電弧噴鋁涂層體系與重防腐涂層體系技術(shù)經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

電弧噴鋁長(zhǎng)效防腐復(fù)合涂層體系與重防腐涂層體系()經(jīng)濟(jì)技術(shù)性比照〔供參考〕目錄一、涂層形成原理及失效方式二、涂層耐腐蝕壽命三、涂層結(jié)合力五、電弧噴涂涂裝體系比重防腐油漆涂層維護(hù)具有明顯的優(yōu)越性六、國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)七、應(yīng)用實(shí)例電弧噴鋁涂層體系與重防腐涂層體系防腐技術(shù)比照防護(hù)壽命較短,目前局部鋼構(gòu)造橋梁上承受的涂料重防腐涂層體系多是以“無(wú)機(jī)富鋅”或“環(huán)氧富鋅”為底漆的涂層體系；隨著大氣腐蝕環(huán)境的日趨惡劣，而鋼構(gòu)造建筑物的設(shè)計(jì)使用壽命愈加長(zhǎng)期，人們對(duì)防腐技術(shù)提出更高的要求，電弧噴鋁長(zhǎng)效防腐技術(shù)是半個(gè)世紀(jì)以來(lái)防腐技術(shù)50鋼鐵構(gòu)件終身受益。重防腐涂料涂裝和電弧噴鋁涂層都能對(duì)鋼構(gòu)造件供給有效的腐蝕防護(hù)屬犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)涂層，但兩種涂裝方案在很多方面存在較大差異。一、富鋅涂層形成原理及失效方式富鋅涂料主要有無(wú)機(jī)富鋅和有機(jī)富鋅兩大類(lèi)組成，富鋅涂料防腐涂層就是以富鋅底漆外加中間漆和面漆〔也稱重防腐特涂。1、無(wú)機(jī)富鋅涂料無(wú)機(jī)富鋅底漆可再分為溶劑基無(wú)機(jī)富鋅底漆與水基無(wú)機(jī)富鋅底漆無(wú)機(jī)富鋅涂料以正硅酸酯為基料，水性無(wú)機(jī)富鋅涂料主要以硅酸鉀、硅酸鈉、體供給有限的陰極保護(hù)作用和機(jī)械隔離作用?！舶卒P完，防腐作用消逝。2環(huán)氧富鋅涂料涂層的腐蝕保護(hù)；其次，鋅粉本身也易被腐蝕析出，導(dǎo)致涂層失效。3、電弧噴鋁涂層〔即從而使電弧噴鋁復(fù)合涂層耐腐蝕壽命大大提高。電弧噴涂金屬涂層對(duì)鋼鐵長(zhǎng)期供給電化學(xué)陰極保護(hù)化學(xué)反響的發(fā)生從而延長(zhǎng)鋼鐵防腐涂層的使用壽命果顯著，保護(hù)和腐蝕現(xiàn)象簡(jiǎn)潔觀看。二、涂層耐腐蝕壽命分析比較為鋼鐵供給陰極保護(hù)的富鋅涂料涂層的耐腐蝕性與涂層厚度嚴(yán)密相關(guān)有肯定厚度涂層方可以供給鋼鐵較長(zhǎng)期的耐腐蝕性。一、承受富鋅底漆的重防腐涂層體系，鋼構(gòu)造件每隔15年左右必需重進(jìn)展涂裝施工〔1〕水性無(wú)機(jī)富鋅漆的干膜厚度一般不超過(guò)80μm，涂層厚度過(guò)厚時(shí)漆1，陰極保護(hù)效果差。無(wú)機(jī)富鋅底漆涂層是靠無(wú)機(jī)樹(shù)脂粘結(jié)劑附著在金屬上，漆膜與鋼鐵膨脹系大氣和雨水作用下要老化，水份通過(guò)漆膜自身針孔到達(dá)漆膜-鋼鐵交界面，引起金屬腐蝕并體積膨脹〔電弧噴鋁涂層無(wú)此現(xiàn)象，導(dǎo)致漆膜鼓泡開(kāi)裂或局部整體脫殼，涂層防腐失效?！?0%鋅含量〕80μm。陽(yáng)極際富鋅涂料涂層不是純鋅粉顆粒密實(shí)排列在一起，其腐蝕速率遠(yuǎn)大于10μm/年。環(huán)氧富鋅涂料涂層的耐蝕使用壽命還受環(huán)氧樹(shù)脂限制，一般狀況下環(huán)氧樹(shù)12長(zhǎng)期。8～101515812~15需噴砂去除全部涂層再重涂裝。