā)生在海洋及沿海、道路化冰鹽、鹽堿地、工業(yè)鹽環(huán)境，后者與環(huán)境污染、酸雨等密切相關(guān)?；炷聊途眯砸咽钱?dāng)今世界的重大問題，其中鋼筋腐蝕破壞被認(rèn)為第一因素。因此這次洋山深水港區(qū)的工程 ，必須要解決鋼筋混凝土的耐久性問題，也就是要解決鋼筋腐蝕被破壞的問題。二、混凝土中鋼筋的防腐蝕措施1、 基本措施只有混凝土自身受到破壞（如硫酸鹽侵入）、堿度降低

33、（pH<11.5）或有害離子入侵時(shí)，混凝土的完好性才受到破壞。因此，最大限度地保證混凝土自身密實(shí)完好、保持高堿度和防止有害離子的入侵是混凝土防腐蝕措施的出發(fā)點(diǎn)。選擇優(yōu)良水泥、增加水泥用量、降低水灰比、使用優(yōu)良外加劑、滲合料、增加混凝土的防護(hù)層厚度等來提高混凝土自身的防護(hù)能力。2、 附加措施經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，在海洋環(huán)境或使用防冰鹽、鹽堿地和某些工業(yè)化環(huán)境下單靠上述的基本措施還不能達(dá)到耐久性要求，特別對(duì)于細(xì)薄構(gòu)件，如橋梁的面板、高樁碼頭的粱及板等，因在施工及使用過程中，不可避免會(huì)產(chǎn)生裂縫，這時(shí)就必須采用相應(yīng)的附加措施。1)、鋼筋混凝土的外涂層滲透層、覆蓋層和樹脂類涂層等類型外涂層具有隔離腐

34、蝕環(huán)境的功能，對(duì)于保護(hù)混凝土自身和堿度以及防止有害離子的侵入都是有效的 。但有些涂層自身的防腐壽命不長，再次涂敷又困難。2）、鋼筋阻銹劑能夠阻止或延緩氯離子對(duì)鋼筋鈍化膜的破壞，在混凝土中加入如亞硝酸鈣、硝酸鐵、磺酸鈣等物質(zhì)，能促使鋼筋表面的繼續(xù)鈍化，阻止鋼筋的腐蝕。但有時(shí)必須考慮其加入對(duì)混凝土性能的副作用。3）、陰極保護(hù)根據(jù)陰極保護(hù)原理，采用外加電流或犧牲陽極的方法，使得混凝土內(nèi)鋼筋受到電化學(xué)保護(hù)。對(duì)于新工程，陰極保護(hù)可用于海洋、水域或潮濕地下的獨(dú)立構(gòu)筑物，必須嚴(yán)格控制保護(hù)電壓的范圍，防止過保護(hù)而產(chǎn)生析氫引起錨固力降低和氫脆的發(fā)生，特別在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中應(yīng)用要相當(dāng)小心。4）、特種鋼筋特種鋼筋

35、有環(huán)氧涂層鋼筋、耐蝕鋼筋、不銹鋼鋼筋、鍍鋅鋼筋等。耐蝕鋼筋和不銹鋼鋼筋在一般情況下防腐效果不錯(cuò)，但價(jià)格昂貴，在有應(yīng)力存在和焊接區(qū)時(shí)，其抗氯離子的應(yīng)力腐蝕開裂性較差。因鋅是兩性金屬，鍍鋅鋼筋會(huì)與某些水泥發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硅酸鋅而放出氫氣，氫氣在鋼材表面產(chǎn)生空隙，引起混凝土與鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度下降，甚至氫脆，由于鍍鋅鋼筋或預(yù)應(yīng)力鋼筋用于混凝土工程，達(dá)不到40-50年使用壽命，所以現(xiàn)在在碼頭混凝土的長效防腐蝕設(shè)計(jì)中不預(yù)采用。環(huán)氧樹脂涂層耐酸、堿、鹽反應(yīng)，具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和延伸好、線性膨脹系數(shù)與鋼筋接近，與金屬表面具有極高的附著力。環(huán)氧涂層有液態(tài)環(huán)氧樹脂和粉體環(huán)氧樹脂，通常液態(tài)環(huán)氧樹脂由于含有一定量的非

