摘要:钢结构是现代桥梁重要的基础结构,也是桥梁主要的承力结构,钢结构所具备的力学性能和质量,直接决定了桥梁的运行安全。桥梁钢结构腐蚀是威胁钢结构安全性能和承力性能的主要因素,加强对桥梁钢结构相关防腐涂层体系的科学设计,优化钢结构防腐涂层整体的防腐效果,对于维持桥梁长期的运行安全和稳定具有重要意义。
关键词:现代桥梁;钢结构;防腐涂层;涂层体系设计
引言:随着我国经济的不断发展,科技的不断进步,基础设施建设更加完善,钢结构桥梁在国内大规模的发展建设,其中钢结构桥梁腐蚀问题是影响桥梁本身的安全性能,使用寿命的重要因素,因此我们针对钢结构桥梁防腐经常出现的问题,在钢结构桥梁防腐施工工艺等方面提出技术措施,才能更好地解决并提升桥梁钢结构防腐施工工艺水平,延长钢结构桥梁的使用寿命。
1桥梁钢结构防腐涂层体系的一般设计原则分析
就现代桥梁建筑而言,其钢结构防腐涂层体系的设计,是一项系统、复杂的工作,需要根据不同桥梁所处的环境和条件,并联系不同涂层部位特殊的防腐需求,有选择、有针对性地进行涂层体系设计,在保障防腐涂层防腐性能达标的基础上,还需尽量满足防腐涂层体系设计的经济性、环保性要求,综合提高防腐涂层体系设计的科学性和合理性。
1.1立足于实际环境进行防腐涂层体系设计
现实生活当中,桥梁建筑多处于露天的环境下运行,桥梁钢结构也大多直接裸露在大气环境当中,如钢结构金属材料表面直接与大气环境中的水分和腐蚀因子接触,就会发生电化学腐蚀,进而威胁钢结构的安全性能。同时,钢结构所处环境的污染情况,也会对钢结构的腐蚀速率和腐蚀严重程度,造成直接的影响。具体来说,在进行防腐涂层体系设计时,相关设计人员需重点加强对于气候环境和微环境的关注,前者需考虑到不同地区的差异性气候变化要求,根据气候造成的湿度变化进行反复涂层设计;后者则要从微观的角度,侧重于钢结构局部环境以及微环境下的腐蚀设计,综合大气环境污染变化和局部温度、湿度变化,提高涂层设计整体的科学性和实效性。
1.2针对不同钢结构部位进行差异性的涂层设计
随着社会经济和科学技术不断发展,现代桥梁的结构和功能愈发复杂,不同位置、不同功能的钢结构部位,对于防腐涂层体系设计也有着不同的要求。对于部分裸露在户外环境中的钢结构来说,自然环境中的雨水、日照、气体污染物以及环境温度、湿度的变化,是决定钢结构是否发生腐蚀、腐蚀速率快慢以及腐蚀严重程度的关键因素;但对于处于桥梁结构内部的钢结构来说,由于该环境的相对湿度较高、通风条件较差,其很少会受到外部环境因素的腐蚀影响,多是内部冷凝作用导致的腐蚀问题。因此,相关设计人员必须体现出钢结构防腐涂层的设计差异性,以提高设计整体的科学性和实效性;目前,我国相关标准规范中,将桥梁钢结构对应的涂层部分分为七类,具体分类如下:一,钢结构外表面;二,封闭环境下的钢结构表面;三,非封闭环境下的钢结构表面;四,钢结构的钢桥面;五,水下及干湿交替区域的钢结构;六,具有防滑要求的钢结构摩擦面;七,其他钢结构附属钢材构件表面,常见构件有灯座、扶手护栏等。
1.3合理控制防腐涂层的使用寿命
我国相关标准规范中,主要将钢结构防腐涂层保护年限分为普通型和长效型两种,前者需满足连续使用10~15年的年限要求,后者则需要满足连续使用15~25年的年限要求。近几年,我国科学技术发展迅速,尤其是新型漆材料以及新型涂层喷涂技术的研发,有效提高了钢结构防腐涂层的使用性能和有效年限,如富锌底漆、氟碳面漆、聚硅氧烷漆等新型材质,以及热喷锌、热喷铝等新型技术的应用,已经将钢结构防腐涂层的有效使用年限延长至20~25年,进一步保障了桥梁钢结构的运行安全。
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2钢结构桥梁维护工艺及依据
2.1钢结构桥梁底漆材料选择新旧涂层的有效切合