和危害。230電弧噴鋁涂層與鋼鐵結(jié)合為機(jī)械熱相嵌和微冶金結(jié)合，涂層結(jié)合力高，1鋁涂層在大氣環(huán)境下的腐蝕速率平均為4μm/年左右，涂層耐腐蝕壽命可以由涂層厚度任意選取，180μm鋁涂層〔不含油漆〕就30弧噴涂鋁涂層對(duì)鋼鐵供給犧牲自己保護(hù)鋼橋作用。命不是電弧噴涂壽命與封閉涂層壽命簡(jiǎn)潔相加1.5～2.310填充電弧噴涂孔隙內(nèi)的涂料與電弧噴涂鋁層作為鋼橋防腐其次道屏障確保鋼構(gòu)件長(zhǎng)效50。因此電弧噴鋁涂層的耐蝕壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于無(wú)機(jī)富鋅涂料的耐蝕壽命。三、涂層結(jié)合力無(wú)論是水性富鋅涂料環(huán)氧富鋅涂料無(wú)機(jī)或有機(jī)溶液樹(shù)脂的固化，與鋼鐵形成機(jī)械結(jié)合，涂層結(jié)合力僅為5-6MPa，減較大。電弧噴鋁涂層與鋼鐵結(jié)合，是靠鋁被熔化，熱噴涂至工件外表形成機(jī)械熱10Mpa的結(jié)合力。四、涂裝施工工藝富鋅涂料特別是水性無(wú)機(jī)富鋅底漆的涂裝施工對(duì)環(huán)境要求高，掌握難度大。水性無(wú)機(jī)富鋅漆在施工過(guò)程中，由于涂料為高固體份含量，鋅粉與粉含量不均勻；水性無(wú)機(jī)富鋅漆宜在相對(duì)濕度65-85%環(huán)境下施工，由于涂料要與空85%時(shí)，過(guò)多的水分又會(huì)使涂料流淌，影響漆膜的形成；5℃〔最好在10℃以上40℃，漆膜養(yǎng)護(hù)溫度宜在20-3膜枯燥太快，從而消滅龜裂，溫度太低漆膜又不易固化。獲得性能良好的涂層是水性防腐涂料將來(lái)需著重解決的問(wèn)題。量,又不能修補(bǔ)；漆膜較厚時(shí)，水性無(wú)機(jī)富鋅漆涂層易產(chǎn)生龜裂，涂層結(jié)合力也大大降低。腐蝕性能比無(wú)機(jī)富鋅涂層又差了很多。電弧噴涂施工可以在-20～70℃溫度、相對(duì)濕度85%以下環(huán)境下施工，涂層要求，不影響結(jié)合力和涂層性能。涂層損傷后可以再噴砂后補(bǔ)噴鋁，修復(fù)較簡(jiǎn)潔。五、電弧噴涂涂裝體系比重防腐油漆涂層維護(hù)具有明顯的優(yōu)越性為確保鋼構(gòu)件防腐長(zhǎng)期有效，必需對(duì)防腐涂層進(jìn)展防腐維護(hù)〔修。重12~15〔響鋼構(gòu)件壽命的嚴(yán)峻腐蝕點(diǎn)2～3落，避開(kāi)不了油漆層的完全失效。電弧噴涂在防腐有效期內(nèi)進(jìn)展防腐維護(hù)護(hù)，僅需去除噴涂層上老化的面漆涂層，并用油漆稀釋劑清洗即可進(jìn)展涂裝，維護(hù)防腐效果好，現(xiàn)場(chǎng)施工簡(jiǎn)潔，費(fèi)用低廉。1電弧噴涂長(zhǎng)效防腐涂裝與無(wú)機(jī)富鋅涂料涂裝比照工程 電弧噴鋁長(zhǎng)效防腐 無(wú)機(jī)富鋅底漆涂裝涂裝 電弧噴鋁180μm以上環(huán)氧封閉漆1道；水基富鋅漆1道70μm；環(huán)氧云鐵中間漆方案 環(huán)氧云鐵中間漆2道2×40μm；丙烯酸聚100μm；丙烯酸聚氨酯面漆2×40μm22×40μm防腐 ＞50年壽命鋁涂層直接與鋼鐵接觸，抑制鋅粉靠粘接劑的間接接觸，陰極保護(hù)合理，防腐壽涂層 命長(zhǎng)；特點(diǎn) 2.鋁涂層結(jié)合強(qiáng)度高，達(dá)10Mpa以上；3.現(xiàn)場(chǎng)焊縫防腐質(zhì)量高，可以保證與外外表同等防腐效果。1.陽(yáng)極/陰極面積比大于1，陰極保護(hù)效果充分；防2.