橋梁處在跨越江河湖海的自然環(huán)境下，長期暴露在風(fēng)雨、潮濕和被污染的環(huán)境中，而且長期承受動載和靜載，很容易遭受腐蝕破壞，國內(nèi)外都有鋼結(jié)構(gòu)破壞失效的實例，而且這些破壞失效引起的安全事故和經(jīng)濟上的損失是非常慘重的。為了保證橋梁的安全營運，需要對橋梁鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進行防腐保護。目前應(yīng)用較多的是通過熱鍍鋅、熱噴鋅和多層涂料涂裝進行鋼結(jié)構(gòu)腐蝕防護。近年來冷噴鋅涂料的開發(fā)應(yīng)用，又為橋梁鋼結(jié)構(gòu)實用新型長效防護系統(tǒng)提供了新的防腐技術(shù)和材料。

    1、 冷噴鋅涂料及特點

    金屬腐蝕防護措施主要應(yīng)用以下 3 個基本原理：①屏障保護。利用涂層膜形成屏障，將鋼鐵表面和環(huán)境中的電解質(zhì)隔離，在鋼鐵表面形成一道對空氣中的水蒸氣和氧氣等的保護屏障。②化學(xué)抑制。在涂料中添加的有效化學(xué)成分，能抑制金屬陽極或陰極反應(yīng)。③電流 （ 陰極 ） 保護。利用涂料中的大量金屬 （ 鋅、鋁等 ） 粒子積聚對鋼鐵產(chǎn)生電流保護，如同在鋼鐵表面上形成鋅 （ 鋁 ） 陽極。實際使用的一般金屬防護主要是應(yīng)用陰極保護和屏障保護 2 種防護功能，冷噴鋅涂料兼顧這兩種防護體系的優(yōu)點。常規(guī)應(yīng)用的富鋅涂料也有同 時利用陰極保護和屏障保護的特點，但實用富鋅涂料 因含鋅量低、陰極保護作用不強，與普通涂料一樣以屏障保護作用為主，防腐蝕性不如冷噴鋅涂料。

    1.1 冷噴鋅涂料

    用于鋼結(jié)構(gòu)防腐保護的冷噴鋅涂料是由純度高于 99%以原子化提煉的鋅粉 （ 干膜中含96 ％以上的純鋅 ） 、揮發(fā)性溶劑和有機樹脂三部分配制而成的單組分的系列產(chǎn)品。它不含任何鉛、鎘等重金屬成分，溶劑中不含甲苯、二甲苯、一氯甲烷或甲乙酮等有機溶劑，具備環(huán)保功能。由于含鋅量高，冷噴鋅干膜含有96%以上的純鋅，足以為鋼結(jié)構(gòu)材料提供較好的陰極保護。當(dāng)冷噴鋅被氧化時，會在冷噴鋅表面緩慢產(chǎn)生一層鋅鹽層來提供屏障保護。同時，冷噴鋅中的黏結(jié)劑能提供一層附加的屏障保護，從而減緩鋅的氧化。冷噴鋅的復(fù)合防 腐性能，有效地結(jié)合了鋅層的鍍鋅性質(zhì)和有機涂料的 屏障保護，對鋼鐵的防銹效果優(yōu)異。

    在防護性能方面冷噴鋅涂層具有優(yōu)良的柔韌性和很強的抗機械磨損性能，冷噴鋅涂層與鋼結(jié)構(gòu)表面具有機械結(jié)合和化學(xué)結(jié)合優(yōu)良的附著力，即使受到磨損破壞，冷噴鋅也不會剝落。冷噴鋅涂層具備易于重涂維修的優(yōu) 點，使用冷噴鋅涂層可用于替代熱浸鋅、熱噴鋅防護；已 經(jīng)應(yīng)用過熱噴鋅、熱鍍鋅的鋼結(jié)構(gòu)還可應(yīng)用冷噴鋅作為 長期保護。對于使用熱鍍鋅不方便的結(jié)構(gòu)和使用熱鍍 鋅容易引起變形的結(jié)構(gòu)，使用冷噴鋅保護就更具優(yōu)勢。冷噴鋅的適用性較強，可用于潮濕的表面和環(huán)境，對于由焊接、切割、鉆孔、鉚接等引起的防護層破壞和損害，夢能冷噴鋅是比較理想的涂裝防護修補涂料。

    1.2 鋼結(jié)構(gòu)防護應(yīng)用冷噴鋅的優(yōu)點

    實用結(jié)果表明，熱鍍鋅、熱噴鋅 （ 鋁 ） 是鋼結(jié)構(gòu)比較有效的保護技術(shù)，利用鋅 （ 鋁 ） 作為犧牲陽極，可以使鋼鐵表面受到保護，但這種鍍鋅保護技術(shù)較難在工地現(xiàn) 場應(yīng)用，鍍鋅、噴鋁 （ 鋅 ） 防護的施工要求較高，勞動強度較大，質(zhì)量易受操作者情緒變化和施工條件的影響。

