淺談高速公路收費大棚鋼結構防腐除銹
到2007年底，我國高速公路通車(chē)里程已突破5萬(wàn)公里，江西省高速公路也已發(fā)展到2200多公里，建設速度讓人矚目。隨著(zhù)高速公路運營(yíng)時(shí)間的增長(cháng)，后續養護工作將成為以后高速公路發(fā)展的重要組成部分。按照科學(xué)發(fā)展觀(guān)精神，本著(zhù)建設是發(fā)展，養護也是發(fā)展的原則，我們在全壽命周期養護中實(shí)施預防性養護。
如果失穩是急性病的話(huà)，腐蝕則是慢性病。普通鋼材的抗腐蝕性能較差，尤其是處于濕度較大、有侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，會(huì )較快地生銹腐蝕，削弱了構件的承載力。據統計，全世界每年鋼鐵年產(chǎn)量的30％～40％因腐蝕而失效，凈損失約10％。我國在一次鋼筋混凝土屋架、木屋架、鋼木屋架和鋼屋架等的事故統計中發(fā)現，鋼屋架出現倒塌事故占38．62％，而由于腐蝕并缺乏維修的原因占比重很大。
京福高速溫沙管理處所轄部分收費所收費大棚鋼結構在幾年的使用過(guò)程中已產(chǎn)生較嚴重的腐蝕現象，為了更好的維護、延長(cháng)鋼結構的使用壽命及美觀(guān)，已把各腐蝕收費大棚列入養護計劃?，F結合這次防腐除銹施工談一些看法。
鋼結構特點(diǎn)及其采用重防腐技術(shù)的必要性：
鋼構件表面腐蝕、應力腐蝕和腐蝕疲勞是使這種特大鋼構件產(chǎn)生外觀(guān)缺陷、壽命降低以至失去工作能力的重要原因之一。
鋼構件表面腐蝕、應力腐蝕和腐蝕疲勞是使這種特大鋼構件產(chǎn)生外觀(guān)缺陷、壽命降低以至失去工作能力的重要原因之一。
到目前為止，鋼結構的腐蝕問(wèn)題正在給世界各國的國民經(jīng)濟帶來(lái)巨大的損失。一些主要的工業(yè)國家每年由于鋼結構腐蝕而造成的經(jīng)濟損失約占國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值的2%一4%。美國1975年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約為700億美元，約占當年國民生產(chǎn)總值的4.2%，1982年高達1260億美元； 英國1969年腐蝕損失為13.65億英鎊，占國民生產(chǎn)總值的3.5%；日本1976年腐蝕損失為92億美元，占國民生產(chǎn)總值的1.8%；據我國1995年統計，腐蝕損失高達1500億元人民幣以上，約占國民生產(chǎn)總值的4%。目前，全世界每年因鋼結構腐蝕造成的經(jīng)濟損失已高達數千億美元以上。而且，鋼結構由于腐蝕造成的事故危及到結構的安全運行，腐蝕引起的災難性事故屢見(jiàn)不鮮，特別是焊接鋼結構和承受較大應力狀況下的鋼結構，由于在應力作用下，腐蝕將大大的加速。 鋼結構的腐蝕防護日漸成為人們關(guān)注的課題。只有在設計建造時(shí),針對其自身的結構特點(diǎn)和所處的環(huán)境條件采用相應的重防腐技術(shù)，同時(shí)合理考慮后期的涂層養護，才能確保鋼構件的正常使用和長(cháng)久壽命。
1 表面處理
表面處理是取得良好涂裝效果的關(guān)鍵。因此，對選擇表面處理方法必須作周密的考慮。
1.1 銹蝕等級
用GB8923-88來(lái)衡量表面處理，表面處理標準的根本點(diǎn)是四個(gè)不同的銹蝕等級：
