0 简介
桥底腐蚀
近年来，桥梁一直处于快速发展的通道中，随着大型钢桥的不断涌现，它们处于海洋或工业的中、重度腐蚀环境中，承受荷载、Cl-、SO2、雨水、凝露、海水等，并受到风、台风等多种因素的影响，防护涂层问题已成为防腐工程行业的重要课题。为保证钢桥的安全使用，防止其受到腐蚀破坏，延长其使用寿命，几十年来一直采用涂层进行防护。
桥梁支座是桥梁结构的重要组成部分，它能将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转动）可靠地传递给桥梁下部结构，从而有效地支撑坚固的桥梁结构，保证整个桥梁结构的安全。桥梁钢结构本身的设计寿命一般为50~100年，大多处于严重的腐蚀环境中，桥梁防护涂层的有效防护期一般为10~25年。支座特别容易发生腐蚀，同时桥梁支座的维护、更换较为困难，一旦发生腐蚀可能严重影响桥梁的安全。因此，桥梁支座的耐久性在很大程度上决定了桥梁结构的安全性。桥梁支座的耐久性不仅取决于支座材料本身的特性，对于钢铁材料来说，还必须依靠涂层产品来保证其表面不发生腐蚀。因此，选择性能优异的涂层体系往往对钢基桥梁支座的使用寿命起着决定性的作用。
1.桥梁支座的腐蚀
钢结构桥梁支座既具有桥梁钢结构腐蚀的一般特点，又因所处环境不同而具有自身不同的特点，主要表现为均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等几种腐蚀形式。
1.1 均匀腐蚀
大气腐蚀基本原理
无防护的钢桥梁支座主要表现为均匀腐蚀，其特点是腐蚀分布在整个金属表面，并以相同的速率减少金属的整体厚度。虽然均匀腐蚀会造成大量的金属损失，但由于腐蚀速度均匀，很容易预测和防护。只要进行严格的工程设计，采取合理的防腐措施，钢桥梁一般不会发生灾难性的腐蚀事故。
1.2 点蚀
沿海地区盐分多，Cl-含量高，极易诱发钢结构点蚀。Cl-具有离子半径小、穿透能力强、极性强的特点，因而很容易到达金属表面，加速金属的腐蚀。在腐蚀过程中，Cl-不仅在点蚀坑内富集，而且在没有形成点蚀的区域也有富集。基体铁与腐蚀产物膜界面处的双电层结构易被优先吸附，Cl-使界面处的Cl-浓度升高，在某些区域，Cl-富集并形成晶核，加速了该区域的阳极溶解。这样，金属基体就会被腐蚀得很深，形成点蚀坑，使阳极金属溶解。还会加速Cl-透过腐蚀产物膜向点蚀坑内扩散，进一步提高点蚀坑内的Cl-浓度。此过程属于Cl-的催化机理。当Cl-浓度超过某一临界值时，阳极金属将始终处于活化状态，不会被钝化，在Cl-的催化作用下，点蚀坑会不断扩大、加深，严重时点蚀坑会贯穿整个金属截面。点蚀坑会出现在什么地方，腐蚀的程度究竟有多大？这些问题很难通过有效的检测手段来预估，严重的腐蚀穿孔往往会引发突发事故，是一种破坏性、隐患很大的局部性腐蚀，因此，需要特别重视沿海地区钢桥支座的点蚀问题。
1.3 缝隙腐蚀