陰極性保護(hù)：鋁涂層被消耗，對(duì)鋼鐵提腐供電化學(xué)保護(hù)。鋁的腐蝕速率較鋅低；封機(jī)閉涂料滲入鋁涂層孔隙，降低電弧噴鋁涂理層電化學(xué)腐蝕速率。3.屏蔽作用：涂層將鋼鐵與腐蝕環(huán)境機(jī)械隔離開(kāi)，有機(jī)封閉涂層還延緩鋁涂層電化學(xué)腐蝕時(shí)間。外表涂料層即使消滅破損、鼓泡、剝落，失效鋁涂層仍起保護(hù)作用，直到鋁涂層腐蝕消形式耗完，才腐蝕鋼鐵。面漆涂料層消滅老化、破損后，鋁涂層與修理原封閉劑的協(xié)同效應(yīng)仍起保護(hù)作用。所以僅理及維需對(duì)涂層外表用高壓水進(jìn)展清洗，用砂紙修方式打磨處理后，對(duì)面漆涂層進(jìn)展重涂刷就可以實(shí)施防腐。施工 噴砂除銹達(dá)Sa3級(jí)要求 全部承受機(jī)械施工，質(zhì)量易掌握

<15防腐壽命短、需定期涂裝修理；無(wú)機(jī)富鋅涂料施工條件苛刻；安裝時(shí)涂層易被損傷；涂層結(jié)合力低；涂裝體系易老化、粉化。陽(yáng)極/1，陰極保護(hù)效果差；陰極性保護(hù)：鋅粉靠無(wú)機(jī)鹽及其樹(shù)脂得以粘接連續(xù)、供給陰極保護(hù)作用，鋅層厚度很薄，陰極保護(hù)作用短時(shí)間內(nèi)被減弱并失去作用。屏蔽作用：涂層將鋼鐵與腐蝕環(huán)境機(jī)械隔離開(kāi)。粉化、鼓泡、剝落且一旦破損，鋼鐵直接被腐蝕。無(wú)機(jī)富鋅涂層體系極限壽命15年，每3～515年需噴砂去除全部涂層再重刷涂。修理費(fèi)用昂揚(yáng)，修理效果差。無(wú)機(jī)富鋅底漆破損后不能再修補(bǔ)，只能用環(huán)氧富鋅涂料修補(bǔ)。噴砂除銹達(dá)Sa2.5無(wú)機(jī)富鋅漆施工比較麻煩，受環(huán)境溫度和濕度影響大，涂料易沉淀，涂層質(zhì)量不易掌握2工程涂裝防腐壽命涂層特點(diǎn)防腐機(jī)理

電弧噴鋁長(zhǎng)效防腐電弧噴鋁180μm122×40μm；丙烯酸聚氨酯面22×40μm。＞50鋁涂層直接與鋼鐵接觸，抑制鋅粉靠粘接劑的間接接觸，陰極保護(hù)合理，防腐壽命長(zhǎng)；鋁涂層結(jié)合強(qiáng)度高；現(xiàn)場(chǎng)焊縫防腐質(zhì)量高，可以保證與平面同等防腐效果。/陰極面積比大于陰極性保護(hù)：鋁涂層被消耗，對(duì)鋼鐵供給電化學(xué)保護(hù)。鋁的腐蝕速率較鋅低；封閉涂料滲入鋁涂層孔隙，降低電弧噴鋁涂層電化學(xué)腐蝕速率。屏蔽作用：涂層將鋼鐵與腐蝕環(huán)境機(jī)械隔離開(kāi)，有機(jī)封閉涂層還延緩鋁涂層電化學(xué)腐蝕時(shí)間。

環(huán)氧富鋅底漆涂裝環(huán)氧富鋅底漆〔80%鋅含量〕2道，2×60μm；22×40μm；丙22×40μm。<15防腐壽命短、需定期重涂裝修理；涂料施工條件高；涂層結(jié)合力較噴鋁低；涂裝體系易老化、粉化。陽(yáng)極/陰極面積比小于1，陰極保護(hù)效果差；陰極性保護(hù)：鋅粉靠樹(shù)脂得以粘接連續(xù)、供給陰極保護(hù)作用，基于富鋅漆的特點(diǎn)，一般涂層厚度不大于120μm，鋅層厚度薄。失效形式修理原理及修理方式施工要求

外表涂料層即使消滅破損、鼓泡、剝落，鋁涂層仍起保護(hù)鋼鐵的作用。面漆涂料層消滅老化、破損后，鋁涂層與封閉劑的協(xié)同效應(yīng)仍起保護(hù)作用。所以僅需對(duì)涂層外表用高壓水進(jìn)展清洗，用砂紙打磨處理后，對(duì)面漆涂層進(jìn)展重涂刷就可以實(shí)施防腐。噴砂除銹達(dá)Sa3全部承受機(jī)械施工，質(zhì)量易掌握