A級 全面地覆蓋著(zhù)氧化皮而幾乎沒(méi)有鐵銹的鋼材表面。
B級 已發(fā)生銹蝕，并且部分氧化皮已經(jīng)剝落的鋼材表面
C級 氧化皮已因銹蝕而剝落，或者可以刮除，并且有少量點(diǎn)蝕的鋼材表面。
D級 氧化皮已因銹蝕而全面剝離，并且已普遍發(fā)生點(diǎn)蝕的鋼材表面。
根據GB8923-88，這些銹蝕等級的表面處理是根據以下質(zhì)量標準進(jìn)行除銹的：
St——手工和動(dòng)力工具除銹 St2，St3
Sa——噴砂或拋射除銹 Sa1，Sa2，Sa2.5，Sa3
這些標準對表面處理有很大的幫助。其中噴砂或拋射除銹是現在表面處理中****的方法，可以提供理想的表面和粗糙度，經(jīng)正確噴砂或拋射除銹的表面粗糙度均勻，而且效率高。但噴砂或拋射除銹更適合于車(chē)間的零散部件除銹，而且在室外使用噴射出來(lái)的細沙和粉塵既污染環(huán)境又浪費資源，結合各種條件，我們選擇了適合收費大棚現場(chǎng)施工，除銹又比較徹底的手工和動(dòng)力工具除銹中的St3級標準。所以在這里對Sa級標準就不作贅述。
1.2 手工和動(dòng)力工具除銹——St
St2 徹底的手工和動(dòng)力工具除銹
鋼材表面應無(wú)可見(jiàn)的油脂和污垢，并且沒(méi)有附著(zhù)不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著(zhù)物。
St3 非常徹底的手工和動(dòng)力工具除銹
鋼材表面應無(wú)可見(jiàn)的油脂和污垢，并且沒(méi)有附著(zhù)不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等附著(zhù)物。除銹應比St2更為徹底，底材顯露部分的表面應具有金屬光澤。
2 防腐方法
2.1 國內外鋼結構防腐發(fā)展的歷史沿革
在歐洲和北美地區鋼結構的防腐發(fā)展過(guò)程是:20世紀40年代為油漆防腐；50～70年代為重防腐涂料防腐、熱浸鋅防腐、火焰噴涂防腐、電弧噴涂防腐并存；80年代以后為電弧噴涂防腐，其中初期大多為噴涂鋅,現在電弧噴涂鋁日漸成為防腐發(fā)展的趨勢。
我國鋼結構防腐蝕到目前為止,仍集中采用刷油漆防腐。建國50年來(lái),主要集中在對油漆的種類(lèi)進(jìn)行調整。如20世紀50～60年代鋼結構防腐采用紅丹防銹漆加云鐵醇酸面漆的鉛系環(huán)境污染涂料, 80年代開(kāi)發(fā)了重防腐涂料,經(jīng)過(guò)對底、中、面漆的配套使用,使鋼結構的防腐壽命有較大提高,90年代國外重防腐同類(lèi)涂料開(kāi)始涌入國內市場(chǎng)。
2.2 重防腐涂料防腐
根據我國現階段施工能力及場(chǎng)地施工條件等原因，我們在這次收費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,無(wú)論是國外****油漆,還是國內品牌油漆,其防腐涂裝工藝和涂料品種都非常相似,即涂裝工藝由底漆、中間漆和面漆組成的多層涂裝體系。在這次施工中我們采用二層底漆，且把中間漆換成質(zhì)量更好的面漆，即二底二面，油漆組成為環(huán)氧富鋅底漆和氟碳面漆。
環(huán)氧富鋅底漆由環(huán)氧樹(shù)脂.超細鋅粉.增稠劑.溶劑等組成，采用聚酰胺樹(shù)脂作為固化劑。防銹性強，附著(zhù)力好，耐油耐水性?xún)?yōu)等特長(cháng)。
