橋梁鋼結(jié)構(gòu)表面涂裝維修技術(shù)

1、橋梁鋼結(jié)構(gòu)表面涂裝維修技術(shù)摘要 : 針對(duì)鋼箱梁橋防腐涂裝的耐久性問題，介紹影響結(jié)構(gòu)涂裝的因素和常見病害，結(jié)合實(shí)例橋梁進(jìn)行涂裝體系維修方案的比較、分析 , 選擇經(jīng)濟(jì)性、 施工可操作性強(qiáng)的防腐體系。 對(duì)鋼橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的維修與涂裝，提出了一些具體的技術(shù)措施，以期對(duì)我國橋梁鋼構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)有所裨益。關(guān)鍵詞 : 橋梁工程 ; 涂裝 ; 維修技術(shù)中圖分類號(hào)：U445文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A、影響涂裝的因素及常見病害腐蝕環(huán)境分類橋梁腐蝕環(huán)境非常復(fù)雜，主要包括大氣腐蝕、水的腐蝕和土壤腐蝕 3種。對(duì)于橋梁鋼主梁而言主要是大氣腐蝕。大氣的腐蝕環(huán)境分類有按照自然環(huán)境的氣候特征如月平均氣溫、相對(duì)濕度來劃分氣候帶和氣候區(qū) ; 按照

2、環(huán)境的腐蝕特性如大氣中腐蝕污染物、相對(duì)濕度等來劃分。以往參考的主要是自然環(huán)境的腐蝕特征，目前參考的基本是環(huán)境腐蝕特征，這樣進(jìn)行防護(hù)更加有針對(duì)性，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有大氣環(huán)境腐蝕性分類GB/T159571995 和公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件 JT/T722 2008。影響涂裝防腐壽命的主要因素自然環(huán)境橋梁主要處在自然環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)在水和空氣中氧浸蝕的條件下，會(huì) 產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)而生成鐵銹。自然環(huán)境對(duì)腐蝕的影響因素主要取決于污染大氣中的硫化物、氮化物、碳化物等腐蝕性有害成分含量、相對(duì)濕度、大氣溫度和結(jié)構(gòu)表面狀態(tài)等。污染的大氣中含有的SO2 NO2 H2R H2s以及海洋大氣中的 CI- 等，對(duì)金屬在大氣

3、中的腐蝕影響很大。相對(duì)濕度控制在 60% 以下，鋼鐵的腐蝕速度相對(duì)緩慢，因?yàn)樵谙鄬?duì)濕度較低的情況下，不能形成表面水膜。設(shè)計(jì)因素對(duì)涂裝的認(rèn)識(shí)不足 由于鋼橋的涂裝規(guī)范較少，早期設(shè)計(jì)時(shí)一般參照鐵路鋼橋保護(hù)涂裝 TB / T1527 2004 或海港工程的防腐涂裝，采用的保護(hù)涂裝體系不能滿足在特殊環(huán)境下使用的要求，無法達(dá)到長效防腐的目的。隨著認(rèn)識(shí)的不斷提高，對(duì)防腐的要求也越來越高，采用的涂裝體系越來越合理。從2008 年發(fā)布的公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件JT/T722 2008 也可體現(xiàn)出以往采用的防腐體系存在的差距與不足。）涂裝體系選擇不當(dāng) 若設(shè)計(jì)所選用的涂裝體系不能與橋梁所處的環(huán)境相適應(yīng)，或底、

4、中、面層之間的黏結(jié)力、配套性、相容性較差，均會(huì)影響到涂裝的耐久性。涂料老化所有材料本身均存在老化特性，涂料也不例外，材料老化可導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層的失效。施工原因表面處理 表面處理主要有2 個(gè)方面的要求: 除銹等級(jí)（ 清潔度 ）;粗糙度，均影響漆膜的附著力。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行處理是涂裝防腐施工的第 1 道工序，若表面處理不當(dāng)，如帶銹、不潔、存留舊涂層或其他附著物、表面凹凸不平、焊瘤、毛邊、孔洞等均會(huì)影響到整個(gè)涂裝質(zhì)量。統(tǒng)計(jì) 資料數(shù)據(jù)表明，表面處理質(zhì)量對(duì)涂層防腐壽命的影響程度占 50% 左右。施工工藝及條件涂裝施工不當(dāng)主要體現(xiàn)在以下方面: 沒有嚴(yán)格按照涂料要求進(jìn)行混合和稀釋；現(xiàn)場溫度、濕度及風(fēng)速不符

