工程案例
業(yè)務范圍
鋼結構橋梁工程防腐涂裝施工技術研究
發(fā)布時間：2014-07-15
［摘要］以天津市某橋為例，該橋為自錨式全焊鋼結構橋，外形設計在國內(nèi)尚屬首次，通過對其橋梁涂裝施工關鍵技術的研究，保證了橋梁涂裝施工質(zhì)量，使橋梁使用壽命得到保障。［關鍵詞］橋梁工程;鋼橋;涂裝;拋射(噴砂)除銹;質(zhì)量檢測
［中圖分類號］U448．36［文獻標識碼］A［文章編號］1002-8498(2012)S1-0196-03
1·鋼結構涂裝工程重要性
隨著國家經(jīng)濟建設的發(fā)展，鋼結構的使用范圍日益廣泛，鋼結構的質(zhì)量及使用壽命將越來越引起人們的關注與重視。而在影響鋼結構使用壽命中，涂裝防腐作業(yè)作為一個非常重要的環(huán)節(jié)擺在人們面前。
來自中國鋼結構協(xié)會統(tǒng)計的一組數(shù)據(jù):據(jù)發(fā)達國家統(tǒng)計，每年由于腐蝕而造成的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的4%，而我國在1980年化工系統(tǒng)對所屬10家企業(yè)進行調(diào)查結果表明，由于腐蝕造成的經(jīng)濟損失相當于總產(chǎn)值的3．94%，1982年鞍山鋼鐵公司調(diào)查結果，腐蝕損失約1億元。
鋼結構的腐蝕不僅造成自身的經(jīng)濟損失，還直接影響結構的安全性，所以做好鋼結構的防腐蝕工作具有深遠的經(jīng)濟和社會意義。
2·工程概況
本工程為自錨式桁吊組合全焊鋼結構橋，橋梁采用Q345qD橋梁專用鋼，全橋用鋼量大約4654t，涂裝工程量大約3．17m2。工程外部設計涂層分3層，依次為底漆、中漆、面漆。橋梁內(nèi)部設計涂層分2層，即底漆、中漆，設計防腐年限10年以上(見圖1)。
圖1橋梁示意
國家重點工程“鳥巢”，采用的高強度鋼材用量4．2萬t，工程防腐涂裝面積達28．4萬m2，涂裝分6層，設計防腐年限25年。
鋼結構以其施工速度快、跨度大等優(yōu)勢，現(xiàn)已普遍應用在工民建、公路交通等行業(yè)，提高鋼結構的防腐涂裝質(zhì)量已刻不容緩。
3·涂裝工程施工
該橋梁涂裝工程施工，按施工先后順序，分兩大部分進行敘述:第1部分為鋼結構加工廠內(nèi)涂裝，第2部分為現(xiàn)場鋼構件安裝完成后涂裝。
3．1鋼結構加工廠內(nèi)涂裝作業(yè)
主要施工內(nèi)容:①鋼板拋射(或噴砂)除銹后刷上工程漆;②廠內(nèi)鋼構件加工制作完成后的涂裝。
3．1．1鋼板拋射(或噴砂)除銹后刷上工程漆
鋼構件的加工制作需要一段過程，長達數(shù)月，所以采購回來的鋼料板，先進行拋射(或噴砂)處理，然后刷上工程漆，以防加工制作工程中的腐蝕。為打造鋼板的粗糙度，鋼料板采用拋射或噴砂除銹處理。以本工程鋼結構橋梁涂裝作業(yè)為例，該設計表面噴砂處理至Sa2．5，表面粗糙度40～75μm，具體防腐要求如表1所示。
表1橋梁防腐要求
表1橋梁防腐要求
