青银高速济南黄河大桥钢箱梁防腐涂装

　　郭芳，刘治国，王岁利
　　
　　（中铁宝桥集团有限公司结构机械部，陕西宝鸡721006）
　　
　　摘要：针对青银高速济南黄河大桥钢箱梁防腐涂装的施工要点，从表面处理、涂装方法、涂料产品几个方面进行分析，明确了涂装质量控制的项点和控制手段；并分析了温度、湿度、风力等环境因素对涂装质量的影响。
　　
　　关键词：防腐涂装；施工要点；质量控制；环境因素
　　
　　1工程概况
　　
　　青银高速公路济南黄河大桥位于济南市北部，是国道主干线青岛至银川高速公路跨越黄河的一座特大桥，主桥为单塔双索面四跨连续钢箱斜拉桥，钢箱梁全长666m，全桥钢箱梁重约15000t。济南黄河大桥地处山东半岛中部腹地，位于我国东部暖温带亚湿润大陆性季风气候区，具有明显的大陆性气候特征。年平均气温在13.0～13.6℃，年平均降水量为650mm，年平均相对湿度为64%～66%。根据济南市环保局2007年6月份环境空气质量通报，济南市空气中二氧化硫、二氧化氮、可吸入颗粒物浓度分别为0.024mg/m3、0.012mg/m3、0.090mg/m3。根据以上数据，济南黄河大桥所在地的环境气候类型为A、相对湿度为普通型、大气环境为乡村大气、城市大气和工业大气，其对应的腐蚀类型为Ⅲ级（轻腐蚀）。为了保证更好的防腐效果，钢箱梁外部（除桥面）采用重防腐涂装方案，涂装耐久性要求不小于30年。钢箱梁内部防护采用封闭抽湿加涂装的方案，内部相对湿度要求小于50%，总防腐涂装面积约280000m2。
　　
　　2施工要点
　　
　　2.1表面处理
　　
　　表面处理包括：钢材（焊缝）表面缺陷的修正；钢材表面可见和不可见污染物、锈蚀、氧化皮等杂质的清除；获得一定的粗糙度以利于涂层的良好附着。正确良好的钢材表面处理是防腐蚀涂料涂装的基础，对增强涂膜的附着力、更大地发挥涂料的保护和装饰功能，起着极为重要的作用，是保证涂装质量的关键。
　　
　　⑴喷砂除锈
　　
　　喷砂除锈常用的金属磨料包括钢丸、钢砂和钢丝段等；非金属磨料包括石英砂、精炼铜矿渣、石榴石等。该钢箱梁施工初期使用钢砂进行喷射处理，但由于施工场地和设备的限制，钢砂回收率过低。为节约成本，采用铜矿渣替代钢砂进行喷砂处理。但铜矿渣质脆易碎，在重复使用二三次后就会破碎，同时施工时粉尘污染较大，但因其成本低廉、可大量投入，所以比较适合现场施工使用。喷砂操作时，空气压力控制在0.5～0.6MPa、喷射角为60°～80°、喷射距离为100～300mm。喷射时采取先下后上、先内后外、先难后易的顺序，并对焊缝、转角、氧化皮完整的部位做重点喷射。
　　
　　⑵手工机械除锈
　　
　　手工机械除锈专门针对喷砂达不到的部位和小面积局部清理。手工工具包括钢丝刷、刮刀、凿子、锤子和砂纸等。动力工具通常由压缩空气驱动或通电驱动，常用工具有旋转钢丝刷、砂纸盘、砂轮片等。从实际使用情况来看，钢丝刷对松动浮锈及附着杂物有效，但不能有效去除氧化皮、焊接飞溅物等，且过多使用钢丝刷会破坏表面粗糙度。砂纸盘和砂轮对边缘打磨、磨平焊缝及去除飞溅物、毛刺等有效，但对内角焊缝则无能为力。针枪、笔形钢丝刷、锥形小砂轮则专门针对于狭小区域、边角、孔洞等处的表面清理。
　　
　　2.2涂装施工
　　
　　2.2.1涂装施工方法
　　
　　⑴高压无气喷涂
　　
　　高压无气喷涂施工效率高，涂料利用率高、环境污染小、涂膜质量好、适于喷涂高黏度的厚浆涂料。该项目中钢箱梁内外表面涂装均采用高压无气喷涂。高压无气喷涂机气压应在0.4～0.7MPa，喷枪与作业面基本保持垂直（或喷嘴略为上倾为宜），距离在300mm左右，喷枪移动速率为30～60cm/s，每枪压盖范围为1/3～1/2，走枪时应保持平稳、平行、匀速。

