涂料行业：
介绍
桥梁工程是国家交通工程的重要组成部分，随着近年来我国桥梁工程的蓬勃发展，一些钢结构也大量应用在桥梁工程建设中。钢结构具有施工简单、建设周期短、投资少、外形美观等优点，但是钢结构依然存在着其明显的缺陷，那就是耐腐蚀性能极差，因此桥梁工程中钢结构的防腐防护成为了使用钢结构的重点。
钢结构防腐工程在桥梁工程行业应用中存在的问题
大部分钢结构桥梁工程都要面对海洋环境的考验。众所周知，海洋环境是极其恶劣的腐蚀环境，海水和海洋大气中含有高浓度的氯化物和硫化物，极易与水汽结合形成强酸，对钢结构桥梁工程的腐蚀作用最强。涂层选择不当、施工工艺错误，会使钢结构防腐涂层失效，出现失光、褪色、发黄、起泡、鼓包、起皮、开裂，甚至脱落、粉化等现象，防腐工程也就失去了原有的意义。
造成这种情况的原因有环境因素、钢结构表面处理不合规、焊缝等部位处理不当、涂装工艺不良等都是防腐涂层失效的重要原因。在钢结构防腐工程大气防腐涂料涂装过程中，钢结构表面的处理效果直接影响涂层的寿命。根据实际数据，大约有一半的涂层失效问题是由于钢结构表面处理不合规造成的。国际标准对钢结构表面处理的标准都有明确的规定，涂层失效后的这些钢结构已经不能再使用了。
另外，由于施工过程中管理不善，施工人员在焊接完成后没有处理好焊渣就开始涂装，焊接外缝质量不符合标准，表面粗糙，轮廓粗糙，造成涂层脱落、生锈、起泡，涂层很快失去作用，整体涂层厚度不够，钢结构腐蚀损坏，严重影响后续涂层维护、检测工作。
在使用大气防腐涂料保护钢结构免受腐蚀时，由于涂层本身的耐久性不足，涂层寿命往往较短，使钢结构防腐工程难以继续进行。为了延长寿命较短的涂层对钢结构的防腐保护作用，定期的涂层维护和检修已成为钢结构防腐工程中的常规操作。此外，还需要选择符合维修和保养周期预期的涂层系统，以减少必要维护带来的长期成本投入。
另外，涂层的寿命设计也应结合实际钢结构防腐方法，综合参考相关案例，灵活设计涂层的预期周期。专业的设计人员和综合的分析比较才能决定涂层的最终选择，不能单凭专业知识就下结论。
防腐工程钢结构表面预处理及质量控制
做好钢结构防腐工程的前提是对钢结构表面进行预处理，同时钢结构的质量决定了所选涂层的附着力和耐久性。可以说钢结构表面的预处理和钢结构的质量同时决定了防护效果。涂层的选择对钢结构防腐工程的影响十分重大，对最终的防护效果起着决定性的作用。因此在防腐工程中，表面预处理工艺是否符合标准、钢结构质量是否符合预期、涂层品种的选择是否因地制宜等都会对防腐工程的最终结果产生较大的影响。
2.1钢结构表面预处理
钢结构表面处理技术已列入建设标准，列入防护施工保障项目。在涂装防腐涂料前，必须先对钢结构表面进行预处理，认真检查钢结构表面的铁锈、氧化皮、污物是否已全部清除，以免生锈、脱落、起泡，影响钢结构表面防护质量。施工时应注意焊缝中的气孔、残留焊渣是否全部清除，砂眼、凹凸处是否采用专业技术打磨平整。
根据国际标准ISO8503-2的中间粗糙度要求，还需要检查喷砂、喷丸后的粗糙度是否符合标准。粗糙度太小会影响油漆对钢结构的附着力，而粗糙度太大会在涂漆过程中产生涂层峰，造成油漆不必要的浪费，也更容易生锈。
另外，钢结构表面因喷砂、喷丸等作业形成的粉尘也会影响防腐质量。根据国际标准ISO8503-3的要求，粉尘会降低涂层的附着力，还可能因吸附粉尘而加速钢材的腐蚀。涂装前必须保持钢材表面干燥。由于粉尘吸附在钢材表面形成的水凝膜肉眼几乎察觉不到，所以除尘作业对钢结构表面预处理工艺意义重大，必须满足国际标准对钢材表面凝结程度的要求。
国际标准ISO8502-4对涂装施工现场的环境有着明确的要求，通过测量空气的相对湿度和钢材表面的温度，可以判断钢材表面的结露程度，进而判断涂装工作是否能够顺利进行。具体操作是先在露点表或露点计上检查空气的露点，再用钢材表面温度计测量钢材涂装表面的表面温度，比较二者的差值，判断钢材表面是否有结露的可能。国际标准ISO8502-4要求待涂装钢材的表面温度必须至少高于露点3℃。
另外，钢铁表面水溶性盐污染程度也会影响钢铁表面的预处理结果，有些涂层可能会与钢铁表面的水溶性盐发生化学反应钢结构防腐方法，影响涂层对钢铁表面的防腐保护效果。
2.2钢结构表面预处理结果的质量控制
根据ISO8503-2、ISO8502-3、ISO8502-4等国际标准的相关规定，钢结构表面的预处理结果必须达到相应的粗糙度、清洁度和结露等级，即Sa2.5级。因此，在完成钢结构预处理项目后，需要专业人员对钢结构表面处理结果进行评审验收，并给出是否进行下一步涂装的可行性意见。相关专业人员应将每次评审验收的数据结果记录下来，并建立完善的日常明确工作交接班责任制度。