依據(jù)國家除銹標準GB82923—88，Sa2．5表示非常徹底地噴射或拋射除銹，并且鋼材表面無可見油脂和污垢，氧化皮、鐵銹等附著物，任何殘留痕跡應僅是點狀或條紋狀的輕微色斑。
3．1．2噴砂除銹工藝
本工程采用噴砂除銹方法，利用壓縮空氣的壓力，連續(xù)不斷地用石英砂或鋼砂沖擊鋼構件表面，把鋼材表面的鐵銹、油污等雜物清理干凈，露出鋼材本色的一種除銹方法。這種方法效率高，除銹徹底，是較先進的除銹工藝。噴砂除銹具體施工工藝如下。
1)施工環(huán)境選擇相對濕度≤85%，控制鋼材表面溫度，高于空氣露點溫度3℃以上。
2)鋼板表面清理對鋼板表面灰塵、油污和水分進行清理。
3)磨料選擇一般選擇鋼丸或鐵丸作磨料。用鋼丸作磨料，價格雖高，但可以循環(huán)重復使用多次，而且除銹效果好，無粉塵污染。在選擇采購磨料時，選用密度大、韌性強、有一定粒度要求的粒狀物;磨料的表面不得有油污，含水率≤1%;選擇磨料的粒徑，具體選擇哪種，要看工程設計圖紙的粗糙度，根據(jù)粗糙度選擇磨料的粒徑。
4)壓縮空氣處理噴砂除銹時，使用的壓縮空氣必須分離出油污和水分，否則油污和水分在噴砂過程中附在鋼材表面上，不僅影響涂層的附著力，還將破壞涂層的均勻性和密實性。
5)噴砂噴砂工程量大小，根據(jù)刷漆強度大小定，原則是必須在噴砂后24h內(nèi)刷上工程漆。
6)清理噴砂除銹后的鋼材表面，用毛刷、抹布等工具清掃，或用干凈的壓縮空氣吹凈殘余磨料。
7)粗糙度檢驗粗糙度的檢驗一般采用專業(yè)的儀器檢測，如RT200，R1020式粗糙度檢測電子儀等攜帶便利的小型檢測儀器或?qū)I(yè)設備進行檢測。
3．1．3噴砂除銹后刷上工程漆
刷上工程漆是為了鋼結構加工制作過程中的防腐。施工經(jīng)驗認為，這個環(huán)節(jié)非常重要，必須按規(guī)范要求認真進行涂刷作業(yè)。工程漆作為鋼結構首道“屏障”，如果首道“屏障”沒有質(zhì)量保證，待到各桿件加工完成后，時間一長，日曬雨淋，大部分工程漆剝落或者銹斑，因此唯一解決的辦法只有采取人工打磨除銹，然后再補刷漆。這樣既造成財力與勞力耗費，還延誤工期，所以保證工程漆的施工質(zhì)量尤為重要。
涂刷工程漆作業(yè)注意事項:①噴砂或者刨丸除銹后，粗糙度必須要按規(guī)范要求經(jīng)過選點抽檢，檢驗達到設計要求粗糙度后，24h內(nèi)刷上工程漆;②漆料根據(jù)母材材質(zhì)和使用環(huán)境即設計要求來選擇，且使用有品質(zhì)保證的漆料;③加工制作好的桿件成品，必須做好苫蓋等保護措施。
3．1．4廠內(nèi)鋼構件加工制作完成后涂裝
進行鋼板原料處理加工刷上工程漆后，進行下道工序即鋼構件的制作，待鋼構件加工制作完畢后依次刷上涂層漆。
以本鋼結構橋為例，鋼構件主要包括鋼箱梁和主桁架，在鋼箱梁和主桁架桿件內(nèi)部刷上底漆和中涂漆，箱梁和主桁架桿外部只刷底漆與中漆，面漆等到現(xiàn)場安裝組拼完成后再施作。
該鋼結構工程構件涂裝底漆選擇富鋅底漆，該漆膜防銹能力強，具有陰極保護和能滲入焊接處，能耐溶劑，并且在陽光照射下耐候性穩(wěn)定。中漆選擇厚膜型的環(huán)氧中漆。
3．1．5廠內(nèi)鋼構件涂裝作業(yè)