    冷噴鋅具備施工簡便的優(yōu)點，防護用冷噴鋅涂料采用 單組分包裝，開罐充分?jǐn)嚢韬蠹纯芍苯邮褂茫话悴槐叵♂尅?yīng)用時可以采用刷 （ 輥 ） 涂、有氣噴涂、無氣噴涂 或浸涂，也可使用噴罐包裝冷噴鋅直接進行噴涂，冷噴鋅既可以在室內(nèi)條件下涂裝施工，亦可在室外現(xiàn)場涂裝施 工，施工方法靈活簡單。只要去除鋼結(jié)構(gòu)表面的油污 和浮銹，冷噴鋅即可涂裝，輕度銹蝕的鋼結(jié)構(gòu)表面也不影 響冷噴鋅涂裝的防護效果。鋼結(jié)構(gòu)維修保養(yǎng)時，可以直 接在舊的冷噴鋅涂層上涂裝新的冷噴鋅涂層，在這種使用條件下，舊的冷噴鋅涂層可以重新溶解和新的冷噴鋅涂層 融合成單一的冷噴鋅涂層。冷噴鋅可以應(yīng)用于熱鍍鋅、熱噴鋅鋼構(gòu)件的重涂和維修更新，使用冷噴鋅涂層防護效 果好，維修施工方便，且節(jié)省費用。

    2、冷噴鋅涂料在橋梁鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

    由于橋梁鋼結(jié)構(gòu)的重要性和后期維護困難，一直 優(yōu)先采用性能優(yōu)良的重防腐涂料涂裝、特殊包覆密封 等防護技術(shù)。各種先進的防腐新技術(shù)、新工藝、新材料在橋梁鋼結(jié)構(gòu)防護中有較好的市場前景和投資效益，近年來冷噴鋅涂料在橋梁鋼結(jié)構(gòu)中也得到了開發(fā)應(yīng)用。由于冷噴鋅涂料施工方法簡單、靈活、方便，冷噴鋅涂料可 廣泛用于各種橋梁鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護和維修。

    2.1 冷噴鋅涂料在橋梁纜索系防護中的應(yīng)用

    冷噴鋅涂料可以方便地用于懸索橋纜索錨固結(jié)構(gòu)、主鞍和散索鞍 （ 含埋件 ） 、索夾、主纜和吊索錨具等的腐 蝕防護；用于斜拉橋的斜拉索錨固結(jié)構(gòu)和錨具等的防 護；用于拱橋吊索錨具結(jié)構(gòu)部分和拱結(jié)構(gòu)的防護。

    2.2 冷噴鋅涂料在橋梁鋼箱粱、鋼塔防護中的應(yīng)用

    可以選用冷噴鋅涂料作為橋梁鋼塔、鋼箱梁、鋼桁梁、鋼錨固件等鋼結(jié)構(gòu)的防護涂料。在這些橋梁鋼結(jié) 構(gòu)上應(yīng)用冷噴鋅涂料，主要是用于重防腐涂裝的底層，與 其他配套涂層一起形成可靠的長效涂裝保護層。

    3、冷噴鋅涂料應(yīng)用

    索鞍是一種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的特大型結(jié)構(gòu)件，質(zhì)量大、加工難度大，是懸索橋的永久結(jié)構(gòu)件，由于體積大 不能實施熱鍍鋅，以前防護主要是熱噴鋅，由于結(jié)構(gòu)復(fù) 雜有一定的施工難度，為了適應(yīng)工期要求，減少防護難度，廣州珠江黃埔大橋在懸索橋主鞍和散索鞍 （ 含埋件制造 ） 中應(yīng)用了冷噴鋅涂料防護。

    3.1 冷噴鋅材料

    冷鍍鋅主要由自制特種樹脂、高純度鋅粉、環(huán)保溶劑和助劑等組成的單組份長效新型重防腐涂料。

    3.2 冷噴鋅涂裝工藝

    冷噴鋅涂料可根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)和涂裝條件的具體情況， 靈活運用不同的涂裝方法和涂裝工藝。冷噴鋅涂裝的控制主要是表面處理、涂裝施工和質(zhì)量檢查 3 個環(huán)節(jié)。