由于结构原因，安装钢结构桥梁支座、支座垫石时，梁底面不平整或垫石顶面不平整，砂浆灌注不密实，垫石内预埋钢板不牢，与支座连接不平整。桥梁墩台固定不牢，紧固件松动，加固不及时，防水装置缺陷造成支座或连接面水淹，或墩台不均匀沉降倾斜，上部结构发生水平位移，上部结构发生振动。支座连接处出现裂缝，会造成缝隙腐蚀，当缝隙宽度在25～100μm之间时，是缝隙腐蚀最敏感的区域，缝隙腐蚀会降低桥梁支座的强度，并使其与其他结构不协调。缝隙中腐蚀产物体积增大，会引起局部附加应力，不仅使装配困难，而且会使桥梁支座的承载力降低。同时，当缝隙处通风不良、湿度较大，或有结露现象时，会更加严重，容易造成局部较高的腐蚀速率。缝隙腐蚀可参考前文提到的点腐蚀机理，自催化是加速腐蚀的主要原因钢结构涂层厚度规范，因此，必须密切关注桥梁支座处缝隙的形成，防止腐蚀的发生。
1.4 应力腐蚀
钢桥承受的荷载使钢桥常年处于腐蚀和交变应力的综合作用下，特别是桥梁支座，会产生很大的结构应力，引发应力腐蚀。由于腐蚀与疲劳的叠加，腐蚀会诱发裂缝，还会加速疲劳裂纹的扩展，甚至开裂，使桥梁支座结构失去有效的支撑作用，极易诱发安全隐患。
2.桥梁支座的防腐保护
2.1桥梁支座防腐保护标准
桥梁支座的防腐防护一般参考桥梁相关的标准钢结构涂层厚度规范，详见表1。
根据ISO 12944《油漆和清漆保护涂层系统对钢结构的防腐保护》第2部分：环境分类（如表2所示），大部分桥梁结构处于C3至C5大气腐蚀等级，即中等至极高腐蚀等级，因此，在设计涂层支撑系统时，需要参考此标准，为钢结构提供必要的防护。
2.2 桥梁支座的防腐保护
最实用、有效、经济的措施是开发和使用针对钢结构桥梁支座“量身定制”的涂层，在实际应用中能提供长期保护且性价比最优的支座体系是专用环氧富锌防锈底漆/环氧云铁中间漆/丙烯酸聚氨酯面漆。
在上述的封装中，专用的环氧富锌防锈底漆对于整个涂层体系的防锈性能起着至关重要的作用。这是因为完整的环氧富锌底漆保护膜首先可以起到一个屏蔽的作用，它可以以某种形式保护钢板基材，隔离钢板与腐蚀物质的直接接触，并在它们之间形成一层保护膜；当涂膜受损时，它还能对局部受损区域进行阴极保护，使锈蚀不至于蔓延，从而达到保护钢板基材的目的。标准要求不挥发份含量必须高于80%，密度必须大于2.73g/cm3，因为锌含量与整个涂层体系的耐腐蚀性能息息相关。
云铁环氧中涂漆的颜料采用优质灰色云铁氧化作为防锈颜料，该种片状颜料在涂膜中采用，呈层状排列，增加了抗水汽渗透能力，同时具有一定的粗糙度，有利于面漆的附着力，与环氧富锌底漆相得益彰，具有优良的屏蔽性能。
脂肪族聚氨酯面漆采用HDI脂肪族多异氰酸酯为固化剂，羟基丙烯酸树脂为基体树脂，固化成膜后生成性能优异的双组份丙烯酸聚氨酯面漆，保证了面漆的丰满度、韧性，脂肪族聚氨酯大分子结构中既含有异氰酸酯极性基团，又含有柔软的碳碳长链，形成的涂膜坚韧耐磨，具有优异的保光、保色、抗紫外线、耐老化等耐候性能。因此整套涂装具有附着力好、耐腐蚀及优异的耐候性等综合性能，是严酷大气腐蚀环境下桥梁支座表面防护的理想选择。
结论
桥梁支座是承受高应力、易发生点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀的结构部件，其使用寿命直接影响桥梁的安全，因此必须对桥梁支座所用材料的腐蚀与防护研究给予足够的重视。我们对此高度重视，根据桥梁所在区域的腐蚀环境，严格按照国际或国内相关行业标准，设计、选择具有长效防护效果的涂层支座体系，同时执行严格的施工规范，确保其耐久性。
作者：周建龙
