王中立 張玉祥

（中交一航局第一工程有限公司 天津市 300456）

長(zhǎng)效防腐涂層在碼頭鋼管樁上的應(yīng)用

王中立 張玉祥

（中交一航局第一工程有限公司 天津市 300456）

鋼管樁是海港碼頭施工中常用的樁基結(jié)構(gòu)，因鋼管樁永久浸泡在海水中，為了保證樁基結(jié)構(gòu)的耐久性，鋼管樁表面涂層防腐質(zhì)量顯得尤為重要。通過(guò)對(duì)目前幾種專業(yè)海工防腐涂料的性能對(duì)比，選擇一種更適合的防腐涂料。

鋼管樁；海港碼頭；耐久性；涂層防腐

1 前言

近年隨著工程發(fā)展的要求，一些跨海大橋和大型碼頭對(duì)鋼管樁的防腐提出了更為苛刻的要求，防腐年限延長(zhǎng)到50年至甚至100年。由于固定式鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)在海洋中各腐蝕區(qū)域的腐蝕條件和腐蝕特征有所不同，所以防腐蝕方法也不盡一致。通常將海洋固定式鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)劃分為兩大區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，即分為水上防蝕區(qū)和水下防蝕區(qū)。水上防蝕區(qū)包括大氣區(qū)、浪濺區(qū)、部分水位變動(dòng)區(qū)，也就是平均潮水線以上各腐蝕區(qū)，該區(qū)由于不浸水或者浸水率低，一般以采用涂漆材料為主進(jìn)行保護(hù)。水下防蝕區(qū)包括部分水位變動(dòng)區(qū)、水下區(qū)和泥下區(qū)，也就是平均潮水線以下各腐蝕區(qū)，該區(qū)域由于浸水率達(dá)60～100%，所以宜單獨(dú)采用陰極保護(hù)技術(shù)（含犧牲陽(yáng)極保護(hù)和外加電流保護(hù)）進(jìn)行保護(hù)，或者同時(shí)采用陰極保護(hù)技術(shù)和涂料聯(lián)合保護(hù)。

2 海工鋼管樁重防腐涂料的選擇

2.1 環(huán)氧粉末涂料

環(huán)氧粉末涂料漆膜堅(jiān)固，耐蝕性強(qiáng)，耐酸、堿、抗?jié)駸?、抗鹽霧。環(huán)氧粉末涂料不含有機(jī)溶劑，固體分100，減少對(duì)人體危害及對(duì)環(huán)境的污染，涂料利用率高，過(guò)噴的粉末可以回收利用。

但是環(huán)氧粉末涂料需要建設(shè)專門的生產(chǎn)線，需要大量前期投入。同時(shí)由于鋼管樁與環(huán)氧粉末噴涂完后，鋼管和涂層立即由220℃溫度在短時(shí)間劇降到常溫，再加上環(huán)氧粉末涂層厚度600～800μm，使之涂層內(nèi)產(chǎn)生較大的內(nèi)聚力和內(nèi)應(yīng)力，涂層經(jīng)海水浸泡一段時(shí)間后，由于這種內(nèi)應(yīng)力的作用涂層很容易破損且翹起。另外，涂層與鋼管母材熱脹冷縮率差值較大，伸縮不一，而且降溫速度也不同，造成涂層與鋼管外壁之間產(chǎn)生肉眼不易觀察到的間隙，嚴(yán)重降低了涂層與鋼管外壁之間的附著力。

施工過(guò)程中和工程投入使用之后，受外界影響造成涂層局部破損，但是由于自身無(wú)法進(jìn)行廠內(nèi)修補(bǔ)，而且安裝好的鋼管樁進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)涂更是極其困難。也可以說(shuō)，因現(xiàn)場(chǎng)不具備涂裝施工條件，不適宜再采用環(huán)氧粉末涂料對(duì)涂層破損處進(jìn)行修補(bǔ)。

