现代桥梁钢结构防腐涂层体系设计研究

何国旭

（华电重工股份有限公司，河南 郑州 450000）

随着我国交通运输业的快速发展，我国桥梁建设取得了明显进步。而桥梁建设过程中防腐工艺也在不断成熟。防腐作为桥梁钢结构设计过程中的一个重点内容，它的设计历来都是桥梁钢结构设计的重点之一。在现代新形势下，桥梁钢结构面临的形势也发生了深刻变化，影响钢结构的因素也越来越多。正因如此，加强桥梁钢结构防腐涂层的研究具有重要意义。

1 钢结构设计考虑的因素

1.1 周边环境

周边环境是影响钢结构质量的一个重要因素，桥梁钢结构大多位于大气区，在大气区中钢结构容易遭受的腐蚀主要是电化学腐蚀。空气中相对湿度的增加，污染物的增加以及冷凝的出现都会加剧钢结构的腐蚀，因而在这样的背景下做防腐设计要充分重视周边环境的影响。现代桥梁钢结构的设计不仅要考虑气候因素同时还要考虑到局部环境和微环境[1]。局部环境主要指的是钢结构组成部件周围的环境，而微环境主要指的是结构组件与周围交界的环境。

1.2 防腐寿命

防腐寿命就是指涂层保护体系自身的耐久性。影响涂层耐久性的因素有很多，钢结构设计、表面处理质量、施工条件以及施工标准等都会对耐久性造成影响。在实际工作过程涂层体系按照年限主要可以分为普通型和长效型两类，普通型的一般是10 到15 年，而长效型的则是15 到25 年。

1.3 涂装部位

在钢结构设计过程中涂装部位不同，所需要的涂装材料以及涂装工艺也是不同的，因此在设计过程中需要区别对待不同的涂装部位。通常情况下需要涂装的部位有以下位置：外表面；非封闭环境内表面；封闭环境内表面；钢桥面；干湿交替区和水下区；防滑摩擦面及附属钢构件。这些部位的防腐设计是不同的，外表面的设计要重点考虑耐候性，非封闭环境内表面的设计就需要考虑到防腐蚀的要求，重点是要考虑配置除湿系统等。

2 防腐涂层体系高性能材料的选择

2.1 底漆的选择

现代桥梁钢结构防腐涂层底漆的作用主要是：与钢结构接触充分，提供电化学保护，因而常用到涂料内富含锌的油漆材料，常见的有环氧富锌底漆、醇溶型无机富锌底漆、水性无机富锌底漆。富锌底漆主要具有以下特点：孔隙率大，喷涂较厚的中间漆时容易产生空隙，造成安全隐患；漆膜表面凝结较快，但内部固化还需要1-3d 的养护。底漆的选择除了上述的几种，还有一类比较少见的环保型钝化缓蚀底漆，该种底漆在铁路中应用较广泛，在桥梁中应用较少。

2.2 中间漆的选择

我国桥梁钢结构涂层体系中采用的中间漆主要是环氧云铁漆，它能延长侵蚀路径，起到很好的屏蔽腐蚀介质的作用，并能够吸收一定的应力，保证良好的力学性质，是一种综合性较强的长效漆，并且其表面具有一定的粗糙度，可以大大增加与面漆之间的粘结力，提高共同作用的效率。环氧云铁漆常见的类型有薄涂型和厚涂型两种[2]。

2.3 面漆的选择

面漆是桥梁钢结构涂层体系中最后的一到涂层，它直接与外界环境接触，因而要具有良好的耐候性和耐久性。以前常用的是氯化橡胶，但由于其生产过程污染环境而慢慢被淘汰，取而代之的是FEVE 氟碳类面漆和丙烯酸聚氨酯面漆，前者在国内采用较多，优点突出，种类繁多，应用情况各异；后者在国外得到普遍采用，其施工性能优良。另一种改性耐候材料聚硅氧烷因其环保的特点，得到一定应用，但是它施工质量受环境影响较大缺点也非常明显。总的来说，我国在桥梁刚结构防腐涂层体系中，面漆的选择还是以应用氟碳面漆在底漆、中间漆、面漆的选择时应根据实际钢结构所处的环境。

3 防腐涂层体系的设计

桥梁钢结构防腐涂层的设计通常包含两个方面，一是涂层配套体系的选择，二是涂层厚度。目前我国桥梁钢结构防腐涂层体系常用的是地—中—面三层长效配套涂层体系，首先是底漆，采用一道或两道富锌漆，富锌漆能够很好的为钢结构提供电化学保护，并具有良好的施工性能；接着是中间漆，中间漆采用一道环氧云铁漆，但是当涂层厚度超过150μm 时则应多刷一道，它具有一定的粗糙度可以更好地与面漆紧贴、不至脱落；最后是面漆，面漆一般分不同的时段进行两道氟碳高性能漆的涂刷，具有优异的耐候性和耐久性，是目前钢结构涂层面漆中使用较多的。防腐涂层的设计对现代桥梁钢结构的保护具有重要的意义，是提高钢结构的耐久性，防止钢结构被腐蚀的重要保障。另外，在涂层厚度的设计中需要注意两个方面的问题：第一，注意底漆厚度的选择。对于底漆厚度采用40-80μm 的设计值，而我国桥梁钢结构底漆的厚度一般为75μm 或80μm，特别注意当底漆厚度不够时，应采取用中漆弥补的方法。第二是每道漆的厚度要控制适当。

总之，防腐涂层的设计对现代桥梁钢结构的保护具有重要意义，是提高钢结构的耐久性，防止钢结构被腐蚀的重要保障。应充分考虑多种因素对钢结构腐蚀作用的影响，做到防腐涂层体系的完善，无漏洞。另外，合理控制材料的选择，优先采用环保清洁的涂层材料，并从经济合理的角度出发，在合理的范围内降低造价。