刍议水工钢结构防腐涂料发展趋势

张永宏 张勇军 孙佑祥 高德应

摘 要：随着现代建筑施工技术的不断发展和进步，人们开始意识到施工期间环保的重要性，并且国内外各个领域开始加大对碳排放的重视程度，在环保法规逐渐完善的影响下，有机溶剂型涂料产品开始逐渐被淘汰，水性涂料产品开始成为建筑施工领域运用较为普遍的一种材料。本文主要分析水工钢结构腐蚀环境，并概述淡水环境和海水环境所选择的防腐涂料、配套要点等。

关键词：水工钢结构；防腐涂料；发展趋势；研究

随着海洋工程的逐渐启動和实施，水利水电工程钢结构的防腐蚀逐渐受到专家学者和一线工作人员的普遍重视，而这类工程开展的主要目的就是尽可能降低钢结构在使用过程中出现的腐蚀损失，让其使用性能和使用寿命得到延长，利用涂层所具有的色彩和环境的积极配合，进一步凸显水利工程的标志性和装饰性。本文通过概述水工钢结构防腐涂料发展趋势来为相关工作提供有效的指导和参考。

一、水工钢结构腐蚀环境分析

水利水电钢结构包括各种拦污栅、闸门、升船机、启闭机、清污机、压力钢管等，这些统称为水工钢结构，水工钢结构的腐蚀环境则包括地理位置的结构运行工况和自然条件。其都会对水工金属结构的腐蚀过程产生直接影响，也是涂装设计的重要参数和依据。

（一）自然环境

所谓的自然环境主要包括和金属腐蚀相关的条件，例如气候、气象、水温、气温、水质、相对湿度、含沙量、露、雾、风。不难发现不同的地点、不同的地区以及不同的自然环境对于金属结构的腐蚀也不同。所以，在涂装设计之前、设计过程中都要对施工环境进行有效清晰的调查。

其中金属作为大气腐蚀相对普遍的电化学腐蚀状况，其并非是在大量电解质溶液中发生，而是在金属表层薄弱的水膜下发生的电化学反应，这层水膜或者是因为水分的沉降、湿度变化或者气温变化凝结。在水分的凝聚、沉降影响下，会融入个别污染性成分，包括CO2、O2、H2S等尘埃，这些污染性物质将会从根本上提升水膜的导电新能，让金属更快出现电化学腐蚀。结合当前水利水电工程特点来分析，水工钢结构大气腐蚀因素相对较多，但是，最为明显的就是大气相对湿度，相对湿度超过某一个临界点时，金属的腐蚀速率会增加，也就是腐蚀临界相对湿度，常规来分析，钢铁生锈 临界相对湿度为75%，导致钢铁在不同环境下腐蚀速率增加的临界相对湿度如下所示：

其次，空气中所具有的污染性杂质对金属大气腐蚀速率影响相对较大，例如和干净大气相比较，被浓度为0.1%的SO2所污染的大气会让钢铁腐蚀速率增加5倍。

我国现阶段水利水电工程大都处在西北、西南地区，空气相对干净，但是因为水气政法、地理位置的影响，或者因为昼夜温差较大，容易出现凝露现象。所以，要重视水工钢结构的防腐性能，选择涂装技术和防腐涂料，保证工程竣工投产后的使用寿命不受到影响。

二、水工钢结构建筑物防腐蚀措施

现场选择的原则和实验状况类似，但是，不同的是现场实施期间还要对不同方式、配套条件、具体闸门面积进行考虑。在进行系统科学的现场勘查时，选择三个不同的实施点，首先，选择某一海水区域作为研究对象，经过测量发现该地水闸所处海水水质情况如下：

（一）除污除锈表面处理

用清水或者高压水来涂抹钢结构表面的尘垢或者油污，对锈蚀较为严重钢结构可以利用敲锈锤打脱，并利用特制的合金铲掉老化的漆层，让其变白，并通过空压机喷砂除锈，达到规定的标准。表面利用高压空气机吹净灰尘之后，利用干净的棉纱进行清除，并对闸门破损锈蚀的部位进行打磨，控制打磨标准在规定的Sa2.5级。

（二）防腐材料涂刷

水工钢结构建筑的除锈等级、表面清洁达到规定的标准之后，环境温度在5到38℃的相对湿度85%以下时，才能够开展刷涂工作，钢结构外表面结露时湿度在85%以上时，不得进行涂装，涂装之后4h后进行保护，不得出现淋雨现象。根据材料要求进行刷涂，涂层间隔时间为4h，保证每次涂层都干爽卫生。

三、水工钢结构建筑物防腐蚀材料发展

（一）水性无机富锌涂料

当前应用在防腐领域的富锌涂料包括溶剂型无机富新涂料、溶剂型环氧富锌涂料以及水性无机富锌涂料，从以上应用较为广泛的富锌涂料来分析，当前技术相对成熟，原理都是涂膜成膜之后形成相应的保护作用，也就是涂膜在水汽下转变为原电池，锌在原电池中负电位，从而释放出电子来牺牲阳极，铁电极电位和锌相比更高，从而接收电子成为阴极，并受到有效保护。

（二）水性聚氨酯涂料

聚氨酯涂料表示成膜后再漆膜中含有一定的聚氨基甲酸酯涂料，早起的聚氨酯涂料为油性，产品较多，有着广泛的用途，在涂料产品中低位重要，当前市场上应用水工钢结构防腐领域的涂料大豆是氟碳聚氨酯涂料。

（三）其他防腐涂料

钢结构防腐领域还有很多相对重要的水性涂料正在研发或者使用，例如水性氟碳涂料、水性丙烯涂料等，因为产品在利用期间存在较大的局限，所以，还有待改进和完善。

结语

在复杂防腐蚀性工业污水、废水以及海水的环境影响下，选择合适的水工建筑物防腐蚀处理材料十分重要，我国海水水利工程数量相对较多，通过分析和研究后不难发现，只有积极探索适合中小型水利工程的建筑物的施工工艺和防腐材料，才能够创造出更大的经济和社会效益。

参考文献

[1]杨耀辉，李玲杰，张彦军，林竹，王志涛.海洋复杂钢结构防腐修复材料的研制及性能研究[J].表面技术，2017，46（12）：34-38.

[2].我国石墨烯重防腐涂料首次应用于钢结构桥梁[J].涂料技术与文摘，2017，38（11）：5.

作者简介

张永宏，男，江苏省灌云县人，本科文化，从事工作：水利工程管理。

（作者单位：1灌云县善南闸管理所；2连云港市市区水工程管理处）