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钢桥涂装标准及案例
01
1.1
基本标准
GB/T 30790.2-2014《防护涂层体系钢结构防腐蚀保护环境分类》
GB/T 15957-1995《大气环境腐蚀性分级》
桥梁防腐涂料行业标准 铁路行业标准
TB/T 2486-1994《铁路桥梁涂膜劣化评价》
TB/T 1527-2004《铁路钢梁防护涂层》
TB/T 2772-1997《铁路钢桥梁防锈底漆技术供货条件》
TB/T 2723-1997《铁路钢桥梁面漆和中间漆供货技术条件》
化工行业标准
HG/T 3656-1999《钢结构桥梁涂料》
HG/T 3668-2000《富锌底漆》
交通运输行业标准
JT/T 722-2008《公路桥梁钢结构涂装技术条件》
JT/T 694-2007《混凝土桥梁表面涂层防腐技术条件》
JT/T 695-2007《悬索桥主缆防腐层技术条件》
大气腐蚀环境分类（IS012944-2）
1.2
桥梁涂料的发展及案例
20世纪50年代，基于天然原材料的低档涂料被用于桥梁保护。 防护性能较差，有的桥梁一年后腐蚀严重。 随后又出现了锌钡白面漆、红丹防锈漆、金红石钛白粉和长油季戊四醇醇酸树脂面漆，取得了良好的效果。
图1 南京长江大桥 图2 枝城长江大桥
20世纪80年代，随着交通运输的迅速发展，环氧富锌、无机富锌、环氧云母铁、丙烯酸聚氨酯等得到广泛应用。
图3 上海黄浦大桥 图4 广东虎门大桥
21世纪以来，人们对桥梁涂料提出了更高的要求，不仅要求更长的保护期（20年、30年及以上）钢结构 防腐规范，而且要求安全、健康、环保，符合最新的环保要求，以及各种新的要求。防腐涂料正在逐步得到应用。
图5 重庆朝天门大桥 图6 杭州湾跨海大桥
展望未来，随着我国经济的发展和一批批较大型跨江跨海桥梁工程的建设，中国桥梁必将创造出更大的成就，桥梁防腐涂装技术也将随之发展。
油漆基础知识
02
2.1
油漆成分
涂料一般由四种基本成分组成：成膜物质（树脂、乳液）、颜料（包括体质颜料）、溶剂和添加剂（助剂）。 常见的涂料成分如图7所示。
图7 常见涂料成分
成膜物质——是涂料的基础。 它对涂料和涂膜的性能起着决定性的作用。 具有粘结涂料中其他成分形成涂膜的作用。 可用作成膜物质的物质有很多种，当代涂料工业主要使用树脂。 树脂是一种以无定形状态存在的有机物质，通常称为高分子聚合物。 过去，天然树脂被用作涂料中的成膜物质。 现代合成树脂得到广泛应用，如醇酸树脂、丙烯酸树脂、氯化橡胶树脂、环氧树脂等。
颜料——是彩色油漆（油漆）的主要成分。 颜料赋予涂膜以颜色，使其具有覆盖被涂漆物体的能力，从而发挥其装饰和保护作用。 有些颜料还可以提供诸如：提高漆膜的机械性能、提高漆膜的耐久性、提供防腐、导电、阻燃等性能。 颜料按来源可分为天然颜料和合成颜料； 按化学成分可分为无机颜料和有机颜料； 按其在涂料中的作用可分为着色颜料、体质颜料和特种颜料。 涂料中最常用的是无机颜料，合成颜料也被广泛使用。 如今，有机颜料发展迅速。
溶剂——能将涂料中的成膜物质溶解或分散成均匀的液态，以利于施工时成膜，并能在施工后从漆膜中挥发到大气中的物质。 原则上，溶剂不构成涂膜，也不应残留在涂膜中。 许多化学品，包括水、无机化合物和有机化合物，都可以用作涂料的溶剂成分。 现代一些涂料已开发和应用了一些能将成膜物质溶解或分散成液态的化合物，并能在施工和成膜过程中与成膜物质发生化学反应，生成新的物质并保留在漆膜中。 。 它们被称为反应剂或反应稀释剂。 有些溶剂是在涂料制造过程中添加的，有些是在涂料施工过程中添加的。
助剂——又称涂料辅助材料，因其使用目的、方法或性能要求不同，需要不同的添加剂； 多种不同的助剂可以用在一种涂料中，发挥其不同的作用。 （例如：消泡剂、润湿剂、防流挂剂、防沉剂、催干剂、增塑剂、防霉剂等）
2.2
涂料的成膜机理
2.2.1
物理成膜机理