36、活性溶劑，在固化成膜以后留下針孔，而且涂裝工藝較為復(fù)雜。美國交通部從1970年開始，通過三年的大量實(shí)驗(yàn)，從56種涂層中篩選出靜電噴涂環(huán)氧粉末涂層為鋼筋最佳的防腐層。1994年，美國海軍在佛羅里達(dá)州西部進(jìn)行了76個(gè)月的海洋浪濺區(qū)、水位變動(dòng)區(qū)的浸泡外露實(shí)驗(yàn)，評(píng)比幾種鋼筋的防腐效果，得出環(huán)氧涂層鋼筋防腐效果最佳，熱浸鍍鋅次之，采用阻銹劑保護(hù)涂層第三。1993-1998年，美國聯(lián)邦公路管理局對(duì)環(huán)氧涂層鋼筋與316不銹鋼等不同類型的鋼筋進(jìn)行各種抗腐蝕檢測(cè)，得到環(huán)氧涂層鋼筋的防腐效果僅次于316鋼筋，316鋼筋可使用設(shè)計(jì)年限為75-100年，估算環(huán)氧涂層的鋼筋的使用年限不小于50年。根據(jù)以上分析針對(duì)洋山工

37、程的腐蝕環(huán)境和工程年限要求，應(yīng)用環(huán)氧涂層鋼筋作為碼頭混凝土鋼筋的防腐是合適的。因此，這次洋山工程用的鋼筋的防腐方案應(yīng)選用環(huán)氧涂層鋼筋。三、環(huán)氧粉末涂層鋼筋的應(yīng)用狀況1、 國外應(yīng)用狀況美國是最早用環(huán)氧涂層鋼筋的國家，早于1973年在賓悉法尼亞的一座橋面板上首次試點(diǎn)應(yīng)用。1976年進(jìn)入了建筑市場(chǎng)，隨后焊接鋼絲網(wǎng)也于20世紀(jì)80年代進(jìn)入建筑市場(chǎng)，在冬季需要化冰鹽的路橋上，采用涂層鋼筋已成為必要的防腐措施。在海港碼頭、近海建筑、地下建筑、化工廠房等也普遍采用了這種鋼筋，在橋梁方面涂層鋼筋占總用量的70-80%，在其它結(jié)構(gòu)建筑方面占鋼筋總量的6-7%。該項(xiàng)技術(shù)由美國引進(jìn)到加拿大、日本、香港和歐洲等國。經(jīng)

38、過近30年的發(fā)展，涂層鋼筋的材料和生產(chǎn)工藝已相當(dāng)完善，應(yīng)用技術(shù)和范圍也越來越廣泛，已廣泛擴(kuò)展到各種水上和沿海地區(qū)的工程上，如碼頭的浪濺區(qū)、跨海的橋墩和基部、海底通道的內(nèi)外側(cè)等，價(jià)格也普遍被業(yè)主接受。如印度政府交通部于1994年要求建設(shè)離海50km以內(nèi)的沿岸地區(qū)的橋梁公路宜采用涂層鋼筋。美、英、日等國早于80年代頒布了有關(guān)產(chǎn)品、設(shè)計(jì)、施工等方面的技術(shù)規(guī)范。有美國材料標(biāo)準(zhǔn)：ASTM A755-95a、ASTM A934M-95；英國BS7295-1992；日本：JSCE1985以及國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO14654（1995）等。2、 國內(nèi)的應(yīng)用狀況過去，國內(nèi)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土多只采用提高混凝土本

39、身的耐腐蝕性方面做了措施。但隨著構(gòu)筑物的防腐蝕壽命要求越來越高時(shí)，開始采用了鋼筋進(jìn)行防腐，以彌補(bǔ)混凝土保護(hù)層防腐性能的不足。目前國內(nèi)已有兩個(gè)碼頭采用了環(huán)氧涂層鋼筋技術(shù)，在香港在90年代已在機(jī)場(chǎng)、跨海大橋、高架橋、高層建筑上采用了涂層鋼筋。以前國內(nèi)推廣該技術(shù)進(jìn)度較慢主要阻力是涂層的價(jià)格較貴，目前國內(nèi)已研制的涂層材料無論從性能指標(biāo)上還是從價(jià)格上都比國外有優(yōu)勢(shì)，而且性能價(jià)格比越來越高。在鋼筋涂層的涂裝規(guī)范、檢測(cè)和施工規(guī)范已逐漸完善，制定了建設(shè)部JG3042-1997環(huán)氧樹脂涂層鋼筋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18593-2001熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料的防腐蝕涂裝，為該項(xiàng)技術(shù)大規(guī)模推廣應(yīng)用奠定了良好的基

