浦东机场彩钢板涂层大修配套方案及施工工艺设计

李敏风

（中国涂料工业协会专家委员会，北京 100079）



【涂装】

浦东机场彩钢板涂层大修配套方案及施工工艺设计

李敏风

（中国涂料工业协会专家委员会，北京 100079）

分析了上海浦东机场彩钢板的腐蚀原因。根据浦东机场钢结构的使用特点以及节能环保的需要，设计了 3种彩钢结构涂层的大修配套方案，介绍了涂装工艺的规范，提出在涂装施工时应重视涂料和涂装的质量以及质量保证条款的制定。

彩钢板；涂层；维修；涂装；方案设计

Author’s address: Expert Committee of China National Coating Industry Association， Beijing 100079， China

彩钢板在建筑领域的应用十分广泛，以彩钢板制造的各种压型钢板、护型板及夹芯板等建筑制品被广泛用于机场、工业厂房、仓库、组合活动等建筑的屋顶、屋面及墙面围护［1］。建筑结构彩钢板长期处于日光暴晒、雨淋以及各种化学介质腐蚀的环境中，使用一段时间后，表面涂层会出现不同程度的粉化、失光、褪色及局部锈蚀，这些不仅影响建筑钢结构的美观，而且会在一定程度上影响钢结构的安全使用。因此，及时对彩钢板进行翻新和修补可大大延长其使用寿命。从理论上分析，建筑用彩钢板的使用寿命分为装饰性使用寿命、翻修使用寿命和极限使用寿命3个阶段。上海浦东国际机场（见图1）建成20年来，其他钢结构早已大修过一次，唯有20万m2的彩钢板还未修过，但目前已出现了锈蚀现象（见图2）。本文针对上海浦东机场彩钢板的腐蚀进行了原因分析，并设计了对应的大修配套方案和施工工艺。

图1 上海浦东机场照片Figure 1 Photo of Shanghai Pudong International Airport

图2 彩钢板的腐蚀现象Figure 2 Corrosion phenomenon of color steel plate

1　浦东机场彩钢板腐蚀现状和原因分析

彩钢板发生腐蚀的原因主要如下：

（1） 浦东机场濒临东海，地处C4腐蚀环境，钢板受到氯盐的严重腐蚀。

（2） 市售建筑用彩钢板产品的表面涂层质量良莠不齐，部分彩钢板涂层的耐候性和抗腐蚀能力很难满足其在C4高腐蚀环境中的长期使用。

（3） 彩钢瓦形板在成型折弯、切割断面、安装时遭到机械损伤，以及彩钢瓦间重叠处积聚水汽，也易引发腐蚀。

（4） 有的彩钢板打孔，上螺丝处易被腐蚀，甚至导致漏水。

图2所示的彩钢的锈蚀面积分数约为1%，锈蚀不是十分严重，但对照ISO 4628-3：2003《色漆和清漆 涂层老化的评定——缺陷的变化程度、数量和大小的规定 第3部分：生锈等级评定》（见表1和图3）可知，锈蚀等级为Ri3级，已到了彩钢板的翻修使用寿命。用LCC（生命周期成本）理念判断，此时进行第一次大修有最高的性价比。因此建议浦东机场业主组织有关单位，在全面调查的基础上对彩钢板进行大修，不必更换钢板。

表1 ISO 4628-3:2003标准锈蚀等级对照表Table 1 Grading of corrosion by ISO 4628-3:2003

图3 ISO 4628-3:2003标准锈蚀等级图Figure 3 Images for grading of corrosion by ISO 4628-3:2003

2　建议的配套方案

根据浦东机场钢结构的使用特点以及节能环保的需要，笔者竭力推荐采用水性涂料配套对彩钢板进行大修，主要有以水性环氧低表面处理底漆为主的涂料，水性PVDC（聚偏二氯乙烯）低表面处理涂料和溶剂型涂料3类［2］。

2. 1 以水性环氧低表面处理底漆为主体的配套

表2所示的水性涂料配套是国内最近几年发展最快的一种，它的优点是：VOC（挥发性有机化合物）含量极低、安全环保；对表面处理的要求低，只需打磨至ISO 8501-1 St2级，甚至可带锈涂装，节能效果明显［3］。但此配套价格高，对环境条件要求苛刻，涂装技术复杂，近期在昆山高铁扶拦、芦潮港港口机械、建筑物彩钢板大修工程上已通过试用。