依靠涂料中溶剂的蒸发或热熔融而获得干燥硬质涂层的干燥过程称为物理机制固化。
常见的涂料产品如图8所示：氯化橡胶涂料、丙烯酸树脂涂料、乙烯基、沥青、冷喷锌等。
特点：可逆性、热塑性、成膜与温度无关、良好的重涂性。
图8 物理成膜常用涂料产品（氯化橡胶涂料、沥青、冷喷锌）
2.2.2
化学成膜机理
化学成膜是指先将可溶性（或可熔性）低分子量聚合物涂覆在基材表面，然后在加热或其他条件下，发生分子间反应，进一步提高相对分子量或交联成膜的过程。形成坚韧的薄膜。 这种成膜方法就是热固性涂料的成膜方法。
常见形式：干性油和醇酸树脂通过与氧相互作用成膜，氨基树脂和含羟基醇酸树脂，聚酯和丙烯酸树脂通过醚交换反应成膜，环氧树脂与多胺相互作用成膜等。
特点：不可逆、耐溶剂、热固性、成膜速度和温度、严格的重涂间隔。
桥梁涂装施工
03
3.1
做好总体规划
如今，桥梁构件的涂装大部分是在车间完成的。 基材处理及涂装工艺基本如下：
(1)结构预处理
构件喷砂除锈前，对钢结构进行预处理，包括：平整粗糙的焊道、清除飞溅的焊渣等； 将锐边磨成R2的钝角； 切削刃峰谷差小于1mm等。钢板预处理如图9所示。
图9 钢板预处理前状态
(2)脱脂
清除元件表面的油污，如图10所示。
图10 部件表面油污去除
(3)除盐
测得钢结构表面氯离子含量应小于7μg/㎝2。 若超过此值，应采用高压清洗。 元件表面的盐污染如图11所示。
图11 部件表面的盐污染
(4)喷砂除锈
对于新建桥梁，一般采用磨料喷砂去除钢板表面的氧化皮、铁锈、油漆等污染物。 桥梁一般除锈清洁度等级要求为ISO8501-1中的Sa2.5/Sa3标准，粗糙度达到Rz30~100μm。 具体喷砂除锈及钢砂见图12。钢箱梁喷砂前后对比图13。
图12 喷砂除锈
图13 钢箱梁喷砂除锈前后
(5)涂装条件
涂装条件包括：环境相对湿度小于85%，或钢板表面温度大于露点时。 气温在3℃以上时才能进行涂装施工。 制备设备包括全封闭喷涂车间、喷涂处理系统、除湿加热系统、高压无气喷涂机（见图14）。
图14 预涂前厂房及设备准备
(6)涂装工艺
涂装过程是最关键的部分，应注意以下几点：
A。 涂料调配：大面积施工采用整套涂料调配，小面积修补采用零星涂料调配。
b 喷涂前的防护：每道油漆喷涂前，需对施工现场的焊缝、高强螺栓连接的打磨面、螺纹孔内壁以及易产生裂纹的部位进行屏蔽和保护。漆雾交叉污染。
c 预涂：每次涂漆前，焊孔、焊缝周围、自由边、加强板等难喷涂部位需提前预涂，以更好地达到涂层厚度。
d. 涂装：分为空气喷涂和高压无气喷涂。 目前桥梁上的重腐蚀涂层大多采用这种涂装方法。 其特点是施工效率高，施工厚膜，适用于高固体分、高粘度涂料。 其涂装及高压无气喷涂机如图15所示。
图15 高压无气喷涂机
电泳涂装表面清洁和粗糙化
涂层表面干燥后，表面会出现漆雾、颗粒、锌盐等污染物。
从以上工艺说明可以看出，目前钢桥的施工基本可以满足防腐的需要，可以达到良好的涂装效果。
涂层检测基础知识
04
(1)漆膜外观检查
漆膜外观应符合下列要求：底漆、中涂、面漆漆膜不允许有针孔、气泡、裂纹、咬底、渗色、漏漆、流挂、局部剥落等缺陷.; 面漆表面应光滑。 漆膜均匀、丰满、色泽一致。 检查方法可以用肉眼观察，也可以咨询后用放大镜观察。
(2)涂层厚度检测
该测试应在每层涂层干燥后进行。 全部涂覆完成后，检查总厚度。 检测方法为：用漆膜测厚仪检测，每10㎡（漆膜面积小于10㎡按10㎡计算）为一处，细长体每3～4M长为一处，在每个地方测量 3 到 5 个。 观点。 各点测量的平均厚度应不小于规定涂层总厚度的90%，且不大于120%。 各位置测得的各点厚度的最小值应不小于规定涂层总厚度的70%。
(3)喷砂后除锈清洁度检测
根据项目设计要求，采用目视检查（GB/T8923.1/ISO8501-1）对喷砂后除锈清洁度进行全面检查。 新建桥梁钢结构一般至少达到Sa2.5级或Sa3.0级。
(4)喷砂后粗糙度检测