廠內(nèi)加工制作完成各桿件后，依次進行底漆、中漆的涂刷作業(yè)，具體作業(yè)如下。
1)鋼結構桿件加工制作過程中掉漆部位，采用人工電動砂輪小面積二次除銹，除銹等級要求為St3。
2)在廠內(nèi)加工的鋼構件焊口位置，不平的地方經(jīng)手工電動打磨后，可以利用相應膩子膏作為平整底層，干燥后利用砂布磨平，然后刷上底漆。
3)部分加工好的桿件，工程漆完好并且無銹斑的部位，只需把表面部分油污、灰塵等清理干凈，便可刷上底漆。
4)漆料的選擇應根據(jù)設計和規(guī)范要求進行。
5)刷漆方式基本都采用刷涂法與手工滾涂法，刷底漆使用彈性好的硬毛刷，這樣可以增大漆膜的附著力，刷最后一遍面漆時可以使用彈性好的軟毛刷，這樣刷出來的效果表面光滑、平整。一些小桿件的內(nèi)部沒有操作空間的，在加工組裝之前先刷好漆，但在焊接組裝過程中，因為部分焊接采用單面焊接、雙面成型的技術，所以內(nèi)部焊縫位置原來刷好的漆膜破壞掉了必須補上，因此采用空氣噴涂法，用噴槍噴涂往往要噴上幾次才能達到所要求的漆膜厚度，這種方法易浪費漆料，適用于密閉空間。
3．1．6涂裝作業(yè)重點注意事項
為保證涂裝作業(yè)質(zhì)量，在涂裝作業(yè)過程中，做到把握重點環(huán)節(jié)，進行重點作業(yè)，具體注意事項如下。
1)刷漆的施工環(huán)境當空氣濕度＞85%，或構件表面有結露時，不能進行涂層作業(yè)。
2)涂層作業(yè)氣溫在5～38℃為宜，當氣溫低于5℃時，原則上應停止刷漆，除非選用相應的低溫涂層材料施涂。
3)當氣溫≥40℃時，應停止涂層作業(yè)。因為構件溫度≥40℃，在鋼板表面涂刷油漆時會產(chǎn)生氣泡，從而降低漆膜的附著力。
4)涂料進場時，必須經(jīng)過專業(yè)部門的涂料性能測定，對外觀透明度、顏色、結皮性、觸變性、黏度、細度、密度、固體含量等指標進行合格鑒定后方能投入使用。
5)稀釋劑、固化劑、主漆、基料等之間的現(xiàn)場調(diào)配，必須根據(jù)試驗得到的最佳配合比進行現(xiàn)場調(diào)配，并且充分攪拌均勻，色澤、黏度達到均勻一致后才能涂刷。
6)刷第1層底漆時涂刷方向應該一致，接茬整齊。刷漆時應勤沾、短刷，防止刷子帶漆太多而流墜。統(tǒng)一刷第1遍干后，再刷第2遍，第2遍涂刷方向與第1遍涂刷方向垂直，使漆膜厚度均勻一致。
7)環(huán)氧漆分層漆刷，應當每層在前一層實干前涂覆，底漆涂裝完畢后必須經(jīng)過檢查合格后才能進行下道工序。
8)在廠內(nèi)加工焊接完成的鋼構件，在進行焊縫探傷、打磨、去氧化皮、焊疤、灰塵等處理后才能刷上底漆。在廠內(nèi)涂裝作業(yè)時，各鋼構件將在兩桿件安裝對接位置處留出20cm寬度不刷漆，方便現(xiàn)場對焊。
9)刷完底漆必須進行質(zhì)量與漆膜厚度檢驗，并且間隔足夠長的時間，必須等到底漆完全實干后(一般間隔為6～8h)，才能刷中間漆。刷好漆后，在4h內(nèi)遇有大風或雨，應加以覆蓋，防止表面沾染塵土和水汽，以免影響涂層的附著力。
