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现代桥梁防腐涂层体系设计技术

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    涂层配套体系设计一般包括涂层配套体系的选择和涂层厚度(含涂装道数)的设计。现代化桥梁钢结构主体一般采用底面配套的长寿命防腐涂层体系,底涂层选用具有电化学保护功能的涂层(包括富锌底漆和热喷金属涂层),中间涂层选用环氧云铁中间漆,面涂层选用高性能耐候面漆(包括丙烯酸聚氨酯面漆和FEVE氟碳面漆)。在涂层配套体系选定的情况下,涂层厚度与涂层防腐年限呈正相关。单纯选用好的涂层材料而涂层厚度不够,防腐年限不可能达到要求。

JT/T722标准给出了在相应腐蚀环境下的涂层配套及厚度设计值,并指出用于高腐蚀等级的涂层方案也可用于较低的腐蚀等级,并可适当降低厚度值。厚度的设计还可参考ISO12944-5

涂层厚度设计时,有2点需要说明:

(1)富锌底漆的厚度问题。我国桥梁钢结构富锌底漆的厚度一般在8075μm,按照2007ISO12944标准,富锌底漆的厚度设计值范围为40~80μm,因此,对桥梁钢结构富锌底漆厚度设计值并非越高越好,特别是对一些中等以下的腐蚀环境,可适当降低富锌层的设计厚度。降低的富锌层厚度可用中间层厚度弥补,这样设计符合国家节能减排的产业政策。

(2)每道涂层厚度。每道涂层膜厚大,施工效率高。但是涂膜过厚时,增大了涂层出现针孔等缺陷的危险,并且导致涂层内应力增大。在ISO12944-5的设计原则中,为达到同样的防腐年限,多道涂层总干膜厚度的设计值要远低于道数少的涂层。如C5-M环境下的环氧聚氨酯体系,2400μm只能达到中等防腐年限;而4~5道总干膜厚度320μm,可达到长寿命体系,3道体系涂膜厚度达到500μm,才能达到长寿命体系。

对于桥梁富锌底漆,目前大多采用1道涂装方式,但2道涂装也是可以接受的。中间漆采用厚浆型的,当涂膜厚度小于100μm时,可一道涂装;大于100μm,可采用1道或2道涂装。但是涂层厚度达到150μm时,采用2道涂装更好。涂层涂装道数的选择还与涂料自身的工艺性能有一定关系。面漆一般为两道涂装:工厂涂装1道,现场涂装1道。如果是现场维修或重涂涂装,可以采用高固体分耐候面漆1道完成。

JT/T722标准给出的钢结构外表面长寿命防腐涂层体系,适用于大部分钢梁主体结构。氟碳面涂层设计为2道氟碳涂层,主要是考虑到第1道面漆和第2道面漆承担不同的功能。

(1)1道面涂层采用丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆或过渡氟碳树脂漆,以保证涂层体系更好地匹配,并具有更好的附着力和重涂性;而第2道氟碳面涂层在配方设计中主要考虑耐候性、自洁性和装饰性。

(2)采用过渡的丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆,每平方米可节约4~8元,节省社会资源;而高性能氟碳面漆粉化减薄速度为0.5μm/年,30~40μm的面涂层足以保证25年的保护寿命。

(3)日本《钢质公路桥梁涂装便览》和《铁路桥涂装及防腐蚀便览》以及日本在桥梁领域20多年的涂装实践,均将氟碳面涂层设计为氟碳中涂和氟碳面涂。

 

 

 

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