5、合要求；噴涂施工方法選擇不當(dāng)；對(duì)凹凸、焊縫、邊角部位等未進(jìn)行預(yù)涂；涂裝時(shí)間間隔過長或過短; 涂層沒有及時(shí)防護(hù)和養(yǎng)護(hù)等。3) 施工管理 施工人員素質(zhì)低，質(zhì)量控制不嚴(yán)，可能導(dǎo)致表面處理標(biāo)準(zhǔn)低、涂層厚薄不勻、涂膜厚度不合要求、涂料質(zhì)量不合格、涂裝方法不當(dāng)、施工工藝不到位等，造成涂膜缺陷。1.2.5 運(yùn)營管理原因公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件中將涂裝的保護(hù)年限分為普通型和長效型，在涂層體系保護(hù)年限內(nèi)，涂層 95% 以上區(qū)域的銹蝕等級(jí)不應(yīng)大于 ISO4628 規(guī)定的 Ri2 級(jí)。因此在涂層的正常使用期內(nèi)，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)表面的防腐涂層進(jìn)行局部養(yǎng)護(hù)或補(bǔ)涂。若不及時(shí)對(duì)涂層進(jìn)行局部養(yǎng)護(hù)或補(bǔ)涂，就會(huì)造成涂層的大面積劣化

6、。1.3 常見涂裝病害這里所說的涂裝病害主要是指由于后期出現(xiàn)的漆膜劣化，不包括施工缺陷。涂層劣化后主要表現(xiàn)有粉化、起泡、裂縫、脫落、生銹。2、上海地區(qū)高架鋼橋梁維修橋梁鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕環(huán)境上海地區(qū)受東海海洋腐蝕環(huán)境，為亞熱帶濕熱區(qū)，空氣濕度大、含鹽 多、氣溫高、季候風(fēng)強(qiáng)，海鹽粒子吸收空氣中的水分后很容易在金屬表面形成液膜，引起腐蝕。在季節(jié)或晝夜氣溫變化達(dá)到露點(diǎn)時(shí)尤為明顯。另外塵埃、微生物在金屬表面的沉積，會(huì)增強(qiáng)環(huán)境的腐蝕性。同時(shí)高架橋?yàn)橛谑袇^(qū)，工業(yè)廢氣及汽車尾氣等污染較嚴(yán)重，所以腐蝕環(huán)境比內(nèi)陸其他橋梁更為惡劣。根據(jù)大氣環(huán)境腐蝕性分類 GB /T15957 1995、 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料系統(tǒng)的防腐蝕保護(hù)

7、 ISO 12944-2 分類，高架橋應(yīng)屬中等至較強(qiáng)腐蝕類型，按照公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn) ；該橋應(yīng)屬C4八C5 腐蝕類型。 鋼橋漆膜厚度在230um， 確保上海高架橋10-15 年防腐保證期。橋梁主要病害大橋鋼箱梁涂裝部位目前銹蝕及起皮、脫落、玷污情況普遍而嚴(yán)重，各種病害遍布于各個(gè)構(gòu)件，面積大并且有加速蔓延發(fā)展的趨勢。銹蝕較重的部位主要是邊角處、箱梁兩側(cè)、加勁肋及拼接處，箱梁連接處及連接螺栓也有不同程度的銹蝕。3、鋼橋梁維修設(shè)計(jì)維修設(shè)計(jì)的原則鋼梁涂裝的維修設(shè)計(jì)主要涉及橋梁的所處地理位置的腐蝕環(huán)境、所期望的涂層使用年限、涂層的維修性能及經(jīng)濟(jì)性等。設(shè)計(jì)時(shí)要考慮短期效益兼顧長期效益，以達(dá)

8、到合理、經(jīng)濟(jì)、耐久的目的。涂裝設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決功能需求，以“經(jīng)濟(jì)合理、長效耐久、施工可行、符合環(huán)保”為原則進(jìn)行涂裝方案設(shè)計(jì)。 根據(jù)現(xiàn)狀涂層的劣化失效情況， 對(duì)鋼箱梁外表面進(jìn)行重新涂裝，徹底除去舊涂層、重新進(jìn)行表面處理后，按照完整的涂裝體系進(jìn)行涂裝。鋼箱梁維修工藝鋼梁橋涂裝工藝的選擇按A:完好等級(jí)的鋼梁，采用中性洗滌劑清潔表面油污，并用壓力淡水 沖洗。B “一般”等級(jí)涂層，采用拉毛處理，局部銹蝕，銹蝕部位用砂輪片或鋼 絲打磨ST2-ST3級(jí)C:銹蝕嚴(yán)重的表面，采用全拷鏟處理，電動(dòng)工具打磨ST3級(jí)現(xiàn)場維修涂裝工藝：A）對(duì)于完好等級(jí)的表面可用中性洗滌劑清洗表面油污，并用壓力淡水沖洗，徹底清除油污. （不

9、涂裝任何面漆）B）對(duì)于表面“一般”等級(jí)的鋼結(jié)構(gòu)處理方案：在這種狀況下的鋼結(jié)構(gòu)上，涂層有輕微變色和失光，稍許部位有剝落和銹蝕，需要進(jìn)行的適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砗途S修。用動(dòng)力工具對(duì)涂層表面打磨拉毛，除去表面粗粒、涂層粉化、老化等缺陷。對(duì)局部有銹蝕的部位使用動(dòng)力工具打磨至St2-St3 級(jí)，該打磨部位應(yīng)超出銹蝕部位5cm 左右，且該 5cm 的范圍與原有涂層間的連接處應(yīng)該是呈斜坡狀，逐步從鋼鐵部位過度到完好的面漆。C）對(duì)于表面“較差”、“很差”等級(jí)的鋼結(jié)構(gòu)處理及防腐施工方案：對(duì)有銹蝕的部位使用動(dòng)力工具打磨至St3 級(jí)，該打磨部位應(yīng)超出銹蝕部位5cm左右，且該5cm的范圍與原有涂層的連接應(yīng)該是呈斜坡狀，逐步從