2.2 聚氨酯涂料

聚氨酯涂料物理機(jī)械性能良好，漆膜堅(jiān)韌耐磨，附著力強(qiáng)，耐腐蝕性優(yōu)良，漆膜耐酸堿、抗鹽霧性強(qiáng)。用于鋼管樁的聚氨酯涂料，有雙組分固化型、濕固化型和無(wú)溶劑聚氨酯涂料。聚氨酯涂料的固化速度快，即使在冬天也能快速固化。

聚氨酯是有機(jī)酸和醇類的反應(yīng)物，用于鱗片涂料中的聚氨酯主要是由不飽和二鹽基酸與二羥基醇的反應(yīng)物。聚氨酯溶于苯乙烯單體，加入催化劑和固化劑，苯乙烯開(kāi)始交聯(lián)，形成固體涂膜。在固化中會(huì)有實(shí)質(zhì)的收縮伴以放熱反應(yīng)，加入鱗片以吸收這種收縮應(yīng)力。不含苯乙烯的聚氨酯涂料，用乙烯基甲苯代替了其中的苯乙烯，消除了氣味，符合環(huán)保要求。雙組分噴漆泵和常規(guī)高壓無(wú)氣噴涂都可以進(jìn)行聚氨酯玻璃鱗片涂料的施工。使用雙組分噴漆泵，能在溫度低到5℃時(shí)施工：使用常規(guī)的無(wú)氣噴涂泵時(shí)，最低溫度以10℃為佳。

2.3 改性環(huán)氧重防腐涂料

改性環(huán)氧重防腐涂料，用碳?xì)錁?shù)脂改性低分子量環(huán)氧樹(shù)脂，其突出的優(yōu)點(diǎn)是滲透性強(qiáng)，具有優(yōu)異的封閉性能和附著力；體積固體分高達(dá)80%以上，溶劑含量少或不含溶劑，有利于環(huán)境保護(hù)；與陰極保護(hù)有著良好的相容性。

碼頭鋼管樁多處于沿海地區(qū)，水上和水下特別是海浪飛濺區(qū)，腐蝕嚴(yán)重。應(yīng)用重防腐蝕涂料對(duì)鋼管樁進(jìn)行防腐蝕保護(hù)，簡(jiǎn)便有效。其中，改性環(huán)氧重防腐涂料由于其施工工藝簡(jiǎn)單、現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)簡(jiǎn)便，在海洋平臺(tái)上已經(jīng)有幾十年的成功應(yīng)用歷史，是碼頭鋼管樁防腐蝕的首選產(chǎn)品。

改性環(huán)氧重防腐涂料是一種適用于海洋環(huán)境的超厚膜、無(wú)溶劑、環(huán)保型重防腐蝕涂料。這種涂料漆膜干燥快，硬度高，耐磨性好，附著力優(yōu)異，耐海水、耐化學(xué)腐蝕，無(wú)需高溫等特殊設(shè)備，可在常溫下涂裝一道涂層厚度就能達(dá)500μm以上，同時(shí)具有潮濕固化的優(yōu)點(diǎn)，已成為工作在海洋大氣區(qū)、浪濺區(qū)、潮差區(qū)、水下區(qū)和泥下區(qū)等惡劣腐蝕環(huán)境下的鋼管樁防腐蝕首選涂料。

3 海工鋼管樁重防腐涂料施工工藝

鋼結(jié)構(gòu)涂裝過(guò)程，主要是重防腐涂料的涂裝工藝，它的目的是通過(guò)科學(xué)合理的涂裝設(shè)計(jì)和涂裝過(guò)程控制，使得涂料的優(yōu)異性能能以涂膜的形式體現(xiàn)出來(lái)，滿足設(shè)計(jì)防腐要求。

鋼管樁的防腐施工過(guò)程一般按以下流程進(jìn)行：

鋼管樁焊接打磨→除去表面油污→拋丸、噴砂除銹→防腐涂裝→涂裝質(zhì)量檢查→修補(bǔ)→成品保護(hù)→施工后現(xiàn)場(chǎng)修補(bǔ)。

