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桥梁钢结构表面腐蚀因素分析及解决措施
近年来,随着我国经济的发展,高速公路、铁路、沿海通道及桥梁等基础设施的建设进入了高峰期,在国家政策的支持鼓励之下,大量的跨江跨海桥梁应运而生。在海洋或各种恶劣自然环境条件下,桥梁结构的耐久性问题遇到了很大的挑战,尤其是钢结构的表面涂装。但值得欣喜的是,由于新技术、新材料、新观念的不断发展,人们对钢梁防腐涂装的重要性的认识越来越明晰,耐腐蚀、耐候性和施工性能好的涂装配套体系得到广泛应用,提高了防护效果,防腐维修周期普遍由过去的几年延长到十几年。

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    那么,究竟有哪些因素会影响涂装防腐的寿命呢?经过笔者的整理搜集,大致可以分为以下几类:

    1、自然环境

    桥梁大部分时候是处在自然环境中,钢结构在水和空气中氧浸蚀的条件下,会产生电化学反应而生成铁锈。

    自然环境对腐蚀的影响因素主要取决于污染大气中的硫化物、氮化物、碳化物等腐蚀性有害成分含量、相对湿度、大气温度和结构表面状态等。

    污染的大气中含有的SO2、NO2、H2F、H2S以及海洋大气中的Cl等,对金属在大气中的腐蚀影响很大。

    相对湿度控制在60%以下,钢铁的腐蚀速度相对缓慢,因为在相对湿度较低的情况下,不能形成表面水膜。

    2、涂料老化

    所有材料本身均存在老化特性,涂料也不例外,材料老化可导致钢结构防腐涂层的失效。

    3、施工原因

    1)桥梁钢结构的表面处理主要有2个方面的要求:①除锈等级(清洁度);②粗糙度,均影响漆膜的附着力。

    对钢结构表面进行处理是涂装防腐施工的第1道工序,若表面处理不当,如带锈、不洁、存留旧涂层或其他附着物、表面凹凸不平、焊瘤、毛边、孔洞等均会影响到整个涂装质量。统计资料数据表明,表面处理质量对涂层防腐寿命的影响程度占50%左右。

    2)施工工艺及条件涂装施工不当主要体现在以下方面:①没有严格按照涂料要求进行混合和稀释;②现场温度、湿度及风速不符合要求;③喷涂施工方法选择不当;④对凹凸、焊缝、边角部位等未进行预涂;⑤涂装时间间隔过长或过短;⑥涂层没有及时防护和养护等。

    3)施工管理施工人员素质低,质量控制不严,可能导致表面处理标准低、涂层厚薄不匀、涂膜厚度不合要求、涂料质量不合格、涂装方法不当、施工工艺不到位等,造成涂膜缺陷。

    采用涂料来保护钢结构,是目前钢结构施工中最常用到的一种方法。漆膜的耐腐蚀性一个重要原因就是涂层作为一种高聚物薄膜,能够不同程度地阻缓腐蚀因子水、氧所和离子的透过,从而发挥防锈防腐蚀的作用。此外,涂层漆膜对腐蚀介质的稳定性,与底材的附着力以及相应的机械性能对于涂层的防腐蚀性能都有着重要的影响。

    涂料对钢结构的保护作用主要有有三种,屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用。

    1.屏蔽作用

    涂料经过良好的施工,覆盖在钢铁表面,能有效地隔绝钢铁与外界腐蚀环境的接触。也就是说,涂料阻止了大气中的氧气、水汽和其它腐蚀性离子对钢铁的侵蚀。

    所有涂料都有着基本的屏蔽作用。

    2.缓蚀作用

    防锈底漆的防锈作用在很大程度上依靠防锈颜料的作用。铬酸锌、磷酸锌和红丹等对钢铁有着缓蚀作用。以磷酸锌为例,它具有形成碱式络合物的能力,可以与漆基的极性基团(羟基或羧基)进一步络合,生成稳定的交联络合物,不仅增强了漆膜的耐水性和附着力,同时在钢铁表面形成了牢固的铁-锌-磷酸盐络合物,阻止锈蚀的形成和发展,降低钢铁的腐蚀速度。

 3.阴极保护作用

    利用锌粉的阴极保护作用,制成的环氧富锌漆和无机硅酸富锌漆最具有最好的防锈作用,是重防腐涂料体系中的首选底漆。高含量的锌粉与钢铁紧密接触,由于锌的电位比钢铁低,腐蚀电流就会从锌流向钢铁,锌粉首先被腐蚀从而就保护了钢铁。锌粉在大气中的腐蚀产物为难溶碱式盐,它们会填没涂层中的空隙,也具有保护作用。

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