根据项目设计要求和规范要求，采用粗糙度比较样块（GB/T13288.2）、触针法（GB/T13288.4）、复制胶带法（GB/T13288.5）进行检测。
(5)喷砂后粉尘洁净度检测
根据项目设计要求和规范要求，对喷砂后的钢板表面灰尘洁净度（GB/T18570.3）进行检测。 一般要求粉尘量不超过3级，粉尘颗粒大小不超过2级。
(6)喷砂后表面可溶性盐含量检测
根据工程设计要求和规范要求，对喷砂后的钢板表面可溶性盐含量（GB/T18570.6和GB/T18570.9）进行检测（一般≤70mg/m2）。
(7) 涂层状况检测
根据项目设计要求和规范要求，对涂装前的环境条件（环境温度、空气相对湿度、钢板温度、露点、风速）进行测试。 符合要求后才能进行涂装作业。
(8)涂层湿膜厚度检测
为了在一次性喷涂中更好地达到规定的干膜厚度，在喷涂过程中使用湿膜卡测量湿膜厚度，以帮助喷涂者掌握喷涂速度。
常见涂层缺陷及解决方法
05
涂装缺陷是涂料设计、制造、运输、储存、涂装全过程质量控制问题的综合反映。 因此，造成涂层缺陷的原因往往是多方面的，有时甚至相当复杂。 但据统计，涂料不符合涂装要求和使用要求，或涂装工艺和施工不当是造成涂装缺陷的主要原因。 我国桥梁建设虽然取得了长足进步，但过程控制仍存在一些问题。 经过对涂漆桥梁的检查，我们发现主要问题如下。
我国桥梁钢结构涂装前景
06
在创新、协调、绿色、开放、共享五位国家发展理念的指导下，钢桥涂装在不久的将来也将发生革命性的变化。 当前，涌现出一大批新技术、新工艺、新材料、新设备。
6.1
新涂装工艺
传统桥梁防腐施工条件恶劣，厂房条件较差，有时甚至要进行露天施工。 主要采用手工喷涂，对喷涂人员的职业健康有害。 涂装质量受环境、人员等因素影响较大。 港珠澳大桥的建设对钢箱梁涂装环境提出了更高的要求。 专业涂装车间有除尘、除湿、环境温度、物料自动循环系统等配套要求。 为桥梁的涂装质量提供保证。 正在建设的深中通道项目以港珠澳大桥为依托，秉承“建设世界级跨海通道，打造百年珠江口门户工程”的理念，提出了钢桥防腐涂装从手工施工到机械自动化智能化的解决方案。 为了满足化学施工的更高要求，“智能涂装”将成为未来涂装施工的发展方向钢结构 防腐规范，桥梁钢结构机器人防腐施工将在不久的将来得到应用。 相信钢桥防腐领域涂装施工的自动化、智能化很快就会普及并不断完善和提高，将更有利于钢桥防腐的长期防腐质量和耐久性。钢桥。
图16 喷漆机器人
6.2
新型涂层材料
随着施工环境的不断改善和人工智能的应用，高性能涂料将迎来广阔的发展空间。
•水性涂料
积极响应国家号召，在绿色环保要求日益提高的发展环境下，清洁环保的水性涂料将迎来广阔的发展空间并得到广泛应用。 该涂料主要采用水性无机富锌底漆和水性环氧封闭剂。 、水性环氧中间漆、水性聚氨酯面漆防腐系统。 但这种涂料也有一定的局限性：面漆耐候性低，环境适应性差。
•冷喷锌涂层
冷涂锌是一种高性能镀层，又称冷镀锌、冷喷锌、喷膜锌、锌基等。冷涂锌是由高纯锌粉经原子处理而成。方法、有机树脂、挥发性溶剂等单组份防腐材料。 镀层锌含量达96%以上，为钢材提供良好的防腐保护。 即使在非常恶劣的环境下，仍然可以长时间保护钢材表面。 防腐性能与热镀锌相当，甚至优于热镀锌。
图17 芜湖长江公路二桥 图18 横琴二桥
总的来说，环保涂料、低VOC、高防腐性能涂料、智能除锈、涂装技术等将成为钢桥防腐涂料未来的发展方向。 但各种新技术仍然存在不同程度的问题和缺陷，需要在实践中不断总结和完善。 相信我们也会在未来的设计系统甚至行业标准的涂料系统中看到更加环保、高性能的涂料。
结论
07
在钢桥涂装行业，随着标准的完善、设计方案的合理制定、管理的得当、高品质涂料的研发、智能涂装技术的创新以及产业链各相关单位的共同努力，我我国钢桥防腐将迎来更加友好、更加先进、优越的环境和条件，从而更好地实现防腐长效机制和有效性。
作者简介：徐子田，女，1998年出生，毕业于西安交通大学城市学院机械设计制造及其自动化专业。 目前致力于钢桥梁防腐涂层理论与应用研究。