冷鍍鋅樣板膜存檢測

鋼結(jié)構(gòu)橋梁采用冷鍍鋅防腐

冷鍍鋅施工現(xiàn)場

    3.3 應(yīng)用改進措施

    珠江黃埔大橋索鞍 （ 含埋件 ） 應(yīng)用冷噴鋅涂裝后取得了較好的涂裝效果，使用過程中也暴露出一些問題。埋件涂裝后是直接埋地使用，沒有后續(xù)工序，由于冷噴鋅涂層與混凝土結(jié)合較好，又能防腐，使用效果較好。而索鞍還有一些后續(xù)輔助工序，組配吊裝等容易造成涂層破壞和二次污染，影響二道涂層的涂裝質(zhì)量，而且影響外觀。由于冷噴鋅涂料的特點是陰極保護功能，涂裝層暴露一段時間后容易出現(xiàn)表面氧化反應(yīng)，使涂層表面有色差變化，而且在室外環(huán)境下涂層容易污染和損傷，對涂裝和涂裝后的一些工序造成影響，污染和損傷還會影響涂層的防護效果。根據(jù)使用中暴露的問題建議在冷噴鋅涂層表面增加一道涂料防護，即加強屏蔽保護層，以便適應(yīng)后續(xù)輔助工序和吊裝運輸。根據(jù)冷噴鋅供應(yīng)商提供的資料，冷噴鋅涂層上除不能復(fù)涂醇酸類油性涂料外，環(huán)氧樹脂涂料、氯化橡膠涂料、環(huán)氧瀝青涂料、乙烯樹脂涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等均可復(fù)涂。在冷噴鋅外層復(fù)涂面層涂料后，可以方便后續(xù)施工和運輸、吊裝。根據(jù)使用情況，在長期暴露在外的鋼結(jié)構(gòu)復(fù)合防護中，冷噴鋅宜于用作底層涂料，如果在冷噴鋅涂層上涂裝有效的中層和面層涂料，形成的多層涂裝系統(tǒng)能有效延長防護年限。在橋梁鋼結(jié)構(gòu)中可以直接借用成熟的配套涂裝防護方案，用冷噴鋅涂層，替代原防護系統(tǒng)的底層涂料或熱鍍鋅、熱噴鋅等防護層，然后應(yīng)用匹配的中間涂層和面層涂料。一方面提供涂層的屏蔽 作用，強化防護和延長防護年限；另一方面表層涂料可 適用各種表面外觀顏色，提供涂層較強的耐蝕性、耐候性 （ 抗紫外線 ） 等特殊防護功能。

    4、結(jié)語

    近年來橋梁工程領(lǐng)域中鋼結(jié)構(gòu)得到了越來越多的應(yīng)用，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和技術(shù)進步，鋼結(jié)構(gòu)已成為現(xiàn)代大跨度橋梁的主要結(jié)構(gòu)件。由于橋梁結(jié)構(gòu)的特殊要求和重要性，冷噴鋅涂料作為一種新材料在橋梁鋼結(jié)構(gòu)腐蝕防護中有良好的應(yīng)用前景。特別是對于需要重防腐而又難以實施熱鍍鋅和熱噴鋅的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)用冷噴鋅涂料使用簡單、操作方便、容易修補，有一定優(yōu)勢。冷噴鋅涂料可以用于橋梁纜索 （ 斜拉索、主纜索股、吊索等 ） 錨具、錨固系統(tǒng)的外層防護；可以用于懸索橋的埋件和索鞍索夾防護；可以用于橋梁鋼塔、鋼箱梁、鋼桁梁、鋼拱和其他鋼結(jié)構(gòu)的底層涂裝防護。

    冷噴鋅涂料的性能直接影響防腐效果，目前主要是采用進口冷噴鋅涂料，由于從國外進口，存在冷噴鋅涂料價格偏高的問題，目前價格對冷噴鋅涂料的推廣應(yīng)用有一定的制約。冷噴鋅涂料對涂裝配合和涂裝工藝技術(shù)有一些特殊要求，二次污染和損壞也影響涂裝質(zhì)量和效果， 需要改進和提高冷噴鋅涂料的使用性能，重視涂裝技術(shù)和工藝的開發(fā)研究。在涂料涂裝實用中，由于工藝或施工操作不當(dāng)造成的問題比較多，一定要重視涂裝質(zhì)量和施工質(zhì)量控制，施工過程造成的缺陷、損傷和破壞 要及時修補。用于室外環(huán)境和后續(xù)工地作業(yè)條件下， 為了真正體現(xiàn)出冷噴鋅涂料的優(yōu)勢和特點， 冷噴鋅宜用作底層涂料，與其他長效中層和面層涂料配套使用，改進和提高橋梁鋼結(jié)構(gòu)腐蝕防護效果，延長橋梁的安全使用壽命。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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