李 銳 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司上海房建公寓段

1 概況

1.1 工程實(shí)例一：虹橋站鋼結(jié)構(gòu)涂裝整治

虹橋火車站鋼結(jié)構(gòu)雨棚從2009年投入使用至今，已快十年時(shí)間，鋼結(jié)構(gòu)表面保護(hù)涂層部分失效、脫落。上海房建公寓段借迎18年進(jìn)博會(huì)的契機(jī)，完成了對(duì)虹橋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝整治。本次歷時(shí)8、9兩個(gè)月。施工過程發(fā)現(xiàn)同一施工隊(duì)伍在部分天窗作業(yè)時(shí)間內(nèi)漆膜質(zhì)量起伏較差，通過記錄分析，出現(xiàn)漆膜質(zhì)量較差的天窗點(diǎn)前有大到暴雨現(xiàn)象。由此可見濕度對(duì)漆膜質(zhì)量有著較大的影響。

1.2 工程實(shí)例二：金山園區(qū)雨棚屋面板涂裝整治

2018年上海房建公寓段對(duì)金山園區(qū)站屋面板銹蝕情況進(jìn)行了整治。該工程于2018年10月25日開工正式作業(yè)4個(gè)天窗點(diǎn)，施工中發(fā)現(xiàn)涂料無法成膜，油漆流淌現(xiàn)象嚴(yán)重。最終工程停工。通過對(duì)比，臨近的金山衛(wèi)站屋面銹蝕整治工程，在屋面板材質(zhì)上，車站所處的氣候均一致。而9月開工的金山衛(wèi)站雨棚涂裝整治未出現(xiàn)無法成膜現(xiàn)象。9月金山衛(wèi)日均最低氣溫160C，而10月25日后幾日最低氣溫達(dá)到了50C至70C。由此可以判斷溫度對(duì)油漆成膜的質(zhì)量有著較大的影響。

1.3 研究方向

通過以上兩個(gè)工程實(shí)例施工因素變化的分析，判斷出溫度和濕度對(duì)鋼結(jié)構(gòu)涂裝漆膜質(zhì)量的有著較大的影響。對(duì)油漆涂裝合適的溫度、濕度等天氣因素進(jìn)行研究對(duì)合理指導(dǎo)鋼結(jié)構(gòu)涂裝施工有著重大意義。

2 鋼結(jié)構(gòu)銹蝕因素的分析

2.1 雨水

降雨后會(huì)在鋼結(jié)構(gòu)表面形成富積氧電解質(zhì)薄膜，氧氣作為陰極與鋼結(jié)構(gòu)形成一個(gè)基本的腐蝕原電池，使大氣腐蝕以優(yōu)先的氧去極化進(jìn)行腐蝕。氧在有水的環(huán)境中與鐵反應(yīng)，生成氧化鐵，即鐵銹。

2.2 濕度

上海年平均氣溫高于金屬70%的臨界相對(duì)濕度。已知實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鋼鐵在相對(duì)濕度大于70%的環(huán)境時(shí)開始明顯腐蝕。

2.3 行車產(chǎn)生的油污

列車行進(jìn)產(chǎn)生的靜電油灰在鋼材上形成了一層很厚的污染帶，這些腐蝕性很強(qiáng)的污染帶對(duì)鋼結(jié)構(gòu)會(huì)造成不同程度的腐蝕。

2.4 空氣的鹽含量

上海市靠海，大氣里的鹽含量相對(duì)內(nèi)陸城市要高許多，空氣中的鹽離子溶于鋼結(jié)構(gòu)表面的水膜。形成腐蝕性很強(qiáng)的電解質(zhì)，加速鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。

2.5 原涂裝施工工藝不到位

鋼結(jié)構(gòu)桿件焊接處容易出現(xiàn)銹蝕。焊接縫部位是現(xiàn)場施工很容易導(dǎo)致涂裝施工不到位。所以焊接縫處是銹蝕的多發(fā)部位。

3 油漆涂料的選擇

由于雨棚鋼結(jié)構(gòu)涂裝施工大多在線路上方。必須天窗點(diǎn)作業(yè)。天窗施工時(shí)間較短對(duì)油漆的干燥時(shí)間有著較高的要求，所以高鐵鋼結(jié)構(gòu)涂裝施工必須尋求新型涂料。目前車站鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備維護(hù)大多使用水性鋼結(jié)構(gòu)涂料。該涂料具有下列適合車站鋼結(jié)構(gòu)涂裝天窗作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)。

3.1 漆膜表干速度快

傳統(tǒng)油性涂料進(jìn)行防腐處理過程中，普通涂料對(duì)二次施工的間隔時(shí)間一般都在4 h以上，需要等待底漆干燥后才能進(jìn)行二次涂裝，在較短的時(shí)間內(nèi)很難完成2次覆涂。有效作業(yè)利用時(shí)間短，工作效率低。水性鋼結(jié)構(gòu)涂料表干時(shí)間小于30 min，一個(gè)天窗點(diǎn)可以保證2至3遍涂裝。

3.2 允許帶濕作業(yè)

由于“天窗點(diǎn)”作業(yè)都是在夜間施工，晝夜溫差，鋼結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生很容易凝露，嚴(yán)重影響了涂料覆蓋效果。水性鋼結(jié)構(gòu)涂料對(duì)擦拭過的濕底材具有優(yōu)異的附著力，并對(duì)殘留的水膜具有一定的容忍性。

