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我國鐵路橋梁用涂料及涂裝,介紹了鐵路橋梁涂料主要品種、性能以及國內外鋼橋涂裝情況,提出我國鐵路橋梁涂料發展趨勢
2019年11月05日    閱讀量:388    新聞來源:中國建材網 cnprofit.com  |  投稿

1 鐵路鋼橋的防腐蝕涂料

鐵路鋼橋無論國內還是國外一般都采用防腐蝕涂料進行防腐保護。我國鐵路鋼橋的涂料防腐蝕技術也是不斷發展和逐漸完善的。20 世紀50 年代,鋼梁涂料保護壽命僅為(2~3)年;60年代后期至80年代,先后采用了紅丹防銹底漆與灰鋁鋅醇酸面漆(即66醇酸面漆)或灰云母氧化鐵醇酸面漆配套體系,涂料保護壽命提高到了10 年左右;90 年代采用環氧富鋅防銹底漆、云鐵環氧中間漆、灰鋁粉石墨醇酸面漆(即018醇酸面漆)配套系,涂料保護壽命達到了15年以上中國建材網cnprofit.com


目前,正在推廣使用環氧富鋅防銹底漆、云鐵環氧中間漆、氟碳面漆配套體系,以進一步延長鐵路鋼橋的維修、大修周期,預計該體系使用壽命在30年以上。鐵路鋼橋涂料采用底面漆配套使用,充分發揮底漆的防銹作用和面漆的耐老化作用。國內外使用的涂料品種見表1。

國內外常用的鋼橋涂料

我國鐵路橋梁用涂料及涂裝,介紹了鐵路橋梁涂料主要品種、性能以及國內外鋼橋涂裝情況,提出我國鐵路橋梁涂料發展趨勢 中國建材網,cnprofit.com

下面介紹我國鐵路鋼橋用涂料:

1.1 紅丹防銹漆

紅丹防銹漆是傳統的性能優異的防銹底漆,并且價格低廉。一般認為其防腐蝕能力是來自油中的脂肪酸和鉛形成的鉛皂,鉛皂是一種緩蝕劑;但也有人認為,紅丹顏料的保護作用與陰極和陽極腐蝕反應的極化有關。鐵基體的陰極反應因低溶解度Pb2+化合物的生成而極化,而陽極反應則因從可溶性Fe2+形成不溶的Fe3+ 化合物,并與Pb2+ 的氧化物、氫氧化物一起沉積在金屬晶格中而極化。由于鉛毒的存在,為了保護環境,現在紅丹防銹漆正逐漸為其他防銹底漆所代替,但鐵路鋼橋作為永久性的重要鋼結構,所以在我國鋼橋上仍普遍使用。紅丹防銹漆可以是紅丹酚醛防銹漆,也可以是紅丹醇酸防銹漆,其中紅丹含量在不揮發物中含量不低于65%。

1.2 富鋅底漆

富鋅底漆是陰極保護型的重防腐涂料,分為無機富鋅底漆和有機富鋅底漆兩大類。無機富鋅底漆包括水玻璃型和水解硅酸乙酯型兩種,其中在鋼橋上作為底漆使用的是前者。水玻璃型無機富鋅底漆也稱為水性無機富鋅底漆。我國使用的水性無機富鋅底漆大多是二次固化型,它是由鈉水玻璃(泡花堿)、鋅粉組成,涂層成膜后需涂刷固化劑使涂層固化。目前在我國鐵路已開始使用水性自固型無機富鋅涂料,它主要是由鉀水玻璃、鋅粉組成,涂層在幾小時內即可實現完全自固化,不怕雨淋,大大縮短了施工周期。已在我國新建的秦沈客車專運線丁香橋、渝懷線長壽橋等使用。有機富鋅底漆主要是環氧富鋅底漆。由于環氧樹脂與鋼基板的附著性好,所以用量較大。

1.3 灰云鐵醇酸面漆

按照片狀顏料可以延長面漆耐候壽命的思路,1978年研制成功了灰云鐵醇酸面漆。該面漆采用云鐵作為主要原料,利用其片狀結構、化學惰性等特點,涂層耐候壽命也達到了10 年以上。