10)漆面檢測選用專用漆膜檢測儀進行檢測，也可以使用較為簡單實用的人工檢測方法。在此介紹筆者在施工現(xiàn)場總結出的一個簡單有效的方法，用干燥的小木板或者小塑料板把小棉球往涂裝好的漆膜表面一壓，然后取下小木板，如果棉球能自由下落，而且漆膜上不粘纖維或棉球的痕跡，又無失光現(xiàn)象，均可認為漆膜已經(jīng)實際干燥。
3．2現(xiàn)場鋼構件安裝完成后涂裝
現(xiàn)場鋼結構安裝階段涂裝作業(yè)主要包括:桁架桿件和箱梁外部面漆作業(yè)，拼裝對接焊縫位置的3層底、中、面漆作業(yè)，以及鋼構件在運往現(xiàn)場安裝過程中磕碰掉漆部位補漆。
1)上部桁架與箱梁外部的面漆作業(yè)因在鋼結構加工廠完成鋼構件的底漆、中漆，現(xiàn)場桿件對接完畢后涂裝作業(yè)，如果刷好的漆膜沒受到破壞，只需對桿件表面的灰塵、水分等表面清潔干凈，即可進行面漆作業(yè)。
2)鋼構件對接位置焊縫處的涂裝此處涂裝作業(yè)，必須經(jīng)過焊縫探傷合格后才可進行。在刷漆之前，還需進行焊縫的打磨，去焊渣、氧化皮、焊疤、灰塵、毛刺、油污等，部分不平整的地方可以補上膩子膏，后依次刷上底、中、面漆。
3)部分桿件因運輸?shù)跹b和現(xiàn)場安裝吊裝磕碰掉漆的部位刷漆。此處刷漆前需進行人工小面積除銹打磨，除銹方法采用人工電動砂輪小面積的除銹，除銹等級要求為St3。除銹后進行表面清潔，依次補上底、中、面漆。
4·鋼結構涂裝質(zhì)量檢驗
4．1涂裝前的檢查
1)鋼材表面除銹必須達到設計規(guī)定的除銹等級，并在規(guī)定的時間內(nèi)涂刷底漆。
2)進廠的涂料應有產(chǎn)品合格證明，并按涂料產(chǎn)品的驗收規(guī)則進行復驗和涂料配合比試驗。
3)涂裝環(huán)境應符合規(guī)范所規(guī)定的要求。
4．2涂裝過程的檢查
1)涂裝作業(yè)中，涂料的施工黏度變稠時操作者不能擅自調(diào)整，應由指定人員進行調(diào)整。
2)分層涂裝作業(yè)中，使用漆膜厚度儀測定每層涂層的厚度。
3)分層涂裝作業(yè)中，每道漆膜不允許有咬底、剝落、漏涂、起泡等現(xiàn)象。
4．3涂裝后的檢查
1)涂層外觀檢查涂層外觀應均勻、平整、豐滿、有光澤，沒有咬底、剝落、裂縫、針孔等缺陷。
2)涂層厚度檢查采用干膜測厚儀進行測定，并依照鋼結構涂裝驗收規(guī)范和設計要求，進行質(zhì)量驗收。
5·結語
鋼結構涂裝防護利用涂料的涂層使被涂鋼桿件與環(huán)境隔離，從而達到防腐蝕的目的，延長被涂物件的使用壽命。因此，涂層的質(zhì)量是影響涂裝防護的關鍵因素，而涂裝的質(zhì)量除了與涂料本身質(zhì)量有關外，還與鋼構件表面除銹質(zhì)量、漆膜厚度、涂裝作業(yè)工藝等方面有關。因此，只有對從鋼結構加工制作到現(xiàn)場安裝全程的涂裝防腐進行控制，才能保證鋼結構工程質(zhì)量和使用年限，從而減少后期防腐維護費用，提高產(chǎn)品安全穩(wěn)定性。
參考文獻:
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