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      鋼結構橋梁工程防腐涂裝施工技術研究
      發布時間: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

         隨著國家經濟建設的發展,鋼結構的使用范圍日益廣泛,鋼結構的質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,涂裝防腐作業作為一個非常重要的環節擺在人們面前。

         來自中國鋼結構協會統計的一組數據:據發達國家統計,每年由于腐蝕而造成的經濟損失約占國民生產總值的4%,而我國在1980年化工系統對所屬10家企業進行調查結果表明,由于腐蝕造成的經濟損失相當于總產值的3.94%,1982年鞍山鋼鐵公司調查結果,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、跨度大等優勢,現已普遍應用在工民建、公路交通等行業,提高鋼結構的防腐涂裝質量已刻不容緩。

         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涂裝,第2部分為現場鋼構件安裝完成后涂裝。

         3.1鋼結構加工廠內涂裝作業

         主要施工內容:①鋼板拋射(或噴砂)除銹后刷上工程漆;②廠內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,根據刷漆強度大小定,原則是必須在噴砂后24h內刷上工程漆。

         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專業設備進行檢測。

         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。施工經驗認為,這個環節非常重要,必須按規范要求認真進行涂刷作業。工程漆作為鋼結構首道“屏障”,如果首道“屏障”沒有質量保證,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量尤為重要。

         涂刷工程漆作業注意事項:①噴砂或者刨丸除銹后,粗糙度必須要按規范要求經過選點抽檢,檢驗達到設計要求粗糙度后,24h內刷上工程漆;②漆料根據母材材質和使用環境即設計要求來選擇,且使用有品質保證的漆料;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定。中漆選擇厚膜型的環氧中漆。

         3.1.5廠內鋼構件涂裝作業

         廠內加工制作完成各桿件后,依次進行底漆、中漆的涂刷作業,具體作業如下。

         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)在廠內加工的鋼構件焊口位置,不平的地方經手工電動打磨后,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)漆料的選擇應根據設計和規范要求進行。

         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涂裝作業重點注意事項

         為保證涂裝作業質量,在涂裝作業過程中,做到把握重點環節,進行重點作業,具體注意事項如下。

         1)刷漆的施工環境當空氣濕度>85%,或構件表面有結露時,不能進行涂層作業。

         2)涂層作業氣溫在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。因為構件溫度≥40℃,在鋼板表面涂刷油漆時會產生氣泡,從而降低漆膜的附著力。

         4)涂料進場時,必須經過專業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、基料等之間的現場調配,必須根據試驗得到的最佳配合比進行現場調配,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過檢查合格后才能進行下道工序。

         8)在廠內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。在廠內涂裝作業時,各鋼構件將在兩桿件安裝對接位置處留出20cm寬度不刷漆,方便現場對焊。

         9)刷完底漆必須進行質量與漆膜厚度檢驗,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,又無失光現象,均可認為漆膜已經實際干燥。

         3.2現場鋼構件安裝完成后涂裝

         現場鋼結構安裝階段涂裝作業主要包括:桁架桿件和箱梁外部面漆作業,拼裝對接焊縫位置的3層底、中、面漆作業,以及鋼構件在運往現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因在鋼結構加工廠完成鋼構件的底漆、中漆,現場桿件對接完畢后涂裝作業,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。

         2)鋼構件對接位置焊縫處的涂裝此處涂裝作業,必須經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)部分桿件因運輸吊裝和現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定的除銹等級,并在規定的時間內涂刷底漆。

         2)進廠的涂料應有產品合格證明,并按涂料產品的驗收規則進行復驗和涂料配合比試驗。

         3)涂裝環境應符合規范所規定的要求。

         4.2涂裝過程的檢查

         1)涂裝作業中,涂料的施工黏度變稠時操作者不能擅自調整,應由指定人員進行調整。

         2)分層涂裝作業中,使用漆膜厚度儀測定每層涂層的厚度。

         3)分層涂裝作業中,每道漆膜不允許有咬底、剝落、漏涂、起泡等現象。

         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范和設計要求,進行質量驗收。

         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,涂層的質量是影響涂裝防護的關鍵因素,而涂裝的質量除了與涂料本身質量有關外,還與鋼構件表面除銹質量、漆膜厚度、涂裝作業工藝等方面有關。因此,只有對從鋼結構加工制作到現場安裝全程的涂裝防腐進行控制,才能保證鋼結構工程質量和使用年限,從而減少后期防腐維護費用,提高產品安全穩定性。

         參考文獻:

         [1]張伯權,李勇,付紅.鋼結構橋梁的防腐蝕方法[J].世界橋梁,2006(3):67-70.

         [2]徐蘭洲.鋼結構防腐蝕涂料保護技術[J].鋼結構,1989(2):1-6.

         [3]王景文.實用鋼結構工程安裝技術手冊[M].北京:中國電力出版社,2006.

         [4]沈祖炎.鋼結構制作安裝手冊[M].北京:中國建筑工業出版社,1998.

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