環(huán)氧富鋅層被氧化消耗，樹(shù)脂涂層老化、粉化、鼓泡、剝落且一旦破損，鋼鐵直接被腐蝕。面漆涂料維護(hù)方式與電弧噴鋁方案一樣；但重防腐涂裝體系在12年左右時(shí)間，由于油漆層老化、粉化后，導(dǎo)致涂層失效，直接腐蝕鋼鐵。整個(gè)涂裝體系都必需進(jìn)展重涂裝。噴砂除銹達(dá)Sa2.5無(wú)機(jī)富鋅漆施工比較麻煩，受環(huán)境溫度和濕度影響大，涂料易沉淀，涂層質(zhì)量不易掌握2鋼箱梁外外表承受電弧噴鋁長(zhǎng)效防腐，假設(shè)出于景觀美觀的需要,也僅需8812一次防腐，消耗大量人力、物力和財(cái)力，必要時(shí)還需成立一支涂裝養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍。3.〔依據(jù)35年設(shè)計(jì)防腐涂裝方案〕①電弧噴涂長(zhǎng)效防腐涂裝設(shè)計(jì)方案： 電弧噴鋁180μm以上；環(huán)氧封閉漆一道，環(huán)氧云鐵中間漆二道，總厚度80μm；丙烯酸聚氨封閉面漆二道，總厚度80μm。②重防腐涂層設(shè)計(jì)方案一：環(huán)氧富鋅底漆涂料〔80%鋅含量〕二道，80μm2*80μm80μm。③重防腐涂層設(shè)計(jì)方案二：無(wú)機(jī)富鋅底漆涂料一道，70μm；環(huán)氧云鐵中間漆二道，總厚度100μm；丙烯酸聚氨脂面漆二道，總厚度80μm。鋼箱梁外外表兩種防腐方案防腐及維護(hù)費(fèi)用比較：〔35〕5111電弧噴鋁35〔元/m2〕電弧噴涂電弧噴涂目的第1160第8第第1525第 第年第合計(jì)初期投入長(zhǎng)效防腐160維護(hù)費(fèi)用保色面層封閉修理222244204304622重防腐涂料35〔元/m30462重防腐涂料目的第1第第 第 第 第 第 第 第812202430354045合計(jì)防腐13213222 132 22 132 22330/m2*50000m2=800〔萬(wàn)元〕維護(hù)費(fèi)用=44/m2*50000m2=220〔萬(wàn)元〕351020初期防腐費(fèi)用=132/m2*50000m2=660〔萬(wàn)元〕=462/m2*50000m2=2310〔萬(wàn)元〕302310考慮在橋址施工的難度，臨時(shí)設(shè)施、人工、電費(fèi)、及其它各項(xiàng)費(fèi)用和材料302351224從上述比照可看出重防腐涂裝體系年均支出費(fèi)用是電弧噴鋁防腐涂裝體系年2.26六、國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)用環(huán)境、設(shè)計(jì)、材料、施工、檢查和驗(yàn)收等都做了具體的規(guī)定。橋梁所處腐蝕環(huán)境主要為工業(yè)大氣、鄉(xiāng)村大氣、海洋大氣、鹽霧、海水等，防腐涂層設(shè)計(jì)主要與腐蝕環(huán)境有關(guān)。無(wú)機(jī)富鋅涂料僅能供給鋼鐵1520只有熱噴涂是唯一方法。2AS/NZS2312-1994《大氣腐蝕環(huán)境下鋼鐵40NS/NORSOKM-501-1999認(rèn)為熱噴涂鋅、鋁及其合金涂層可以賜予鋼鐵構(gòu)造最長(zhǎng)期有效的腐蝕保護(hù)。4、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO14713：1999《鋼鐵構(gòu)件腐蝕保護(hù)—金屬涂層指南》中規(guī)境、工業(yè)大氣和鄉(xiāng)村大氣等多種腐蝕環(huán)境下，熱噴涂層是唯一能夠供給鋼鐵205ISO2063：1991《金屬和無(wú)機(jī)涂層——熱噴涂鋅、鋁及其合層的檢測(cè)方法進(jìn)展了規(guī)定，并推舉了在各種腐蝕環(huán)境下選用的熱噴涂層。