40、礎(chǔ)。通過國外幾十年的工程實(shí)踐和國內(nèi)的小規(guī)模應(yīng)用，工程技術(shù)人員積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)：1、 涂層鋼筋在施工過程中必須比普通鋼筋嚴(yán)格，以保證進(jìn)入混凝土中的鋼筋涂層的完整性。2、 按照國內(nèi)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范對(duì)涂層的現(xiàn)場(chǎng)吊裝、儲(chǔ)存、涂層的修補(bǔ)、涂層鋼筋的現(xiàn)場(chǎng)安裝和制作及混凝土的振搗的要求是完全可操作的，一般的施工隊(duì)伍只要熟悉操作規(guī)程，文明施工。3、 一次性的投資費(fèi)用有所增加，但能大大提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，減少以后的維修費(fèi)用，避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。四、環(huán)氧涂層鋼筋的涂裝工藝及技術(shù)要求1、 涂層材料熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂敷鋼筋的涂層材料主要成分有環(huán)氧樹脂、耐堿填料、增韌劑、固化劑、流平劑及有關(guān)助劑，按照特定的

41、粉末涂料的制造工藝進(jìn)行生產(chǎn)。關(guān)于熔融結(jié)合環(huán)氧粉末的涂層性能，在上一章中已詳細(xì)介紹，由于具有高的化學(xué)穩(wěn)定性，強(qiáng)的結(jié)合力和好的機(jī)械強(qiáng)度，使得用這類涂料進(jìn)行涂敷鋼筋的防腐性能，高出于其它涂層材料的性能，成為防腐鋼筋不可替代的產(chǎn)品。2、涂裝工藝流程檢包裝(堆放、運(yùn)輸保護(hù))合格品（氯化鹽<20mg/；無油污）不合格品不合格品涂層及型式試驗(yàn)不合格品鋼筋表面清洗(除鹽、油污)鋼筋預(yù)熱(除潮氣或不合格涂層)噴（拋）射(除銹及附著物)涂層冷卻檢檢合格品（等級(jí)Sa21/2，清潔度95%）合格品（厚度:130-300m、連續(xù)性）標(biāo)識(shí)感應(yīng)加熱（約232）靜電涂敷2、 涂層的技術(shù)要求和質(zhì)量控制涂層的技術(shù)要求和質(zhì)量

42、控制可依照建設(shè)部JG3042-1997環(huán)氧樹脂涂層鋼筋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18593-2001熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料的防腐蝕涂裝的要求制定，標(biāo)準(zhǔn)見附錄。主要控制涂層材料有足夠的抗化學(xué)腐蝕、濕熱環(huán)境腐蝕、陰極剝離、抗氯化物的滲透性，涂層鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度不低于普通鋼筋的80%。一般通過涂層的厚度、涂層的連續(xù)性和彎曲性等三項(xiàng)指標(biāo)判定涂層的制作質(zhì)量依據(jù)。 五、涂層鋼筋的工程預(yù)算據(jù)初步估計(jì)，本項(xiàng)碼頭混凝土鋼筋約為3000噸，國內(nèi)可根據(jù)業(yè)主提供普通鋼筋進(jìn)行涂裝加工，加工費(fèi)用為：2000-4000元/噸。（具體價(jià)格與鋼筋直徑大小有關(guān)）。由于采用涂層鋼筋將提高900萬元的防腐費(fèi)用。但是它所起到

43、的防腐效果，要遠(yuǎn)大于這些費(fèi)用，尤其對(duì)于這百年大計(jì)的工程，其作用更加明顯。第三章 鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕一、 前言社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)交通運(yùn)輸?shù)摹跋刃泄佟钡慕巧鼮橹匾暋６虏牧虾拖冗M(jìn)制造技術(shù)的進(jìn)步又促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，以橋梁為例，橋梁由橫臥江河到跨越海灣和海峽、跨海大橋的建設(shè)為高速公路和鐵路的延伸提供了可能。由于跨海橋梁是建在環(huán)境相當(dāng)惡劣的海上，海洋大氣的嚴(yán)重鹽霧腐蝕是設(shè)計(jì)和建造過程中必須非常重視的課題。為了安全和節(jié)省維修費(fèi)用，要求對(duì)鋼鐵橋梁提供合理的防腐蝕涂料方案。橋梁的類型、結(jié)構(gòu)、材料、尺寸和地理位置與選擇的保護(hù)方案密切相關(guān)。鋼橋所暴露在野外環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)等表面與周圍介質(zhì)（水氣、鹽份等）極易發(fā)生化學(xué)