3.3 適應(yīng)低打磨處理的底材

由于車站鋼結(jié)構(gòu)雨棚凈空高度都在20 m以上，高空作業(yè)嚴(yán)重影響了作業(yè)人員的活動(dòng)空間，只能使用手持電動(dòng)工具對(duì)底材表面進(jìn)行清理。手工除銹的方式作業(yè)面積有限，銹蝕面很難徹底清除，基底處理難以達(dá)到溶劑型涂料的施工要求。水性鋼結(jié)構(gòu)涂料對(duì)打磨過仍存在銹坑的底材有一定的容忍性。

3.4 與舊涂層結(jié)合較好

傳統(tǒng)涂裝涂料與舊層涂料的覆蓋率的不匹配，會(huì)造成覆涂后的地方，在較短的時(shí)間內(nèi)就容易產(chǎn)生二次脫落。水性涂料為生物性納米材料化學(xué)螯合的單組份特殊改性的丙烯酸樹脂，為弱性介質(zhì)涂料，不會(huì)與溶劑型舊涂層發(fā)生咬底、脫落及空鼓等問題。

4 溫度因素對(duì)水性涂料表干時(shí)間的分析

溫度對(duì)于涂裝來說是一個(gè)重要的因素。對(duì)于涂料，在氣溫較高的時(shí)候涂裝，由于涂料中的水揮發(fā)太快，膜層表面很快地結(jié)成一層薄的干皮，形成了一個(gè)封閉層，使下面涂料中的水不能完全揮發(fā)。這樣就會(huì)出現(xiàn)縐皮，或起泡。由于干燥太快，涂膜表面來不及流平，使涂層表面不平滑。因此一般在溫度高于35℃時(shí)不應(yīng)進(jìn)行涂裝。如果氣溫太低，就可能使涂膜的干燥性大大降低。在垂直的表面會(huì)產(chǎn)生流掛現(xiàn)象。另外，當(dāng)溫度太低時(shí)，即使是常規(guī)油性涂料也會(huì)出現(xiàn)粘度增加，如果水性涂料勉強(qiáng)進(jìn)行施工，就需要多加入一些水，以獲得較好的涂裝性。但是這樣將會(huì)造成水的額外增加和涂膜變薄的現(xiàn)象，影響涂層質(zhì)量。

圖1 水性鋼結(jié)構(gòu)涂料受溫度影響表干時(shí)間的變化圖（濕度RH60%）

由圖1可以看出涂裝的表干速度隨溫度的降低不斷增長，低溫環(huán)境下不但對(duì)漆膜質(zhì)量造成影響，也不利于時(shí)間有限的高鐵天窗修施工。

5 濕度因素對(duì)水性涂料表干時(shí)間的分析

鋼結(jié)構(gòu)涂裝質(zhì)量和施工時(shí)空氣中的濕度有直接關(guān)系。大氣中地面的相對(duì)濕度一般在40%～90%之間變化。在涂裝施工中，按常規(guī)，當(dāng)相對(duì)濕度超過85%時(shí)，是不應(yīng)進(jìn)行的，這是因?yàn)闈穸忍邔?huì)產(chǎn)生水分而凝聚在物體表面，不但會(huì)使剛除銹清潔的鋼鐵表面很快重新生銹，從而降低油漆的附著力，而且對(duì)己涂過底漆的表面，也會(huì)降低面漆的附著力，影響涂層質(zhì)量。

表1 水性鋼結(jié)構(gòu)涂料受濕度影響表干時(shí)間的變化圖（溫度30℃）

從表1中看出相對(duì)濕度越高，空氣中的水分越接近于飽和，涂層中的水分不易向空氣中逸出，涂層的表干及效果就會(huì)受到相應(yīng)的影響，表干時(shí)長增加。相應(yīng)的濕度越低越有利于漆膜的表干速度的增加。

6 總結(jié)

在這里以上海市的平均氣溫及濕度作為參考，圖2是上海市全年每月平均溫度、降水總量、濕度的統(tǒng)計(jì)表。

圖2 上海市全年每月平均溫度、降水總量、濕度的統(tǒng)計(jì)表

由于高鐵雨棚涂裝天窗修夜間施工作業(yè)的情況，日平均最低氣溫更具參考意義，通過前文溫度對(duì)水性鋼結(jié)構(gòu)涂料涂裝的研究得出，350C以上及50C以下對(duì)水性涂料的涂裝施工都是比較極限的情況，單一從溫度因素考慮4月到10月都是合適的施工時(shí)間。通過前文濕度對(duì)水性鋼結(jié)構(gòu)涂料涂裝的研究得出，濕度越大，水性涂料的成膜時(shí)間會(huì)急劇增長。從上海市全年每月平均濕度來看上海市每月平均濕度波動(dòng)不大，而受降雨影響的濕度的激增對(duì)涂裝的影響就尤為關(guān)鍵，上海市屬北亞熱帶季風(fēng)性氣候，全年70%左右的雨量集中在5至8月的汛期。5月至8月的平均降水總量也遠(yuǎn)高于其余月份。

從溫度和濕度兩種因素綜合考慮。4月、9月、10月是比較適合水性涂料涂裝施工的時(shí)間，考慮到不少大型高鐵車站的高鐵雨棚涂裝施工體量較大，一個(gè)月天窗施工時(shí)間不夠，4月至5月，9月至10月都是較為合適的施工時(shí)間。