对原来钢结构桥梁原涂层进行清理是修复过程中一个重要的工序,原涂层如果不能及时清理干净,会对以后钢结构桥梁表层修复时候造成一定的影响。必须及时清理掉原涂层才能进行新漆的涂抹工作,从而达到新漆和原涂层的基本切合要求。如果施工中没有达到要求就会出现返工的情况,浪费大量的人力物力,影响工程的质量。相比较喷漆技术,刷漆和滚漆是目前钢结构桥梁修复时候的主要技术方法,喷漆技术在施工中对环境影响较大,对人体的身体健康也会造成一定的损伤,反之刷漆和滚漆技术在施工中成本低,如果遇到问题返修也能方便快捷,效果比较好,属于现代比较实用有效地处理方法。
2.2面漆选择的条件
因为面漆中含氟量的不同,面漆的价格也有所不同,目前为止我们在钢结构桥梁面漆的使用中常用的为聚氨酯面漆,但也存在一些工程施工中使用低价的面漆情况。
2.3防腐涂装技术
在最开始的工程施工中,一般都是先涂装然后在安装的工作方法,然而在我们进行钢结构桥梁涂装维护的时候,就要和工程开始的时候不一样,在已经安装好的涂层上进行施工工序。所以在施工过程中会受到一定的影响,对我们的工作提出更高的要求。我们一般针对防腐涂料腐蚀的情况不同进行不同的维修处理,腐蚀严重的区域,我们要将涂层和腐蚀的部分进行清理干净,确保新的涂层可以和钢结构桥梁有更好的附着力。在高空作业的时候,使用工具打磨是目前为止简单,方便的方法,经济成本低使用范围广泛。
2.4喷砂除锈工艺分析
喷砂工艺是目前清理钢结构表面铁锈、污渍等杂质的一种有效的方式,通过压缩空气的冲击力,把石英砂或铁砂等物质对钢结构有腐蚀的地方进行喷射以达到除锈的目的。
3防腐涂漆的材质选择分析
3.1底漆涂料的选择分析
防腐涂漆的选择和使用直接决定了防腐涂层体系整体的防腐性能和防腐效果,尤其在进行底漆涂料的选择时,必须根据不同钢结构部位的差异性要求,有选择性地慎重选择,进而实现对桥梁钢结构的科学保护。通过以上分析可知,桥梁钢结构大部分裸露在大气环境当中,其受到的腐蚀作用以电化学腐蚀为主,因此钢结构底漆涂料应优先选择富锌漆等具有电化学保护功能的涂料。
同时,热喷涂金属涂层也是一种底漆的备选方案,这种漆同样具有较好的电化学保护性能和防腐应用效果,但在实际操作过程中,其对于使用条件和施工工艺有着较高且严苛的要求,并且可能导致能耗过高、污染环境等问题,故而需要谨慎选择和使用。富锌漆是一类涂漆材料的统称,可进一步细分无机富锌底漆和环氧富锌底漆两类,其中无极富锌底漆又可细分为醇溶性无机富锌底漆和水性无机富锌底漆两种。简单的说,环氧富锌底漆的分类简单,对于施工条件和工艺的要求较低,自身电化学保护性能良好,但不适用于湿度相对较好的环境;无机富锌底漆对于施工条件和工艺的要求较高且严苛,但具有优良的耐温性和耐介质腐蚀性,使用范围较广,防腐效果优异;
3.2面漆涂料的选择分析
目前,桥梁工程应用的面漆以氟碳涂层为主,即以乙烯基醚单体和四氟乙烯共聚得到的一种面漆涂料,氟碳面漆又可以细分为多种类别,类别不同其具有的性能也存在较大差异,如仅考虑施工工艺要求,丙烯酸聚氨酯的性能最优异,而聚硅氧烷涂料的敏感性最好,相关人员可根据实际需求进行设计和选择。
4结语
钢结构桥梁会因为腐蚀的情况影响其本身的质量、使用功能和使用年限。我们针对钢结构桥梁产生的各种问题,经过研究讨论,制定出针对钢结构经常出现的问题做出具体的维护方案,注重钢结构桥梁底漆的选择方式,主要防腐涂料和其他材料之间的工艺等注意事项。
参考文献:
[1]张吉玮.钢结构防腐施工管理和质量管理与控制[J].江西建材,2017,(13):288+290.
论文作者:王新峰,窦威
论文发表刊物:《防护工程》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/28
标签:钢结构论文; 涂层论文; 桥梁论文; 底漆论文; 环境论文; 体系论文; 面漆论文; 《防护工程》2019年第2期论文;