现代桥梁钢结构防腐涂层体系设计研究

    李运德，张亮，姜小刚，杨振波　　　　（北京航材百慕新材料技术工程股份有限公司，北京100095）　　　　摘要：根据钢结构所处的腐蚀环境、涂装部位和预期使用寿命设计相应的涂层配套体系，是现代桥梁钢结构防腐涂层体系设计的基本原则。本文介绍了桥梁钢结构所处的腐蚀环境，JT/T722–2008标准对桥梁钢结构涂装部位和防腐年限的有关界定，不同腐蚀环境下桥梁钢结构防腐寿命和漆膜厚度的关系，以及长效型防腐涂层配套体系。论述了高性能防腐涂料在现代桥梁钢结构中的应用状况：底漆通常采用环氧富锌底漆、醇溶型无机富锌底漆、热喷铝/锌涂层和水性无机富锌底漆等，中间漆通常采用环氧云铁中间漆，耐候面漆普遍采用丙烯酸聚氨酯面漆和FEVE氟碳面漆。　　　　关键词：桥梁钢结构；防腐；涂层体系；设计　　　　中图分类号：TG178文献标志码：A文章编号：1004–227X(2011)01–0057–06　　　　1前言　　　　近年来，随着大规模基础设施建设的发展，我国建设了一系列大型桥梁，如苏通长江公路大桥、舟山西堠门大桥、江苏润扬长江大桥、南京大胜关大桥、武汉天兴洲大桥、杭州湾跨海大桥、青岛海湾大桥等。这些大型桥梁的建设对防腐涂装技术提出了更高的要求，也为桥梁防腐涂装技术的发展提供了实践基础。　　　　为了规范桥梁防腐涂装，相关部门和单位制订了一系列标准和规范，如2004年修订了铁道行业标准TB/T1527–2004《铁路钢桥保护涂装》──该标准首次将氟碳涂料引入桥梁领域；2008年制订了交通行业标准JT/T722–2008《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》──该标准借鉴了ISO12944防腐涂层设计理念，归纳总结了现代化桥梁防腐涂装的最新成果，涂层材料的设计达到国际先进水平。而桥梁混凝土结构和悬索桥主缆防腐系统交通行业标准，即JT/T694–2007《悬索桥主缆系统防腐涂装技术条件》和JT/T695–2007《混凝土桥梁结构表面涂层防腐涂装技术条件》于2007年首次制订，它们有力地推动了桥梁防腐技术的发展。　　　　2桥梁钢结构防腐涂层体系设计　　　　2.1基本设计原则　　　　桥梁钢结构防腐涂层体系设计基本原则是：根据钢结构所处的腐蚀环境、涂装部位和预期使用寿命设计相应的涂层配套体系。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。　　　　2.1.1腐蚀环境　　　　绝大部分桥梁钢结构处于大气区。钢铁的大气区腐蚀行为主要是电化学腐蚀，腐蚀过程发生在金属表面水分薄膜中(这层水分薄膜非常薄，以至于肉眼可能看不到它的存在)。导致钢铁腐蚀速率增加的因素包括：(1)相对湿度的增加；(2)冷凝的发生(当表面温度小于或等于露点)；(3)大气污染的增加，即腐蚀性污染物与钢发生作用并且在表面形成沉积物。　　　　某个特定地区的大气温度和湿度取决于该地区的主要气候。考虑腐蚀因素时，除了关注该地区的气候特征外，还应关注钢结构所处的局部环境和微环境。局部环境是指一个结构的组成部件周围的大气条件，微环境是指在一个结构的组成部件和它周围交界的环境。明确的微环境的例子有桥梁的内侧(尤其在水上)，室内游泳池的房顶和建筑物的阴阳面。　　　　腐蚀环境的分类见JT/T722–2008的附录A(等效采用ISO12944-2:1998)。目前，桥梁涂层设计主要参考其中的定性描述(典型环境实例)，并且所考虑的腐蚀环境类型高于一般的定量测试结果。　

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