44、及電化學(xué)作用，當(dāng)涂層性能較差時(shí)便會(huì)破壞涂層使鋼鐵產(chǎn)生銹蝕。對(duì)鋼鐵橋梁的防腐蝕早在18世紀(jì)末歐洲一些國家就已意識(shí)到進(jìn)行保護(hù)性涂裝的重要性。多年來我國在鋼橋防腐蝕涂裝方面也投入了大量人力、物力，現(xiàn)在武漢長江大橋鐵路橋面系縱梁因銹蝕而更換的事實(shí)，使我們更加清醒地認(rèn)識(shí)了鋼橋防腐涂裝的重要性。東海大橋地處亞熱帶東南季風(fēng)海洋性氣候區(qū)。大氣中鹽霧富集，是典型的海洋性大氣腐蝕環(huán)境。要求采用長效防腐蝕涂裝體系對(duì)橋梁的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效防腐蝕保護(hù)。二、 鋼結(jié)構(gòu)橋梁防腐蝕涂裝體系1、 橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝的發(fā)展歷程由于鐵路鋼橋防腐蝕涂裝的現(xiàn)實(shí)要求，隨著世界上鋼鐵防腐涂料工業(yè)的發(fā)展，鐵路鋼橋防腐蝕涂裝技術(shù)取得了長足的發(fā)展

45、和進(jìn)步。50年代，鐵路鋼橋防護(hù)油漆是以采用天然原料為主的低檔涂料，防護(hù)性能差，部分橋梁一年后就出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕。60年代，開發(fā)了由片狀鋅鋁粉作顏料并與長油度季戊四醇醇酸樹脂制成的面漆（灰色戶外面漆或灰鋁鋅醇酸磁漆）。因片狀鋅鋁粉能反射紫外線，抗褪色性及抗粉化性比以往任何灰色面漆大有改善，同時(shí)由于片狀層層相疊，水汽就不易通過，增強(qiáng)了防蝕性能。70年代，進(jìn)一步開發(fā)出當(dāng)時(shí)具有國際先進(jìn)水平的灰云鐵醇酸磁漆，并在其原料篩選、配方調(diào)試以及漆膜耐侯性等方面做了大量工作，解決了灰鋁鋅醇酸磁漆不能耐二氧化硫、不適于行駛蒸汽機(jī)車的橋梁上涂裝使用的問題。最后于1976年以云鐵醇酸面漆調(diào)和云鐵聚氨酯底漆和紅丹防銹底漆，分

46、別正式涂裝于南京和武漢大橋。保護(hù)壽命長達(dá)5年以上，該漆成為我國后來近20年鋼橋的主要涂裝涂料。80年代以來，隨著交通事業(yè)的迅猛發(fā)展，各種形式大跨度鋼橋被大量采用，鋼橋保護(hù)涂裝也提出了新的要求，適應(yīng)這一形式我國已把保護(hù)期達(dá)20年的鋼橋涂料列入重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目?，F(xiàn)在，環(huán)氧富鋅、氯化橡膠、無機(jī)富鋅等系列新型防腐涂料已廣泛在公路鋼橋上采用。武漢長江大橋，是建國后修建的規(guī)模最大的鋼結(jié)構(gòu)橋梁。鋼梁防腐涂裝，底漆采用紅丹防銹漆，面漆采用鋼灰橋梁面漆，或長油度醇酸瓷磁漆。但當(dāng)時(shí)鋼灰橋梁面漆仍存在不耐紫外線，開發(fā)了由片狀鋁鋅粉作顏料、抗紫外線的戶外面漆或灰鋁鋅醇酸磁漆。并用于南京長江大橋。南京長江大橋于1968年1