1.4 灰鋁粉石墨醇酸面漆

1993年研制了鐵路鋼梁面漆——灰鋁粉石墨醇酸面漆(又稱018-2 醇酸面漆)。其中的顏料使用的是鱗片狀的鋁粉石墨復合材料,它的耐候壽命能夠達到15 年以上。

1.5 丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆

明確規定了采用脂肪族異氰酸酯、含羥基丙烯酸樹脂及耐候顏料制備聚氨酯面漆,它的耐候壽命能夠達到20 年以上。

1.6 氟碳面漆

氟碳面漆在國外也稱為含氟的聚氨酯面漆,由于其中存在C-F 鍵,其鍵能為485kJ/mol,原子間結合力強,所以其更耐大氣曝曬,更耐酸、堿、鹽等有害介質的侵襲,其保光性遠遠優于聚氨酯面漆,更適合用于對景觀有要求的鋼結構防腐涂裝。

1.7 聚氨酯上蓋板涂料

鐵路鋼橋的縱梁、上承板梁和箱形梁的上蓋板頂面使用耐磨涂料。它是由2 道棕黃聚氨酯底漆(每道干膜最小厚度50mm)和4道灰聚氨酯蓋板面漆(每道干膜最小厚度40mm)組成。這種涂裝體系的特點是耐磨性好。

1.8 灰云鐵環氧中間漆

該漆在富鋅底漆和鋼鐵的噴鋅、噴鋁層上具有優良的附著力和封閉性能。作為環氧富鋅底漆、水性無機富鋅底漆等高性能防銹漆的中間封閉涂層,增強整個涂層的層間附著力和保護性能。它能與環氧型、聚氨酯型和氯化橡膠型等涂料配套,也能與醇酸、酚醛等傳統型涂料進行配套。

1.9 環氧瀝青涂料

主要用于非密封的箱形梁內表面的涂裝。一般涂裝4 道,每道干膜最小厚度為60mm。


2 鐵路鋼橋涂裝體系

為了獲得較好的保護效果,使保護涂裝具有最佳的防腐耐久性能,要根據鋼橋的不同部位及所處環境科學合理地配套選用不同涂料,制定出涂裝體系。表2列出了我國鐵路鋼橋目前所使用的涂裝體系。

鋼橋涂裝體系

我國鐵路橋梁用涂料及涂裝,介紹了鐵路橋梁涂料主要品種、性能以及國內外鋼橋涂裝情況,提出我國鐵路橋梁涂料發展趨勢 中國建材網,cnprofit.com

3 鐵路鋼橋防腐蝕涂裝

3.1 南京長江大橋的涂裝

南京長江大橋目前使用的油漆涂裝體系是表2中的第1體系即2道紅丹酚醛底漆和3道云鐵醇酸面漆。該體系使用中一般每隔(7~8)年需進行一次維護涂裝,即涂裝一次面漆。

3.2 蕪湖長江大橋的涂裝

蕪湖長江大橋是1998年開始修建的,使用的油漆涂裝體系是表2中的第5 體系即2道環氧富鋅底漆、1道云鐵環氧中間漆和2道灰鋁粉石墨醇酸面漆。該體系使用中一般每隔(12~15)年需進行一次維護性涂裝。

3.3 萬州長江特大橋鋼梁的防腐涂裝

萬州長江特大橋是萬宜鐵路的重點工程,該橋地處腐蝕嚴重的重慶萬州地區,目前正在建設中,所使用的涂裝體系為環氧富鋅2道,云鐵環氧中間漆1道,氟碳面漆2道。該體系使用壽命預計可達到30年以上。


4 國外鋼橋涂裝

4.1 英國鋼橋涂裝

英國鋼梁涂料防銹以長期保護為主要目標,在城區也有裝飾性涂料涂裝的鋼梁。采用噴鋅、封孔中間漆和云鐵面漆涂裝體系的鋼梁較多,防蝕方法和防蝕路線比較保守。近幾十年來,采用鋅黃防銹漆或富鋅涂料、云鐵中間漆和各種面漆的保護涂裝方法。他們認為:在一般環境下,用普通標準涂料即可,在惡劣環境下,需采用噴鋅或富鋅涂料,然后涂裝保護面漆。在箱形梁內側,因不易維修,冷凝水又多,采用無溶劑和重防腐涂料保護。在維修方面,采用每6年左右重涂一次,防止原涂層深度老化破壞。