表2 以水性环氧低表面处理涂料为底漆的配套方案Table 2 Scheme using surface-tolerant waterborne epoxy coating as primer

国内生产相关产品的厂家有湖北中策涂料公司、上海优漫新材料有限公司、兰州涂料设计院、上海纳梁新材料公司、北京红狮、湖南飞鹿等，但质量检定等技术基础工作尚未全部完成。图 4为上海优漫新材料公司在杭州萧山机场上的工程业绩。

2. 2 水性PVDC低表面处理涂料

水性PVDC低表面处理涂料是APP公司（美国高级防护品公司）的专利产品，在美国已有40几年的应用历史。普遍应用于美国军舰、飞机等的大修上，日本、台湾、新加坡等也纷纷进口该涂料并应用于各种工程的大修上。从2008年起，APP进入中国，在石化、铁道、海洋平台等有不少成功的案例。上世纪末，美国迈阿密机场的彩钢板锈蚀严重，就是采用水性PVDC涂料进行翻修（见图5），返修后一直使用至今。

水性PVDC涂料在实际应用中的优势十分明显，如单组分包装，操作方便，可带锈涂装，底、面漆两用，有利于涂装管理和提高涂层质量。该产品进入中国后深受业内欢迎，具体配套方案见表3。

图4 杭州萧山机场的工程业绩Figure 4 Construction achievement at Hangzhou Xiaoshan Airport

图5 迈阿密机场的彩钢板翻修现场Figure 5 Photo showing the renovation of color steel plates at Miami Airport

表3 APP公司水性PVDC涂料配套方案Table 3 Scheme using the PVDC waterborne coatings of Advanced Protection Products Inc.

2. 3 溶剂型涂料

2. 3. 1 普通型

经过多年的试验和筛选测试，我国不少涂料厂优选出“环氧磷酸锌底漆 + 氟碳面漆（或聚氨酯面漆）”的配套方案。表4为不同配套涂层的附着力比较。从表4可知，户外使用过的彩钢板虽未经打磨处理，但与双组分交联型涂料间仍有较为理想的附着力。聚酯/氨基体系为主的彩钢面漆经过风化、日晒、雨淋后，表面呈现失光、粉化和褪色现象，漆膜表面能增大，粗糙度升高，出现微孔，使重涂涂料对彩钢板的表面起到了润湿、渗透和锚定作用，附着力优异。

表4 不同配套涂层的附着力比较Table 4 Comparison between adhesion strengths of different coating candidates

分别对环氧磷酸锌底漆 + 丙烯酸聚氨酯面漆和环氧磷酸锌底漆 + 氟碳面漆进行耐蚀性测试，结果见表5。从表 5可知，这两种配套涂层都具有较好的耐蚀性，并且在耐老化性能方面，氟碳面漆优于聚氨酯面漆。这些测试数据为彩钢板的翻新大修奠定了技术基础。

2. 3. 2 溶剂型低表面处理涂料

近几年来，随着环保法规的加强，溶剂型低表面处理涂料发展迅速，普遍应用在重防腐行业的涂层大修中。它具有VOC低（＜ 250 g/L），不含Pb、Cr、Hg、Cd等重金属成分，对表面处理要求低，可带锈、带旧涂层施工等特点，也归属环保型涂料。最主要的是溶剂型涂料施工性能良好，大面积情况下可使用无气喷漆法，涂层质量易控。另外，在一定条件下，溶剂型涂料可与水性涂料互相配套，并且能达到较好的效果。

表5 不同配套涂层的耐蚀性指标Table 5 Corrosion resistance indexes of different coating schemes

表6为采用浙江中化蓝天的中层漆和氟碳面漆与上海优漫的水性封锈漆及低表面处理环氧底漆的配套方案。从表6可知，该方案的配套性良好，测得其附着力在5 MPa以上。

表6 溶剂型低表面处理涂料配套方案Table 6 Scheme using surface-tolerant solvent primer

2. 3. 3 单组分湿固化聚氨酯（MCPU）涂料

MCPU涂料是彩钢板大修最好的用料之一，其配套方案见表 7。美国的 SWD（中国已建厂）、比利时的LIBTLE、德国的STEEL PAINT、宣威（中国已建厂）、台湾虹牌（大陆已建厂）都有类似的产品。MCPU涂料归属于低表面处理涂料，最突出的优点是：MCPU涂料在成膜固化时会吸收空气中的水分，对施工环境的要求不是十分严格，即使在-5 °C及相对湿度（RH）＞85%的条件下，也可涂装施工。在比利时机场、俄罗斯输油管道、石家庄正元化工都有成功的案例。遗憾的是，此类涂料的储存时间短。