619889793-1997《金屬和其它無(wú)機(jī)掩蓋層——熱噴涂鋅、鋁及其合金》等效于國(guó)際ISO2063:1991《金屬和無(wú)機(jī)涂層——熱噴涂鋅、鋁及其合金7、國(guó)內(nèi)有關(guān)行業(yè)為適應(yīng)鋼橋防腐技術(shù)進(jìn)展需要也制訂了相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，JTJ041-2023《大路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》明確制訂了橋梁鋼構(gòu)造TB/T1527-1995《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝》明確規(guī)定熱噴涂為鋼橋梁防腐的有效方法。七、應(yīng)用實(shí)例3070英國(guó)于1947年在南威爾士的一個(gè)酸洗車(chē)間內(nèi)的吊車(chē)鋼梁上只噴涂了100μm28科學(xué)家198912μｍ厚的熱噴鋁層在鹽水中防腐壽命20～251993112～3μｍ/180μｍ6019934噴鋁層在全浸帶和海洋飛濺帶至少有101995ｓｉｃｈｅｒ200μｍ厚的熱噴鋁層在海洋飛濺帶30層應(yīng)用于鋼鐵材料上，特別是噴鋁層保護(hù)效果更佳。30年以上的成功應(yīng)用實(shí)例報(bào)導(dǎo),僅有短時(shí)間涂層失效的應(yīng)用教訓(xùn)〔表4。國(guó)家橋梁名稱應(yīng)用時(shí)間橋梁類(lèi)型環(huán)境國(guó)家橋梁名稱應(yīng)用時(shí)間橋梁類(lèi)型環(huán)境瑞布羅斯橋1967工業(yè)大氣丹麥RidgeAvenue1937鐵路橋橋大路橋海洋大氣海洋大氣海洋大氣/工業(yè)過(guò)江、潮濕工業(yè)大氣美康韋河橋1965大路橋過(guò)江、潮濕國(guó)克里克橋、費(fèi)蘭克蘭橋海洋大氣大路橋典艾爾夫堡橋1966海洋大氣挪19691960威741958-1975大路橋海洋/工業(yè)大氣文布大橋1950奧澤松橋1949-1951維爾桑德橋、古爾堡橋1951-1956海寧赫姆橋、瓦爾比橋1954-1960海勒比橋1960奧爾堡橋1962蘇斯河橋1964應(yīng)用領(lǐng)域橋應(yīng)用領(lǐng)域橋梁工程2023鋼管拱英國(guó)南威爾士橋門(mén)奈大橋峽大橋法國(guó)1968大路橋海洋大氣1971工業(yè)大氣1969大路橋海洋大氣1967大路橋海洋大氣超級(jí)大路橋1968大路橋鄉(xiāng)村大氣麥特羅波橋1971城市高架橋城市大氣坡莫橋1969海洋大氣波爾多橋1967海洋大氣3電弧噴鋁技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用局部實(shí)例應(yīng)用時(shí)間工程名稱 構(gòu)造1999廣州內(nèi)環(huán)線立交橋 鋼箱梁沿海工業(yè)大氣1999廣東佛陳大橋 鋼管拱工業(yè)大氣2023連徐高速邳州特大橋 鋼管拱鄉(xiāng)村大氣2023武漢軍山長(zhǎng)江大路大 鋼箱梁鄉(xiāng)村大氣2023浙江淳安南浦大橋 鋼管拱鄉(xiāng)村大氣2023海南瓊州大橋 鋼管拱海洋大氣2023上海磁懸浮列車(chē) 軌道功能件城市工業(yè)大氣2023長(zhǎng)沙洪山大橋 鋼挑梁、鋼橋面浙江杭州復(fù)興大橋(錢(qián)鄉(xiāng)村大氣江四橋)2023浙江舟山桃夭門(mén)大橋鋼箱梁海洋大氣2023廈門(mén)鐘宅灣大橋鋼箱拱+鋼箱梁海洋大氣2023廣東深圳灣大橋鋼箱梁海洋大氣2023湖南三