东北地区钢结构桥梁防腐涂装应用研究论文_翟丽艳1,王新志2

1.辽宁省公路勘测设计公司 辽宁沈阳 110166;2.辽宁省交通工程造价管理中心 辽宁沈阳 110003

摘要:近年来,钢结构桥梁防腐涂装应用问题得到了业内的广泛重视,东北地区由于地域气候的特点,钢结构桥梁防腐涂装的相关课题研究有着重要意义。本文在探讨桥梁钢结构腐蚀原因的基础上,结合相关实践经验,分别从多个角度与方面提出了钢结构桥梁防腐的有效措施,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作实践。

关键词:东北地区;钢结构桥梁;防腐;涂装

1、东北地区钢结构桥梁腐蚀现象产生的主要原因

东北地区钢结构桥梁腐蚀现象产生的原因主要涉及的有自然环境因素、钢结构自身构造因素和人为因素。往往在桥梁的腐蚀现象中,可能是其中一种诱因起主导作用,其他的因素也在起作用。由此要对桥梁钢结构腐蚀现象产生的主要原因进行了解,以便有针对性的开展钢结构桥梁的防腐措施。

1.1自然环境因素的影响

东北地区尤其辽宁地区为重工业城市,空气中排放的气体中有腐蚀性的气体,尽管含量很小,但是其对于钢结构的腐蚀作用巨大,腐蚀性污染物与钢材发生作用并且在表面形成沉积物。另外,辽宁地区大陆海岸线长度2178Km,占全国第四位,海洋大气的特点是含有大量的盐,主要是NaCl,盐颗粒沉降在金属表面上,由于它具有吸潮性及增大表面液膜的导电作用,同时Cl-本身又具有很强的侵蚀性,因而加重了金属表面的腐蚀。钢结构离海岸越近腐蚀也越严重,其腐蚀速度比内陆大气中高出许多倍。且东北地区全年温差大,年最低气温达到-50℃,桥面下部多半是水域,其水分的蒸发会使得桥梁钢结构周围的湿度增加,产生酸性气体,导致电解质形成,加速了化学反应,加大了腐蚀的程度。在一定的四季变化的条件下,发生冷凝(当表面温度小于或等于露点),其腐蚀效果将会变得更加的明显。

1.2钢梁结构自身构造产生的影响

钢梁结构多数是由铆接或者是拴焊工艺结构形成的,板材之间形成一定的缝隙,一定的缝隙区间会发生强烈的反应,在发生类似的腐蚀的时候,缝隙内部的反应程度会明显高于其外部。这是因为缝隙内部空气缺乏,形成了缝隙内外的电极差异,由此导致催化反应。类似的腐蚀会不断发展的话,其缝隙的间距会不断的被扩大,铆钉及缀板锈变现象就是其导致的结果之一。在钢梁的一些部位,在水分、尘土等物质的作用下,造成上下部位的电极差异,也会诱发钢板的腐蚀现象。在机械作用下,钢梁节点要承受的内应力不断增大,不能自行消除的应力就会诱发相应的腐蚀,导致裂纹或开裂现象的发生。

1.3人为因素的影响

人为因素的影响主要体现在桥梁的施工和维护上,往往都是因为操作不当造成的。主要有:其一,桥面的漏水现象;其二,东北地区冬季冰雪天气融雪剂的大量使用造成了局部钢梁部位堆积过多的有腐蚀性的物质;其三, 涂料的配套不当,层次不足,施工的质量不到位等。

2、钢结构桥梁防腐的有效措施

2.1热浸锌防腐处理法

热浸锌是将经过除锈之后的钢材料放到600℃左右经过高温融化后的锌溶液当中,让其钢结构的表层被锌层所覆盖,使钢构件表面附着锌层,锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm,5mm及以上厚板不小于86μm,从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点在于,其耐久的时间比较长,生产的工业化水平比较高,质量也相对稳定,广泛应用在受到大气腐蚀程度较严重并且很难维修的钢结构当中。热浸锌防腐处理首先要进行钢材的酸洗除锈,然后再把钢材放进高温锌溶液中进行热浸锌。对具有相应的贴合面的钢结构物件进行清洗时,要注意其贴合面的缝隙要清洗干净,在进行工作的过程中,对于管形钢结构的物件清洗是要保证其两端保持开敞状态,使锌液保持流畅,达到较好的效果。