長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)鋼材的防腐蝕處理，片面強(qiáng)調(diào)了涂料品種的選擇及涂膜厚度的檢測(cè)和監(jiān)督，而忽視了噴漆前鋼材的表面處理質(zhì)量。噴漆前表面處理質(zhì)量是影響涂膜保護(hù)性能的最主要因素，也就是說(shuō)高性能的重防腐涂料，對(duì)表面處理質(zhì)量極為敏感，不適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，高性能的重防腐涂料也不能達(dá)到好的防腐效果。

涂層大面積施工一般采取噴砂或拋丸除銹。除銹標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到Sa2.5級(jí)，表面粗糙度要求不小于40～70μm（或不大于整體涂層的1/3）。噴砂后的鋼材表面應(yīng)無(wú)可見(jiàn)的油脂、污垢、氧化皮、水汽、鐵銹和油漆涂層等附著物；噴砂結(jié)束后應(yīng)吹去鋼管樁表面殘存的灰塵。

涂層局部修補(bǔ)時(shí)采用手工或動(dòng)力工具進(jìn)行表面處理，要求達(dá)到St3級(jí)。處理后的鋼材表面應(yīng)無(wú)可見(jiàn)的油污和污垢，并且沒(méi)有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層，底材顯露部分的表面應(yīng)具有金屬光澤。

改性環(huán)氧重防腐涂料為三組分涂料，配料時(shí)先將A、B組分按比例混合均勻，再按比例加入C組分充分?jǐn)嚢?，混合好的涂料?yīng)盡快用完。采用手工刮涂的方法將配好的涂料均勻的刮涂到經(jīng)表面處理合格的基材表面。一次刮涂厚度約500μm，要求盡量做到涂層均勻，表面平整。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)不夠豐富的施工人員或者初次使用刮涂工藝的施工人員，建議將鋼樁表面劃分成固定面積的較小區(qū)塊，然后計(jì)算好每個(gè)區(qū)塊的涂料用量，將定量的涂料施工到確定的面積上，這樣可以較好的控制涂層厚度。

施工過(guò)程中可通過(guò)經(jīng)常測(cè)量涂層濕膜厚度的方法來(lái)控制涂層的干膜厚度，涂層固化過(guò)程中不產(chǎn)生體積收縮，其濕膜厚度和干膜厚度基本相同。

涂膜完成后，對(duì)涂膜進(jìn)行質(zhì)量檢查。其中厚度檢查可以在涂膜實(shí)干后進(jìn)行檢測(cè)，采用磁性測(cè)厚儀對(duì)干膜進(jìn)行測(cè)量，對(duì)厚度不滿足要求的地方，進(jìn)行補(bǔ)涂。附著力、電火花等其他項(xiàng)目檢查，需要涂膜完全干燥后進(jìn)行檢測(cè)，即25℃條件下7d后進(jìn)行檢測(cè)。

碼頭施工過(guò)程中，鋼管樁表面防腐涂層局部不可避免的會(huì)受到外力碰撞受損，發(fā)現(xiàn)后需要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。主要修補(bǔ)流程為：先將待修補(bǔ)處用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)工具進(jìn)行打磨形成坡度，有底漆時(shí)應(yīng)將底漆拉毛，無(wú)底漆時(shí)應(yīng)打磨至St3級(jí)，然后刮涂涂料至設(shè)計(jì)厚度。改性環(huán)氧重防腐涂料可以潮濕固化和水下固化，但是修補(bǔ)時(shí)，處理的基材表面應(yīng)不得有明水，如有明水，可用棉布擦拭去，即可進(jìn)行修復(fù)施工。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步，鋼管樁的防腐技術(shù)也日新月異。在眾多的鋼管樁表面防腐技術(shù)中，選擇合適的材料，進(jìn)行科學(xué)的防腐施工，嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施，才可能得到長(zhǎng)效的防腐功能。

[1]馬化雄.海港工程鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范總校稿.JTS153-3-2007.2007.

U656.1

A

1004-7344（2016）13-0161-02

2016-4-15

王中立（1982-），男，天津人，工程師，本科，從事建筑專業(yè)。