4.2 美國鋼橋涂裝

美國鋼梁涂料防銹也是以長期保護為主要目標,也有裝飾性保護性涂裝的鋼梁。多采用富鋅涂料為底漆,上涂聚乙烯、聚氨酯等涂料,在一般環境下,也采用紅丹防銹漆和鉻酸鋅等防銹底漆。他們重視初始涂裝,除銹徹底,認為以富鋅涂料為底漆,上涂耐久的面漆,多層涂裝,使用壽命可達20年以上。他們總結出幾條結論:a. 在惡劣環境下,鋼梁要噴砂除銹,粗糙度要合適;b. 涂層需要的干膜厚度與涂料的性能有關;c. 底漆應避免過多的填料;d. 油性涂料和醇酸防銹漆在一般環境中性能良好;e. 富鋅涂料在惡劣的環境下性能很好,但效果隨品種和其配套面漆不同而有差異;f. 底漆和面漆配套很重要,施工中應注意。

4.3 日本鋼橋涂裝

日本鋼梁注意防護性和裝飾性,最早采用紅丹防銹漆和醇酸面漆,在20 世紀70、80 年代采用富鋅涂料、氯化橡膠涂料、聚氨酯涂料等,近幾年也采用超耐候的氟碳涂料作為鋼梁保護用材料。由于日本已進入老齡化社會,鋼結構的維修費用和難度越來越大,所以日本很重視長壽命涂料和涂裝體系的研究和使用,并用全壽命成本分析方法選用、評定涂料和涂裝體系。


5 發展趨勢

隨著鐵路向高速、電氣化的發展,對鋼橋維修、大修的要求更高,不可能像以前那樣經常在橋梁上進行施工操作,這都要求研制防腐性能更好、使用壽命更長的涂裝體系,在整個鋼橋使用過程中只進行一、二次保護涂裝,同時應研制對環境污染小的水性涂料、環保型涂料。

5.1 高性能涂料

如常溫固化氟碳涂料,它具有超常的耐候性、突出的耐鹽霧性、優異的耐化學介質和良好的抗沾污性及耐沖刷性。國內的氟碳涂料在主要性能上與國外產品尚有一定差距,所以應加強氟碳涂料尤其是氟碳樹脂的研發力度,生產出真正意義上的氟碳涂料。

5.2 水性涂料

隨著生活水平的不斷提高,人們的環保意識也在不斷增強,鋼橋涂裝使用水性涂料是必然趨勢。水性無機富鋅漆作為預涂底漆已在我國鋼結構加工中廣泛應用,也已開始在我國鋼橋上作為配套底漆使用,但使用中仍存在一些問題,如涂層較脆,與其它涂料配套性不好等,還有待進一步的改進和研究。

5.3 復合保護材料

鋼橋表面電弧噴涂金屬再涂面漆。噴金屬保護始于1910 年,至今已有90 多年的歷史。國外在20世紀30年代已廣泛采用噴鋅涂層繼而用噴鋁涂層保護鐵路和公路橋梁、各種水工鋼結構和水電站設備、石油化工裝備以及船舶等。我國從50年代開始應用至今也已經有50年的歷史。實踐證明噴金屬防腐是一種長效、適用的防腐蝕方法。經過90多年的發展,噴金屬已不單能噴鋅、噴鋁而且可噴鋅鋁合金、噴鋁鎂合金以及噴鋁稀土合金等;在噴涂工藝上也從火焰噴涂逐步發展為電弧噴涂甚至高速電弧噴涂等。電弧噴涂金屬再涂面漆近些年來在我國港口碼頭、橋梁等開始應用,如粵海棧橋工程等。

5.4 鐵路鋼筋混凝土橋的保護材料

現在鐵路鋼筋混凝土橋的設計壽命也和鋼橋一樣,是100 年,另外,既有線上的混凝土橋也不同程度地出現了腐蝕等破壞。因此需要對其進行修補或保護,其中一個主要的保護措施是研制防護涂料,并制定相應的施工工藝。


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