表7 MCPU涂料的配套方案Table 7 Scheme using MCPU （monocomponent polyurethane） coating

3　涂装工艺规范

优异的重防腐涂料必须使用规范的涂装工艺来保证。对于浦东机场顶部彩钢板大修工程，保证涂装工艺的顺利进行是一件十分困难的事。彩钢的一般厚度为0.3 ～ 0.4 mm，为防止结构变形，表面处理时不能喷砂，不能普遍用力打磨。表面处理过程中产生的粉尘和喷漆时的部分有机溶剂不能影响机场的正常营业，以杜绝环保及安全的隐患。

3. 1 表面处理

（1） 认真检查待涂表面，用200#溶剂汽油（松香水），去掉明显的油斑和污物。

（2） 用小型打磨机或通过人工钢回丝球擦揩，去掉彩钢板上松动的锈斑和旧漆皮。允许保留部分坚固的锈斑和附着力大于3.0 MPa的旧漆膜。

（3） 喷漆前，用干燥、清洁的压缩空气吹尽所有灰尘。

3. 2 预涂装

锈斑打磨后的部位、螺丝孔、缝隙、机械损伤处等应认真涂装，而且必须采用刷涂，不能用辊涂。这是保证彩钢板大修质量的关键。

3. 3 无气喷涂

预涂后，大面积待涂表面应采用无气喷涂法喷中层漆和面漆。它不仅喷涂效率高，涂层质量也好。在控制好喷漆压力、喷嘴孔径、幅度等的前提下，还可减少涂料损耗。

3. 4 环境条件控制

在喷涂水性涂料时，气温不能低于5 °C，相对湿度不宜高于80%，钢板温度应高于露点温度3 °C；涂装及干燥过程中，漆膜不宜在烈日下暴晒，被涂工件温度不宜超过50 °C。

彩钢板翻新涂装时，应从结构的最高处开始往下进行，最后一道面漆应在底漆、中层漆、第一道面漆施工完毕后统一涂装。

4　关于质量保证条款

涂料的质量和涂装质量决定了涂层的质量，重防腐涂料在涂装施工时，必须保证两者的质量。在我国重点工程施工时，因忽视涂料的施工性能和涂装的技术指标而造成的教训十分深刻。在涂层使用年限的质量条款方面也不能说大话。目前，改版的ISO 12944《钢结构防护涂料体系的防腐蚀保护》和去年颁发的GB/T 30790-2014《色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》均有对环境进行定义，并对配套体系、规定膜厚、涂装施工的技术指标以及使用年限都有了具体的规定。上海浦东机场屋顶彩钢板的大修涂层的使用年限应遵照标准的规定。若业主提出10年的使用期限，即指10年后，大修涂层的锈蚀等级为ISO 4628-3：2003的Ri3级，锈斑占总面积的1%，一旦超过了该指标，应追究涂料厂和涂装公司的责任。

［1］ 何敏. 建筑用彩色涂层压型钢板的选用［J］. 福建建筑， 2009 （1）: 113-116.

［2］ 王军. 建筑结构彩钢板翻修用涂料的选择与应用［J］. 现代涂料与涂装， 2015， 18 （10）: 24-26.

［3］ 陈耀财， 李敏风. 低表面处理聚氨酯涂料的应用［J］. 上海涂料， 2015， 53 （12）: 32-34.

［ 编辑：周新莉 ］

Design of the scheme and operation process for repairing of the coatings on color steel plates at Shanghai Pudong International Airport

L I Min-feng

The causes of corrosion of color steel plates at Shanghai Pudong International Airport were analyzed. Three schemes for repairing of the coatings on color steel structures were designed according to the application characteristics of steel structures at Pudong International Airport and the requirements of energy-saving and environmental protection. The process specifications of painting were introduced. It is proposed that attention should be paid to the quality of coating materials and painting as well as the set-up of quality guarantee system.

color steel plate； coating； repair； painting； scheme design

TU561.67

B

1004 - 227X （2016） 14 - 0733 - 05

2016-06-07

李敏风（1944-），女，高级工程师，有30多年的涂装工作经验，发表论文、专著数十篇，主要从事工业重防腐涂装工作。

作者联系方式：（E-mail） li-mingfeng@163.com。