橋梁處在跨越江河湖海的自然環(huán)境下,長(zhǎng)期暴露在風(fēng)雨、潮濕和被污染的環(huán)境中,而且長(zhǎng)期承受動(dòng)載和靜載,很容易遭受腐蝕破壞,國(guó)內(nèi)外都有鋼結(jié)構(gòu)破壞失效的實(shí)例,而且這些破壞失效引起的安全事故和經(jīng)濟(jì)上的損失是非常慘重的。為了保證橋梁的安全營(yíng)運(yùn),需要對(duì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行防腐保護(hù)。目前應(yīng)用較多的是通過(guò)熱鍍鋅、熱噴鋅和多層涂料涂料進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)腐蝕保護(hù)。近年來(lái)鋅盾冷涂鋅的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,又為橋梁鋼結(jié)構(gòu)實(shí)用新型長(zhǎng)效防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行了新的防腐技術(shù)和材料。
1、鋅盾冷涂鋅的特點(diǎn)
金屬腐蝕防護(hù)措施主要應(yīng)用以下3個(gè)基本原理:
①屏障保護(hù)。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(duì)空氣中的水蒸氣和氧氣等的保護(hù)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(yáng)極或陰極反應(yīng)。
③電流(陰極)保護(hù)。利用涂料中的大量金屬(鋅、鋁等)粒子積聚對(duì)鋼鐵產(chǎn)生電流保護(hù),如同在鋼鐵表面上形成鋅(鋁)陽(yáng)極。實(shí)際使用的一般金屬防護(hù)主要是應(yīng)用陰極保護(hù)和屏障保護(hù)2種防護(hù)功能,鋅盾冷涂鋅兼顧這兩種防護(hù)體系的優(yōu)點(diǎn)。常規(guī)應(yīng)用的富鋅涂料也有同地利用陰極保護(hù)和屏障保護(hù)的特點(diǎn),但實(shí)用富鋅涂料因含鋅量低、陰極保護(hù)作用不強(qiáng),與普通涂料一樣以屏障保護(hù)作用為主,防腐蝕性遠(yuǎn)不如鋅盾冷涂鋅。
用于鋼結(jié)構(gòu)防腐保護(hù)的鋅盾冷涂鋅是由純度高于99.996%以原子化提煉的鋅粉(干膜中鋅含量高于96%)、揮發(fā)性溶劑和有機(jī)樹(shù)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(jī)溶劑,具備環(huán)保功能,由于含鋅量高,鋅盾冷涂鋅干膜含有96%以上的鋅,足以為鋼結(jié)構(gòu)材料提供較好的陰極保護(hù)。當(dāng)鋅盾鋅盾冷涂鋅被氧化時(shí),會(huì)在鋅盾鋅盾冷涂鋅表面緩慢產(chǎn)生一層鋅鹽層來(lái)提供屏障保護(hù)。同時(shí),鋅盾中的黏結(jié)劑能提供一層附加的屏障保護(hù),從而減緩鋅的氧化。鋅盾的復(fù)合防腐性能,有效地結(jié)合了鋅層的鍍鋅性質(zhì)和有機(jī)涂料的屏障保護(hù),對(duì)鋼鐵的防銹效果優(yōu)異。
在防護(hù)性能方面鋅盾冷涂鋅涂層具有優(yōu)良的柔韌性和很強(qiáng)的抗機(jī)械磨損性能,鋅盾涂層與鋼結(jié)構(gòu)表面具有機(jī)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,鋅盾也不會(huì)剝落。鋅盾涂層具備易于重涂維修的優(yōu)點(diǎn),使用鋅盾鋅盾冷涂鋅涂層可用于替代熱浸鋅、熱噴鋅防護(hù);已經(jīng)應(yīng)用于熱噴鋅、熱鍍鋅的鋼結(jié)構(gòu)還可應(yīng)用鋅盾作為長(zhǎng)期保護(hù)。對(duì)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),使用鋅盾保護(hù)就更具有優(yōu)勢(shì)。鋅盾的適用性較強(qiáng),可用于潮濕的表面和環(huán)境,對(duì)于由焊接、切割、鉆孔、鉚接等引起的防護(hù)層破壞和損害,鋅盾是比較理想的涂裝防護(hù)修補(bǔ)涂料。
2、鋅盾冷涂鋅涂料在橋梁鋼結(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(hù)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(hù)技術(shù)。各種先進(jìn)的防腐新技術(shù)、新工藝、新材料在橋梁鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)中有較好的市場(chǎng)前景和投資效益,近年來(lái)鋅盾涂料在橋梁鋼結(jié)構(gòu)中也得到了開(kāi)發(fā)應(yīng)用。由于鋅盾冷涂鋅涂料施工方法簡(jiǎn)單、靈活、方便,鋅盾冷涂鋅涂料可廣泛用于各種橋梁鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù)和維修。
3、熱鍍鋅與鋅盾冷涂鋅有什么區(qū)別?
熱鍍鋅(galvanizing)也叫熱浸鋅和熱浸鍍鋅,是將除銹后的鋼件浸入500℃左右融化的鋅液中,使鋼構(gòu)件表面附著鋅層,從而起到防腐的目的。
熱浸鋅層是鋅在液態(tài)下,分三個(gè)步驟形成的,鐵基表面被鋅液溶解形成鋅、鐵合金相層;合金層中的鋅離子進(jìn)一步向基體擴(kuò)散形成鋅、鐵互溶層;合金層表面包裹著鋅層。
鋅盾冷涂鋅工藝:在施工工藝方面,只需要按照正常的油漆噴涂方法(刷涂、輥涂、噴涂)操作即可,達(dá)到規(guī)定的最小膜厚40微米,最大膜厚120微米,一個(gè)完整的涂裝體系可保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)達(dá)25年以上。
熱鍍鋅工藝:熱鍍鋅是將除銹后的鋼件浸入500℃融化的鋅液中,使鋼件表面附著鋅層。
4、現(xiàn)行不同防腐方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比
普通涂料防護(hù)周期較短,在橋梁壽命周期內(nèi),必須多次防腐維修,近年來(lái)采用鋅盾冷涂鋅噴涂+涂層保護(hù)協(xié)同作用,達(dá)到長(zhǎng)效防腐的作用,已經(jīng)在港珠澳大橋、蕪湖長(zhǎng)江二橋、安徽北沿江高速、寧波春曉大橋、珠海橫琴二橋、杭州灣跨海大橋等防腐工程中,取得了良好的防腐效果,大大延長(zhǎng)了維修周期,同時(shí)鋅盾冷涂鋅涂層較好解決了縫隙腐蝕、孔蝕等高危害性腐蝕情況,是鋼結(jié)構(gòu)防腐較好的解決方案。
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