氟碳防腐面漆以氟碳樹(shù)脂為基料，配以進(jìn)口鈦白粉.助劑.溶劑等組成的雙組份涂料，漆膜具有優(yōu)良的物理機械性能，優(yōu)異的防腐.耐濕熱.耐鹽霧.保光.保色性，漆膜具有優(yōu)異的耐候性。
2.2.1 重防腐油漆的作用機理
其作用機理為:①屏蔽作用:油漆涂層將鋼鐵與腐蝕環(huán)境機械隔離開(kāi)。②鈍化緩蝕作用:油漆涂裝體系中,第一道底漆對鋼鐵有鈍化緩蝕作用,增加油漆層附著(zhù)力,防腐作用很微弱。③陰極保護作用:防腐底漆中如添加鋅粉(如富鋅底漆),對鋼鐵提供陰極保護。
2.2.2 重防腐油漆的失效機理
油漆對鋼結構提供的腐蝕保護以機械屏蔽的隔離防護為主,油漆涂層的老化、粉化使這種隔離作用減弱或失去作用；其陰極保護作用的鋅粉是靠油漆中有機粘合才能與鋼鐵相結合,隨著(zhù)有機物的裂解、老化使鋅粉無(wú)法與鋼鐵相結合,這樣陰極保護作用自然消失。其次,油漆涂層本身有無(wú)數微針孔,長(cháng)期處在鹽霧、潮濕環(huán)境下,氯離子、水分子等會(huì )透過(guò)針孔腐蝕基體金屬,在油漆層與基體金屬交界處鋼鐵腐蝕產(chǎn)物體積積聚膨脹,導致油漆層剝落,腐蝕并沿著(zhù)油漆層剝落處四周迅速擴展,導致整個(gè)防腐體系失效。重防腐涂料可以提供鋼結構10年左右的防腐壽命。
3 施工工藝
3.1 施工準備及安全措施
本次防腐工程由高空懸掛作業(yè)人員采用高空繩進(jìn)行懸掛施工，作業(yè)面下方為收費崗亭及過(guò)往車(chē)輛，應盡量避免油漆滴落。防腐施工作業(yè)隊在作業(yè)面下方應采用遮擋法進(jìn)行隔開(kāi)，用花紋布或塑料布拉開(kāi)等進(jìn)行防護以免作業(yè)面下方滴上油漆。施工人員必須穿戴好工作服、安全帽、平底膠鞋，配置雙安全繩，在作業(yè)面上應設置安全主纜，安全主纜應固定牢固并定期檢查。進(jìn)出站口應擺放安全墩及施工標志牌，提醒過(guò)往司乘及收費人員注意安全。
3.2 施工流程
手工和動(dòng)力工具除銹達到St3級 檢查合格隱蔽 涂環(huán)氧富鋅底漆第一遍
中間檢查合格隱蔽 涂環(huán)氧富鋅底漆第二遍 中間檢查合格隱蔽 涂氟碳面漆第一遍 中間檢查合格隱蔽 涂氟碳面漆第二遍 最終檢查驗收。
3.3 質(zhì)量控制
鋼材在進(jìn)入除銹前，確認表面無(wú)油脂、其它污染物等，如有，使用堿性清潔劑或淡水以去除結構表面的油脂、污物、可溶性鹽分和其它污染物。清洗完畢后，自然晾干才可進(jìn)行除銹。除銹后應在4小時(shí)內涂刷底漆，刷底漆前應清除表面的灰塵及其它雜物，徹底清除表面的銹斑、殘余氧化皮、舊漆皮和殘液等。刷漆環(huán)境溫度以15℃—30℃為宜，相對濕度不宜大于80%，大風(fēng)、下雨、下雪或霧天情況下不宜于施工，夏季炎熱時(shí)，應避免在強烈日光照射下施工。涂層厚薄均勻，無(wú)針孔、剝落、起泡、誤涂以及漏涂等缺陷。涂層薄膜的干燥采用自然干燥，各層的涂刷間隔應根據實(shí)際采用的防腐油漆性能確定。漆膜干燥過(guò)程中應保持周?chē)h(huán)境清潔，防止灰塵、水等碰到。
4 結語(yǔ)
油漆防腐具有美麗的外觀(guān)，簡(jiǎn)單的涂裝工藝，多年來(lái)一直被廣泛采用。隨著(zhù)涂裝工藝的發(fā)展,重防腐涂裝成為鋼結構防腐的主流。
冉瑞建筑公眾號