2.2涂层法防腐处理

涂层法防腐广泛应用于桥梁钢结构。长效涂层防腐使用寿命可达20-30年,维修费用少,可获得明显的经济效益。桥梁钢结构防腐涂层的设计,要考虑到自然环境、涂层安装部位、涂层使用寿命等诸多方面,涂层体系设计中还要考虑经济性,即不仅考虑首次涂装的经济性,而且考虑桥梁结构全寿命防腐周期的经济性,同时要考虑维修涂装给环境和桥梁运行造成的不利影响。

不同的涂层对腐蚀条件有着不同的耐受性,其涂层一般分为底漆、中漆和面漆。底漆直接与钢构件接触,有良好的附着力,起到屏蔽作用。底漆一般用环氧富锌等。中漆涂刷在底漆之上,主要起阻隔作用,保护钢结构表面不发生氧化反应并延长底漆的老化时间,延长底漆寿命,增加附着力和填充的作用。增加中间漆厚度可加强防腐效果且减低防腐成本(中漆价格比底漆和面漆相对要低),中漆一般用环氧云铁等。面漆是涂刷在最外层的最后一道涂层,直接与空气接触,起到装饰和保护作用,要求有耐污染、耐老化、耐化学物质、耐紫外线以及防潮等性能。在进行涂层时要考虑到各种材料之间的相容性。针对东北地区的气候及地域特点,一般情况下采用的防腐涂装组合有:

(1)钢结构桥梁的外表面涂装

(4)钢桥面涂层

环氧富锌底漆一层厚80μm。

(5)附属钢构件防腐涂层同

涂层防腐一般要先进行除锈,工厂施工时一般多用喷砂喷丸除锈,使钢材金属表面光泽,除去表面的油污及锈迹,在进行现场施工时一般采用手工涂刷的方法。在进行涂层时要注意到周围的环境,涂层施工时要在粉尘较少、温度在5~38℃之间、空气湿度小于85%的环境下进行施工。东北地区由于自然气候原因冬季及沿海风力强时不能施工。

2.3热喷涂技术防腐

热喷涂技术一般是利用热源对于喷涂的材料进行一定加热的过程,将其熔融的粒子进行雾化处理。喷射并且作用到钢材的表面之上,让其形成一层特殊的保护膜,进行有效的保护作用。热喷涂的主要方法有:等离子喷涂法、火焰喷涂法、爆炸喷涂法、电弧喷涂法以及激光喷涂法等。在这些方法当中一般常用于钢结构的方法是火焰喷涂法与电弧喷涂法,和热浸锌技术相比,其优点是在施工时,不会受到物体体积的限制,并且施工方便。

3、科学防腐要考虑的因素

根据以上防腐处理方法,做到科学防腐。钢结构防腐要根据实际情况科学合理选用防腐手段,在应用中要考虑以下几点因素:首先,要注意防腐的要求,其中包括:防腐年限的要求、装饰性的要求等;还要注意到防腐蚀的环境,施工的钢结构处所处的环境,包括:一般大气环境、化工大气腐蚀环境、有无液体等,根据不同的环境选择不同的方法。钢结构桥梁防腐处理非常重要,如果处理的不好会给桥梁留下安全隐患。

4、结束语

目前,交通运输部积极推广钢结构桥梁在全国公路建设中的应用,辽宁省也发布了推广钢结构桥梁建设的实施方案,防腐涂装是钢结构桥梁建设中的重要环节,加强对钢结构桥梁防腐涂装应用问题的研究分析,对其良好防腐实践效果及钢结构桥梁建设的推广应用都有着十分重要的意义,所以在今后的钢结构桥梁防腐涂装的设计、施工、维护等过程中,应加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性,逐步探索积累更加科学、先进、经济的钢结构桥梁防腐体系。

参考文献:

[1]张伯权,李勇,付红.钢结构桥梁的防腐蚀方法[J].世界桥梁.2017(11):60-62.

论文作者:翟丽艳1,王新志2

论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期

论文发表时间:2018/5/21

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