　　 　　⑵空气喷涂
　　
　　空气喷涂操作简便、效率高、适宜各种尺寸和形状的构件的涂装。高强螺栓连接面的无机富锌防锈防滑涂料即采用空气喷涂进行涂装，喷涂时压缩空气的压力在0.45～0.60MPa，使用PQ-2型喷枪和大号喷嘴。
　　
　　⑶刷（辊）涂
　　
　　刷涂操作简便、省漆料、不受场地限制，但施工效率低，适合表面处理程度较低以及复杂结构的涂装；辊涂比刷涂速度快，但膜厚不易控制。因此刷（辊）涂方法仅用于预涂和小面积修补。刷（辊）涂时应采用勤蘸、短刷（辊）的原则，防止刷（辊）子带漆太多而流坠。
　　
　　2.2.2涂装施工要点
　　
　　⑴一般要求
　　
　　①严格按照比例调配涂料，杜绝使用超过适用期的涂料；②大面积喷涂前应对加劲板背面、边角、焊缝、过焊孔以及隐蔽部位进行预涂，并做好现场焊缝、高强螺栓连接面的保护措施；③上一道漆干燥后方可涂装下一道，两道漆的涂装方向应垂直，这样会使涂层厚度均匀一致；④在有风的天气施工时还要注意风向的影响，应顺风向喷涂，以防止漆雾飘散到喷好的漆膜上影响外观。
　　
　　⑵涂料产品施工要点
　　
　　环氧富锌底漆含有大量易沉淀的锌粉，在调配时一定要用机械搅拌器彻底搅拌均匀，使用过程中最好每隔20min搅拌一次。喷涂时锌粉易磨损喷嘴，因此应选用特制的耐磨喷嘴。此外，环氧富锌涂层如果在污染环境中暴露时间过长，会在表面生成锌盐（锌的腐蚀物，俗称白锈），在涂装前要用硬刷刷除，否则会影响后续涂层的附着力。环氧（云铁）厚浆漆属于高固体分涂料、黏度较高，采用高压无气喷涂时设备的压力比应在45∶1以上，宜选用孔径大、流量大的喷嘴。另外，含有大量云铁颜料的涂料，表面比较粗糙，喷涂面漆后可能外观不佳，所以在喷涂时要加入适量稀释剂，保证喷涂时漆面的光洁。聚氨酯面漆对潮气敏感，油漆开封后应注意防潮，油漆混合过程中也应防止水分混入。涂漆过程中或刚刚涂完时，如果漆面有水汽冷凝，会使漆膜表面失去光泽、漆膜质量变差。同时为了获得良好漆膜和降低膜厚，无气喷涂时可加入10％～25％的稀释剂，空气喷涂时加入35%稀释剂，用低气压小喷嘴喷涂。
　　
　　2.3涂装质量控制
　　
　　2.3.1除锈质量控制
　　
　　该项目内外表面均采用喷砂除锈，除锈等级Sa2.5级、粗糙度Rz60~80μm，喷砂无法达到的内表面隐蔽部位和局部修补采用手工机械除锈的，除锈等级为St3.0。表面清理等级按GB8923—1988规定的除锈等级图谱目视评定；粗糙度采用触针式表面粗糙度仪进行测量。
　　
　　2.3.2涂层质量控制
　　
　　⑴涂层外观应满足TB/T1527—2004《铁路钢桥保护涂装》中的要求。
　　
　　⑵涂层湿膜厚度采用梳式测厚仪测量；涂层干膜厚度用磁性测厚仪进行测量，采用三点法，外表面执行双90%规则，内表面执行双85%规则。
　　
　　⑶涂层附着力检验按GB/T9286—1998做划格试验，划线间隔为3mm，要求附着力不低于1级。

　　 　　3环境因素的影响
　　
　　3.1温度
　　
　　一般来说，涂装施工的适宜温度为5～38℃。温度过高会引起干喷，或溶剂挥发过快，产生气泡、橘皮等现象；温度过低则造成涂料黏度大、流平性差，且涂层固化缓慢。该桥钢箱梁涂装施工进入冬季后，为了解决低温下涂装存在的问题，采用了适于低温施工的冬用型涂料，同时采取适当的升温保暖措施，涂层固化时间大大缩短，漆膜表面也较先前更加光滑均匀。
　　
　　3.2湿度
　　
　　喷砂除锈和涂装施工均要求空气相对湿度不高于85%（部分涂料要求不高于80%）。然而，露点温度的控制比相对湿度更为重要，无论相对湿度如何，均要确保钢材表面温度至少高于露点3℃以上，以免潮气在待涂钢表面结露。否则处理后的新鲜钢表面很快就会返锈，而且会影响涂层与钢表面的附着力。涂层干燥期间湿度较高也可能损害涂层性能，如果在未干涂层表面发生结露，则可能造成涂层失光发白、附着力下降、涂层剥落等弊病，并影响固化反应的进行。该桥钢箱梁顶板的环氧厚浆涂层上曾发现有红色印迹，分析其原因，可能是因为夜晚温度降低使顶板结露，未干漆膜中的环氧固化剂与水发生反应形成的。其印迹需用水擦洗除去，否则会影响后续涂层的附着力。
　　
　　3.3风力
　　
　　风力过大会在喷涂时形成大量漆雾，不但影响涂层的光泽度和均匀度，还极大地浪费了涂料；同时大风也会卷起灰尘，对涂层造成污染。现场施工时尽量避免在大风天气涂装，若涂层未干又遇大风时应用彩条布进行遮挡，以防止涂层污染。
　　
　　3.4其它
　　
　　涂装环境还包括照明条件，要求采光好、亮度均匀，照明度为150～300lx；同时要通风良好，涂装区域的空气保持干燥、清洁、少尘或无尘。
　　
　　4结语
　　
　　青银高速济南黄河大桥防腐涂装施工时，通过对施工要点的把握，同时采取适当措施避免（或减小）环境因素的影响，从钢表面清洁度和粗糙度、涂层外观、涂层厚度、涂层附着力等方面进行严格的质量控制，确保了钢箱梁防腐涂装的质量。