47、2月29日建成通車。鋼梁涂裝，底漆采用紅丹防銹漆，面漆采用灰色戶外面漆。部分鐵路縱梁上蓋板，采用工廠熱噴鋅防護(hù)?！鞍宋濉逼陂g隨著涂料工業(yè)的發(fā)展，公路鋼鐵涂裝技術(shù)的發(fā)展，大型鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝保護(hù)的重要性也逐漸被人們認(rèn)識(shí)和接受。與此同時(shí)，鐵路鋼橋也逐步采用性能更優(yōu)、保護(hù)壽命更長的新型涂料，避免鐵路運(yùn)營過程中經(jīng)常性的大修工作，新荷線長二橋和蕪湖長江大橋鋼梁采用環(huán)氧富鋅底漆環(huán)氧云鐵中間層聚氨酯面漆的涂裝配套方案。2、 鋼結(jié)構(gòu)橋梁防腐涂裝體系選擇21鉛系防腐涂裝系統(tǒng)鋼橋的腐蝕，目前仍然主要采用涂裝的方法加以控制。涂裝用的涂料系統(tǒng)的選用，考慮的主要因素是橋梁所處的自然環(huán)境、使用的年限，同時(shí)與結(jié)構(gòu)類型、施工方

48、法也有一定關(guān)系。目前，絕大多數(shù)所采用的涂裝系統(tǒng)大體上是以鉛系防銹涂料為主體的涂裝系統(tǒng)和以富鋅涂料作為底漆的涂裝系統(tǒng)。以紅丹防銹漆灰云鐵醇酸面漆的鉛系涂裝系統(tǒng)，在我國鐵路鋼橋防腐涂裝方面已有了幾十年的成功歷史。這種體系，防銹性能好，對(duì)基底表面處理要求相對(duì)較低，涂裝施工方便，涂料、涂裝和管理費(fèi)用便宜。所以，長期以來，以鉛系防銹涂料作為底漆的系統(tǒng)一直是橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐的主導(dǎo)體系。但是，對(duì)長大型橋梁，尤其是維護(hù)比較困難的橋梁或橋梁某些維護(hù)比較困難的部位，上述涂裝系統(tǒng)的耐久性和維護(hù)涂裝的經(jīng)濟(jì)性則顯得不盡人意。另外，鉛系防腐涂料不符合環(huán)境保護(hù)的要求，施工中勞動(dòng)強(qiáng)度大，實(shí)際使用上已趨向選用重防腐蝕涂裝系統(tǒng)。2

49、2重防腐蝕涂裝系統(tǒng)與鉛系防腐涂料為主體的涂裝系統(tǒng)相比，以富鋅涂料為防銹底漆的，使用氯化橡膠、聚氨酯等合成樹脂涂料的涂裝系統(tǒng)，具有長時(shí)間的耐久性，維修周期可以大大延長。這種涂裝系統(tǒng)常被稱為“重防腐蝕涂裝系統(tǒng)”。重防腐蝕涂裝系統(tǒng)在國外已有成功使用的例子，在我國已開始在大型橋梁上使用重防腐蝕涂裝系統(tǒng)來進(jìn)行防腐蝕保護(hù)。以富鋅涂料為防銹底漆的，使用氯化橡膠等合成樹脂涂料的涂裝系統(tǒng)，具有長達(dá)2050年的耐侯有效期，目前在國內(nèi)采用的大致有如下3個(gè)方案：環(huán)氧富鋅底漆環(huán)氧云鐵中間層丙稀酸聚氨酯面漆（或氯化橡膠）。（水性）無機(jī)富鋅底漆環(huán)氧云鐵中間層丙稀酸聚氨酯面漆。熱噴鋅（鋁）層環(huán)氧云鐵中間層丙稀酸聚氨酯面漆。從

50、理論上、研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)際作用上，無機(jī)富鋅的防腐蝕性能均要比環(huán)氧富鋅要好，這一點(diǎn)在國內(nèi)、外均已達(dá)成共識(shí)。無機(jī)富鋅漆可直接與鋼鐵表面反應(yīng)生成硅酸鐵，是化學(xué)附著，故附著力很強(qiáng)；環(huán)氧富鋅是物理附著，故不及無機(jī)富鋅。由于無機(jī)富鋅與底板的附著靠化學(xué)反應(yīng)生成硅酸鐵，故要求表面光潔；而環(huán)氧富鋅靠的是物理附著，又有濕態(tài)附著力，所以無機(jī)富鋅在使用前對(duì)鋼鐵表面的處理要比環(huán)氧富鋅漆嚴(yán)格，須達(dá)到Sa2.5級(jí)。兩種除銹等級(jí)在我國實(shí)際使用中均可以實(shí)現(xiàn)。無機(jī)富鋅涂料作為水性涂料歷經(jīng)3代產(chǎn)品，最早用鈉水玻璃，現(xiàn)已發(fā)展鋰水玻璃、鉀水玻璃硅酸三種。以鋰水玻璃作為溶劑，火焰切割面及焊接熱影響區(qū)不必磨邊加工，可焊性好，延伸性能好。