10、被打磨得鋼鐵部分過度到完好的面漆表面。表面應(yīng)無可見的油脂和污垢，沒有附著不牢的氧化皮，底材顯露部分的表面應(yīng)具有金屬光澤，待涂 裝的表面應(yīng)清潔、干燥。維修方案比選涂料配套體系使用 Primastic 改性環(huán)氧厚漿漆用手工刷涂的方法進(jìn)行修補(bǔ)預(yù)涂裝，如焊縫、 邊角等部位。 待其干燥后同樣使用 Primastic 改性環(huán)氧漆進(jìn)行底漆的涂裝，膜厚為 150 微米。 等底漆干燥后, 其它沒有進(jìn)行打磨處理的部分也需要同時(shí)涂裝面漆，則用砂紙將全部需要進(jìn)行面漆涂裝的表面進(jìn)行拉毛處理，并將表面的灰塵及其它雜質(zhì)清除干凈。傳統(tǒng)方案在防腐性能及表面保光保色上可以達(dá)到很好的效果，但其缺點(diǎn)是涂裝道數(shù)太多，導(dǎo)致施工周期較長，

11、 （ 一般按每道油漆從表干 .到實(shí)干 , 重涂需要一天） 傳統(tǒng)方案體系至少需要5-6 天的施工周期 , 施工成本較高；需要封閉道路時(shí)間也長. 優(yōu)化方案涂裝體系 2 道的涂裝工藝明顯提高施工效率，減少封閉道路的時(shí)間。對(duì)于表面“較差” 、 “很差”等級(jí)的鋼結(jié)構(gòu)處理及防腐施工方案中, 傳統(tǒng)方案環(huán)氧富鋅底漆對(duì)表面處理要求較高一般要求噴砂處理至Sa2.5級(jí)，而現(xiàn)場的電動(dòng)打磨ST3級(jí),對(duì)環(huán)氧富鋅底漆存在技術(shù)隱患,并不適合現(xiàn)場維修。并且“較差” 、 “很差”等級(jí)的鋼結(jié)構(gòu)表面, 在底材處理不當(dāng)情況下 , 重涂后再次銹蝕的可能性很大. . 優(yōu)化方案涂裝體系底漆改性環(huán)氧底漆是低表面處理漆，對(duì)底材的處理要求只需達(dá)到

12、 St2-3 級(jí)。適合現(xiàn)場維修使用，并確保有良好的附著力。保證涂裝效果優(yōu)化方案涂裝體系最大優(yōu)勢在于涂裝道數(shù)少，一共只需涂裝兩道漆，施工周期短（ 2-3 天內(nèi)完成） ，施工成本低；零下 5 度的施工條件保證上海地區(qū)在幾乎任何季節(jié)可以施工技術(shù)性能及施工工藝產(chǎn)品產(chǎn)品技術(shù)性能改性環(huán)氧底漆脂肪族聚氨酯面漆改性環(huán)氧厚漿漆Primastic ：可以作為舊涂層的封閉涂層和銹蝕部位的防銹底漆；也可以作為 C4 環(huán)境下非含鋅防腐配套的底漆。聚氨酯面漆Hardtop XR作為防大氣紫外線，具有優(yōu)異耐候性、耐沾污性、裝飾性和保光保色性的面漆。表面處理及施工工藝1 ）表面處理方法涂裝前，要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面先進(jìn)行除油處理。除

13、油根據(jù)SSPC SPtS行.最簡易的油脂檢測方法是在表面灑水的“灑水法” （非標(biāo)準(zhǔn)） 。如果沒有油脂存在，水滴會(huì)在表面很快地?cái)U(kuò)散開來，如果有油脂存在，則會(huì)留存在表面形成水珠狀使用粉筆劃過表面也可以簡便地測試油脂的存在。真空吸塵器吸塵 : 真空吸塵器將表面的浮塵和松散的顆粒全部去處。2）油漆涂裝及涂裝方法在進(jìn)行噴涂之前，檢查是否有噴涂不易達(dá)到的部位，如有，則需要用刷涂的方法對(duì)其進(jìn)行預(yù)先的涂裝，以保證所有的鋼材表面都涂到油漆，且漆膜厚度大體一致。只有在小面積施工預(yù)涂裝的時(shí)候，可以采取刷涂或輥涂的涂裝方法。如果不得以采用刷涂或輥涂時(shí)，漆膜厚度往往達(dá)不到配套設(shè)計(jì)所要求的涂裝膜厚。在一次涂裝不能達(dá)到規(guī)定的干膜厚度的時(shí)候，可以，也必須采用多道施工的方法，最終達(dá)到規(guī)定漆膜厚度要求，但必須注意涂裝間隔時(shí)間，以免引起其它的漆膜缺陷 .結(jié)束語影響涂裝體