涂层和涂装工艺的选择
3.1钢结构防腐工程用涂料的选择标准
钢结构在空气中的耐腐蚀性能差，是由于钢结构对空气中的二氧化氮、二氧化硫、氯化氢、氨气等酸性和碱性气体十分敏感，它们易与水蒸气混合发生金属置换反应，在钢结构表面生成电解质水膜，引起腐蚀。因此，涂层材料的选择应遵循以下标准：
（1）形成的涂层应具有良好的力学性能；
（2）涂层形成后，应具有良好的抵抗杂质渗透的性能；
（3）防腐涂层的抗腐蚀性能极强且稳定，对钢铁表面起到明显的保护作用；
（4）涂层附着力强，能轻易地粘附在钢铁表面，且涂层寿命较长；
（5）涂料应施工方便、环保、无污染、价格低廉。根据上述标准，钢结构防腐工程一般采用环氧富锌底漆（不锈钢基材除外）、环氧云铁中间漆和氯化橡胶面漆。这些涂料的性能基本满足上述标准，且价格低廉、施工方便，是桥梁工程钢结构防腐最常用的配套涂料。
钢结构的涂装也有所区别，一般在桥梁工程中，钢结构的涂装分为底漆、中涂和面漆。底漆主要针对钢材附着力的要求和钢材表面的防腐保护。底漆的漆膜厚度一般较低，但要高于钢材表面抛丸后的峰值粗糙度是基本要求，另外还要满足钢材表面的润湿性，能够渗透到焊缝、锈迹等较深的部位。中涂在底漆和面漆之间起着过渡作用，中涂可以通过溶剂使底漆膨胀，增强漆面间的附着力，同时使涂层增厚，提高涂层的遮蔽性能。一般底漆较薄，使用中涂可以增厚涂膜，同时保证与面漆的附着力。
使用面漆可以美化钢结构表面。同时面漆可以将紫外线阻挡在涂层之外，减少紫外线对涂层的老化作用，有的面漆还具有耐化学腐蚀的作用。面漆一般采用长油醇酸磁漆、环氧面漆、丙烯酸芳香族聚氨酯面漆、氟碳树脂漆、氯化橡胶面漆、高氯磺化聚乙烯面漆等，这些面漆都具有较强的耐久性。
3.2钢结构防腐工程中的涂装技术
在钢结构防腐工程中，最常用的涂装方式是喷涂、辊涂和手工刷涂。喷涂时，由于稀释剂添加量和试件形状的原因，一般会出现严重的流挂现象。为了避免流挂现象，面积较小的底材一般采用刷涂，以减少涂料的消耗。涂装过程中还有一些隐蔽工程，如防护施工等，需要有严格的质量控制体系来衡量质量结果，因此必须配备精确的检测仪器。
常用仪器有测厚仪、粗糙度仪、除锈等级标准图等。涂层厚度、粗糙度、除锈质量逐项检测合格后，方可进行下一道工序。表面除锈工作完成后，应在4小时内迅速涂刷第一道底漆，避免产生二次锈蚀，严禁隔夜涂刷。前道涂装完成后暴露时间不宜过长，避免涂层间附着力下降；为避免生锈，在溶剂挥发形成的针孔处，应在环氧富锌底漆膜未干后、未真正干燥前涂刷环氧云铁中间层漆，对针孔进行封闭。
钢结构防腐工程涂装过程中，还应注意施工环境的影响。在刮风、下雨、高温、相对湿度大等环境下涂装，都会降低涂层的防腐质量。温度过高，涂层溶剂挥发快，涂层易产生针孔、皱纹和刷痕等现象；温度过低，涂层固化速度减慢甚至停止，甚至在表面形成水滴；空气相对湿度过大，涂层发白、出现针孔，使钢结构表面产生二次锈蚀，应推迟涂装施工；刮风环境下会产生大量粉尘，这些粉尘会粘附在涂层保护面上，大大降低涂层间的附着力，影响涂层外观质量，必须等风停后才能施工。
3.3钢结构防腐工程质量控制
钢结构防腐工程最重要的环节就是涂装的质量控制，涂装质量越高，防腐性能越强，钢结构的抗腐蚀性能就越好。因此，在施工过程中必须严格控制涂装的施工质量。应指派专业验收人员对防腐工程的每个环节、涂装的施工标准、涂装的最终结果、涂装的施工过程等进行严格检查，并记录相关数据：日期、环境、施工人员、表面处理级别、表面除尘方式、稀释剂加入量、干湿膜厚度等。
油漆中的稀释剂可以调节施工粘度，因此要严格选择符合标准的稀释剂。如果所选油漆能满足施工粘度的要求，尽量避免使用稀释剂，以减少流挂的几率。使用稀释剂后，涂装面积会明显增加，但涂装膜厚会严重不足，影响最终的防腐效果。如果喷多层同一种油漆，建议使用不同颜色的油漆进行交叉喷，避免重涂、漏涂。
结论
钢结构防腐工程的好坏直接决定了钢结构施工完成后的耐久性。实际施工完成后，涂装的维护和检查也是提高钢结构耐腐蚀性能的重要方法。但归根结底，钢结构防腐工程中的大气防腐涂层和涂装工艺的正确使用仍然是提高钢结构耐腐蚀性能最可靠的方法。选择合适的涂层，在施工过程中注意涂装方法和质量控制，钢结构不耐腐蚀的缺陷就会大大减少。
参考文献（略）
作者 | 唐利彪
（杭州东信涂料有限公司）
完整内容请参阅《涂料与保护》2021 年第 2 期
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