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浅谈高速公路收费大棚钢结构防腐除锈

发布时间:2023-01-09

作者:qdmeitucom

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0 前言

到2007年底,我国高速公路通车里程已突破5万公里,江西省高速公路也已发展到2200多公里,建设速度让人瞩目。随着高速公路运营时间的增长,后续养护工作将成为以后高速公路发展的重要组成部分。按照科学发展观精神,本着建设是发展,养护也是发展的原则,我们在全寿命周期养护中实施预防性养护。

如果失稳是急性病的话,腐蚀则是慢性病。普通钢材的抗腐蚀性能较差,尤其是处于湿度较大、有侵蚀性介质的环境中,会较快地生锈腐蚀,削弱了构件的承载力。据统计,全世界每年钢铁年产量的30%~40%因腐蚀而失效,净损失约10%。我国在一次钢筋混凝土屋架、木屋架、钢木屋架和钢屋架等的事故统计中发现,钢屋架出现倒塌事故占38.62%,而由于腐蚀并缺乏维修的原因占比重很大。

京福高速温沙管理处所辖部分收费所收费大棚钢结构在几年的使用过程中已产生较严重的腐蚀现象,为了更好的维护、延长钢结构的使用寿命及美观,已把各腐蚀收费大棚列入养护计划。现结合这次防腐除锈施工谈一些看法。

钢结构特点及其采用重防腐技术的必要性:
   钢构件表面腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳是使这种特大钢构件产生外观缺陷、寿命降低以至失去工作能力的重要原因之一。

到目前为止,钢结构的腐蚀问题正在给世界各国的国民经济带来巨大的损失。一些主要的工业国家每年由于钢结构腐蚀而造成的经济损失约占国民经济生产总值的2%一4%。美国1975年因腐蚀造成的经济损失约为700亿美元,约占当年国民生产总值的4.2%,1982年高达1260亿美元; 英国1969年腐蚀损失为13.65亿英镑,占国民生产总值的3.5%;日本1976年腐蚀损失为92亿美元,占国民生产总值的1.8%;据我国1995年统计,腐蚀损失高达1500亿元人民币以上,约占国民生产总值的4%。目前,全世界每年因钢结构腐蚀造成的经济损失已高达数千亿美元以上。而且,钢结构由于腐蚀造成的事故危及到结构的安全运行,腐蚀引起的灾难性事故屡见不鲜,特别是焊接钢结构和承受较大应力状况下的钢结构,由于在应力作用下,腐蚀将大大的加速。 钢结构的腐蚀防护日渐成为人们关注的课题。只有在设计建造时,针对其自身的结构特点和所处的环境条件采用相应的重防腐技术,同时合理考虑后期的涂层养护,才能确保钢构件的正常使用和长久寿命。

1 表面处理

表面处理是取得良好涂装效果的关键。因此,对选择表面处理方法必须作周密的考虑。

1.1 锈蚀等级

用GB8923-88来衡量表面处理,表面处理标准的根本点是四个不同的锈蚀等级:

A级  全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面。

B级  已发生锈蚀,并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面

C级  氧化皮已因锈蚀而剥落,或者可以刮除,并且有少量点蚀的钢材表面。

D级  氧化皮已因锈蚀而全面剥离,并且已普遍发生点蚀的钢材表面。

根据GB8923-88,这些锈蚀等级的表面处理是根据以下质量标准进行除锈的:

St——手工和动力工具除锈   St2,St3

Sa——喷砂或抛射除锈  Sa1,Sa2,Sa2.5,Sa3

这些标准对表面处理有很大的帮助。其中喷砂或抛射除锈是现在表面处理中****的方法,可以提供理想的表面和粗糙度,经正确喷砂或抛射除锈的表面粗糙度均匀,而且效率高。但喷砂或抛射除锈更适合于车间的零散部件除锈,而且在室外使用喷射出来的细沙和粉尘既污染环境又浪费资源,结合各种条件,我们选择了适合收费大棚现场施工,除锈又比较彻底的手工和动力工具除锈中的St3级标准。所以在这里对Sa级标准就不作赘述。

1.2 手工和动力工具除锈——St

St2  彻底的手工和动力工具除锈

   钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。

   St3  非常彻底的手工和动力工具除锈

  钢材表面应无可见的油脂和污垢,并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。除锈应比St2更为彻底,底材显露部分的表面应具有金属光泽。

2  防腐方法

2.1 国内外钢结构防腐发展的历史沿革

在欧洲和北美地区钢结构的防腐发展过程是:20世纪40年代为油漆防腐;50~70年代为重防腐涂料防腐、热浸锌防腐、火焰喷涂防腐、电弧喷涂防腐并存;80年代以后为电弧喷涂防腐,其中初期大多为喷涂锌,现在电弧喷涂铝日渐成为防腐发展的趋势。

我国钢结构防腐蚀到目前为止,仍集中采用刷油漆防腐。建国50年来,主要集中在对油漆的种类进行调整。如20世纪50~60年代钢结构防腐采用红丹防锈漆加云铁醇酸面漆的铅系环境污染涂料, 80年代开发了重防腐涂料,经过对底、中、面漆的配套使用,使钢结构的防腐寿命有较大提高,90年代国外重防腐同类涂料开始涌入国内市场。