51、而熱噴鋅（鋁）層，則必須在熱噴前對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行Sa3級(jí)的除銹，鋼鐵表面須具有均勻一致的金屬光澤，達(dá)到一塵不染的純亮程序，這對(duì)我國來說在實(shí)際操作上確有相當(dāng)大的難度，特別是對(duì)大面積的鋼鐵表面更難以保證。實(shí)際上，無機(jī)富鋅漆之類的防腐蝕原理同熱噴鋅（鋁）層一樣，均屬陰極防護(hù)范疇，但無機(jī)富鋅漆之類是節(jié)能的“冷鍍鋅”。無庸置疑，熱噴鋅（鋁）層的防腐蝕效果是十分良好的。鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂裝，一般分為底漆，中間漆和面漆，在大型鋼橋重防腐蝕涂裝系統(tǒng)的3個(gè)配套方案中，、方案目前在國內(nèi)正在大面積推廣使用；鑒于方案表面處理要求難度大，耗能費(fèi)用高、施工進(jìn)度慢，但考慮其良好的防腐蝕效果，在局部使用仍具極大的運(yùn)用價(jià)值。近年來，

52、為適應(yīng)重防腐個(gè)別涂裝的需要，又有底面漆厚膜涂料出現(xiàn)，采用高壓、無機(jī)噴涂技術(shù)，一次可以噴涂裝幾微米、甚至幾毫米，在大型鋼結(jié)構(gòu)工程中得到迅速廣泛的應(yīng)用。3、 鋼結(jié)構(gòu)工程涂裝工藝要點(diǎn)表面處理鋼材涂漆前表面處理的好壞，直接影響涂料性能能否得到充分發(fā)揮，常用行之有效的方法是噴砂或噴（拋）丸處理，達(dá)到瑞典SIS055900除銹質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Sa2.5級(jí)Sa3級(jí)，即徹底去除鋼材表面銹跡、油污、塵土、污水等一切贓物，確保在涂漆前表面清潔、干燥。首先要選擇好噴涂工具和設(shè)備、刷涂、輥涂、空氣噴涂、高壓無氣噴涂、靜電噴涂等，都應(yīng)根據(jù)具體條件進(jìn)行選擇，每種噴涂方法都各有優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍，但對(duì)于大型鋼結(jié)構(gòu)工程，一般選擇高

53、壓無氣噴涂較好。不僅噴涂漆膜質(zhì)量好，而且效率高，關(guān)于漆膜厚度的控制，十分重要，已經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，涂層厚度與保護(hù)壽命呈直線關(guān)系，漆膜厚度直接影響整個(gè)涂層的防護(hù)能力。因此，要進(jìn)行控制，并道道檢查，此外，關(guān)于涂料施工黏度的調(diào)整，一般應(yīng)以能噴涂出均勻一致的漆膜為準(zhǔn)，黏度過稀，漆膜容易流掛，而過稠則易起皺、堵塞等?？傊?，必須制定一份切實(shí)可行的涂裝工藝規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行。加強(qiáng)涂裝現(xiàn)場(chǎng)管理大型鋼結(jié)構(gòu)工程涂裝現(xiàn)場(chǎng)更需要嚴(yán)格的現(xiàn)場(chǎng)管理。主要內(nèi)容包括：人員培訓(xùn)、工藝與工藝紀(jì)律、質(zhì)量控制、材料定額管理、工具與裝備管理、噴涂環(huán)境控制及現(xiàn)場(chǎng)文明生產(chǎn)、消防、衛(wèi)生等等。三、 大橋主要鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護(hù)方案東海大橋是一座主通航孔采用倒Y型雙塔單索面斜拉橋、三個(gè)副通航孔均采用四跨變高度連續(xù)梁結(jié)構(gòu)懸索橋。對(duì)整個(gè)橋梁的防腐蝕保護(hù)對(duì)象主要有上部結(jié)構(gòu)全鋼箱梁主橋梁、懸索的鋼絲纜和主橋面的鋼護(hù)欄等。下面就其他部位采用的防腐蝕涂裝配套體系的方案作建議：1 主橋鋼加勁梁構(gòu)件由于建造橋梁的時(shí)間較長，需要參照造船工業(yè)使用的車間底漆對(duì)鋼板先進(jìn)行預(yù)處理保護(hù)。采用的車間底漆中，富鋅底漆體系的性能要比不含鋅粉