2.2  重防腐涂料防腐

根据我国现阶段施工能力及场地施工条件等原因,我们在这次收费大棚的防腐施工中采用的是重防腐涂料防腐。在重防腐涂料中,无论是国外****油漆,还是国内品牌油漆,其防腐涂装工艺和涂料品种都非常相似,即涂装工艺由底漆、中间漆和面漆组成的多层涂装体系。在这次施工中我们采用二层底漆,且把中间漆换成质量更好的面漆,即二底二面,油漆组成为环氧富锌底漆和氟碳面漆。

环氧富锌底漆由环氧树脂.超细锌粉.增稠剂.溶剂等组成,采用聚酰胺树脂作为固化剂。防锈性强,附着力好,耐油耐水性优等特长。

氟碳防腐面漆以氟碳树脂为基料,配以进口钛白粉.助剂.溶剂等组成的双组份涂料,漆膜具有优良的物理机械性能,优异的防腐.耐湿热.耐盐雾.保光.保色性,漆膜具有优异的耐候性。


2.2.1  重防腐油漆的作用机理

其作用机理为:①屏蔽作用:油漆涂层将钢铁与腐蚀环境机械隔离开。②钝化缓蚀作用:油漆涂装体系中,第一道底漆对钢铁有钝化缓蚀作用,增加油漆层附着力,防腐作用很微弱。③阴极保护作用:防腐底漆中如添加锌粉(如富锌底漆),对钢铁提供阴极保护。

2.2.2 重防腐油漆的失效机理

油漆对钢结构提供的腐蚀保护以机械屏蔽的隔离防护为主,油漆涂层的老化、粉化使这种隔离作用减弱或失去作用;其阴极保护作用的锌粉是靠油漆中有机粘合才能与钢铁相结合,随着有机物的裂解、老化使锌粉无法与钢铁相结合,这样阴极保护作用自然消失。其次,油漆涂层本身有无数微针孔,长期处在盐雾、潮湿环境下,氯离子、水分子等会透过针孔腐蚀基体金属,在油漆层与基体金属交界处钢铁腐蚀产物体积积聚膨胀,导致油漆层剥落,腐蚀并沿着油漆层剥落处四周迅速扩展,导致整个防腐体系失效。重防腐涂料可以提供钢结构10年左右的防腐寿命。

3 施工工艺

3.1 施工准备及安全措施

本次防腐工程由高空悬挂作业人员采用高空绳进行悬挂施工,作业面下方为收费岗亭及过往车辆,应尽量避免油漆滴落。防腐施工作业队在作业面下方应采用遮挡法进行隔开,用花纹布或塑料布拉开等进行防护以免作业面下方滴上油漆。施工人员必须穿戴好工作服、安全帽、平底胶鞋,配置双安全绳,在作业面上应设置安全主缆,安全主缆应固定牢固并定期检查。进出站口应摆放安全墩及施工标志牌,提醒过往司乘及收费人员注意安全。

3.2 施工流程

手工和动力工具除锈达到St3级    检查合格隐蔽     涂环氧富锌底漆第一遍  

中间检查合格隐蔽    涂环氧富锌底漆第二遍    中间检查合格隐蔽    涂氟碳面漆第一遍    中间检查合格隐蔽    涂氟碳面漆第二遍    最终检查验收。

3.3 质量控制

钢材在进入除锈前,确认表面无油脂、其它污染物等,如有,使用碱性清洁剂或淡水以去除结构表面的油脂、污物、可溶性盐分和其它污染物。清洗完毕后,自然晾干才可进行除锈。除锈后应在4小时内涂刷底漆,刷底漆前应清除表面的灰尘及其它杂物,彻底清除表面的锈斑、残余氧化皮、旧漆皮和残液等。刷漆环境温度以15℃—30℃为宜,相对湿度不宜大于80%,大风、下雨、下雪或雾天情况下不宜于施工,夏季炎热时,应避免在强烈日光照射下施工。涂层厚薄均匀,无针孔、剥落、起泡、误涂以及漏涂等缺陷。涂层薄膜的干燥采用自然干燥,各层的涂刷间隔应根据实际采用的防腐油漆性能确定。漆膜干燥过程中应保持周围环境清洁,防止灰尘、水等碰到。

4 结语

油漆防腐具有美丽的外观,简单的涂装工艺,多年来一直被广泛采用。随着涂装工艺的发展,重防腐涂装成为钢结构防腐的主流。

参考文献:

[1]  GB8923-88,涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级[S].

[2]  陈阶亮. 桥梁钢结构防腐蚀技术探析[J]. 钢结构, 2002年,第5期第17卷

[3]  箫弘烨.我国大气环境下大型钢结构的长效防护[c]//武汉材保所2004年钢结构学术年会论文集.

[4]  李金桂,吴再思.防腐蚀表面工程技术[M].北京:化工出版社工业装备与信息工程出版中心,2003

[5]  庞启财.防腐蚀涂料涂装和质量控制[M].北京:化工出版社工业装备与信息工程出版中心,2000.