孟甲 天津中北建設(shè)工程管理有限公司

在碼頭和橋梁的構(gòu)建過(guò)程中，鋼管樁是上述近海設(shè)施中重要的鋼結(jié)構(gòu)。由于橋梁和碼頭等設(shè)施長(zhǎng)期與海水或河水接觸，周圍環(huán)境潮濕，空氣中的氯離子含量較高，水下部分還長(zhǎng)期與泥沙接觸。尤其是海水環(huán)境中，海水表面鹽分比較高，且氧氣充足。長(zhǎng)期處于這樣的環(huán)境下，鋼管樁和其他的鋼結(jié)構(gòu)體很容易被腐蝕，年平均腐蝕率為0.2-0.5 mm/a。這樣一來(lái)，碼頭和橋梁等近海設(shè)施的壽命就會(huì)縮短，因此對(duì)鋼管樁的單樁進(jìn)行腐蝕防護(hù)成為了我們目前需要研究的問(wèn)題。在鋼管樁單樁的防腐施工中，也在不斷探索新的材料和工藝，來(lái)滿足更高的防腐要求。鋼管樁的防腐方法直接影響著它的使用壽命，采用良好的涂敷材料和工藝可以將使用壽命延長(zhǎng)至幾十年。從前的防腐涂層使用煤焦油瓷漆等比較多，但是其自身的性質(zhì)使得應(yīng)用范圍受限。因此本文對(duì)鋼管樁單樁涂料防腐施工的工藝和質(zhì)量管控方式進(jìn)行探討。

1.選擇涂料防腐材料

不同于傳統(tǒng)的涂料防腐方法中使用的材料，本文使用的是重防腐熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層作為鋼管樁的防腐涂層。該涂料防腐材料主要是由雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂、線型三環(huán)氧合成樹(shù)脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂以及專用固化劑等材料混合而成。對(duì)于埋地管道和海底管道來(lái)說(shuō)，其具有良好的耐腐蝕性能和力學(xué)性能，除此之外，該材料的抗陰極剝離強(qiáng)。在施工過(guò)程中其包覆層厚度在0.3-0.5mm之間，使用壽命長(zhǎng)達(dá)40-50年。重防腐熔結(jié)環(huán)氧粉末可以分成三類：砂紋單層重防腐環(huán)氧粉末涂料、雙層環(huán)氧粉末涂料和三層環(huán)氧粉末涂料。這三類涂料的特性有所不同，因此也具有不同的用途。砂紋單層重防腐環(huán)氧粉末涂料主要是針對(duì)在泥下深度約21-38cm處的鋼管樁進(jìn)行防腐，其涂層厚度在300μm；雙層環(huán)氧粉末涂料則應(yīng)用在鋼管樁承臺(tái)以下約42 m的范圍內(nèi)使用，涂層厚度需要大于600μm；三層環(huán)氧粉末涂料需要應(yīng)用在鋼管樁承臺(tái)以下約8m范圍，涂層厚度需要大于800μm。性能良好的涂料防腐材料是鋼管樁單樁涂料防腐施工質(zhì)量的基礎(chǔ)，因此在選擇涂料時(shí)，需要保證產(chǎn)品的質(zhì)保體系完善，在產(chǎn)品進(jìn)場(chǎng)前確保產(chǎn)品具有合格證、檢驗(yàn)報(bào)告、質(zhì)量保證書，否則不能在工程中采用。

2.控制涂裝環(huán)境

圖1 三層熔結(jié)環(huán)氧粉末涂料涂敷工藝示意圖

在對(duì)鋼管樁進(jìn)行表面處理與涂裝時(shí)，必須嚴(yán)格控制溫度、濕度和露點(diǎn)等外界環(huán)境條件，需要對(duì)上述條件進(jìn)行定期測(cè)量和記錄。另外需要注意的是，在對(duì)鋼管樁進(jìn)行表面處理和涂料涂裝的過(guò)程中，保證施工環(huán)境的通風(fēng)。適宜的施工溫度在5-40攝氏度之間，鋼管樁表面溫度應(yīng)低于露點(diǎn)以上3攝氏度，空氣中的相對(duì)濕度小于85%，并保證在施工過(guò)程中，如果出現(xiàn)雨、霧及大于5級(jí)大風(fēng)的天氣下，不允許進(jìn)行表面處理和涂料涂裝施工。

3.鋼管樁表面處理

在進(jìn)行涂料防腐之前，需要對(duì)鋼管樁表面除銹處理。表面除銹的效果決定了涂層的附著力，這是施工過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。鋼管樁的表面除銹效果應(yīng)達(dá)到GB8923-88中Sa2.5級(jí)，保證鋼管樁的表面不存在肉眼可見(jiàn)的氧化皮、油脂、鐵銹、涂料涂層異物和污垢，點(diǎn)狀或條紋狀的輕微色斑在允許殘留的痕跡范圍內(nèi)。需要注意的是，在進(jìn)行表面處理時(shí)，作業(yè)區(qū)不允許靠近涂裝作業(yè)區(qū)，這樣可以避免濕漆膜被灰塵和磨料污染，經(jīng)過(guò)處理后的鋼管樁表面，要用干凈、干燥的空氣吹凈處理下的殘?jiān)蟛趴赏康灼?。使用的磨料也要參照上述?biāo)準(zhǔn)來(lái)使用，并保證具有適當(dāng)?shù)丶饨乔疤嵯虏淮嬖谀p。完成表面處理后要立即進(jìn)行涂裝，防止返銹或二次污染。

4.設(shè)計(jì)鋼管樁三層涂敷工藝

在進(jìn)行三層涂敷工藝的過(guò)程中，首先要明確鋼管樁三層涂敷工藝順序。在完成鋼管樁表面前處理等工序后，需要鋼管樁進(jìn)行表面的一系列處理和加熱之后，才能開(kāi)始噴涂涂裝工藝。工藝示意圖如圖1所示。

圖1中的數(shù)字標(biāo)識(shí)代表了不同的工藝，1表示帶銹鋼管樁在150攝氏度下進(jìn)行預(yù)熱，2表示鋼管樁經(jīng)過(guò)噴砂或拋丸進(jìn)行清理，3 表示中頻加熱，達(dá)到相應(yīng)的要求后，進(jìn)行中頻加熱，保證其溫度在200-250攝氏度之間。經(jīng)過(guò)中頻加熱后的鋼管樁以0.8m/s的速度勻速進(jìn)入到分體噴粉室中。上圖中的4、5、6分別表示一次噴涂、二次噴涂和三次噴涂，在分體噴粉室中布置了平行于鋼管樁軸線方向的三個(gè)噴槍，噴料方向是垂直于鋼管樁軸線方向的，形成了4、5、6依次噴涂的噴粉區(qū)。在進(jìn)行一次噴涂時(shí)，鋼管樁一進(jìn)入一噴粉區(qū)時(shí)，立即啟動(dòng)單層粉末噴粉并連續(xù)作業(yè)，直到待噴粉的鋼管樁末端離開(kāi)一噴粉區(qū)，結(jié)束單層粉末噴粉。

在此期間，需要注意噴涂層厚度，具體方案如表1所示。

表1 油漆防腐方案

在每道涂層噴粉完畢之后，都要根據(jù)相應(yīng)的施工規(guī)范要求和產(chǎn)品質(zhì)量要求進(jìn)行檢查與驗(yàn)收，保證設(shè)計(jì)涂層外觀目測(cè)檢查均勻、無(wú)氣泡、無(wú)裂紋、無(wú)流掛等缺陷，不合格的應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)涂或處理后重新涂裝。

5.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)目前對(duì)于碼頭以及大橋中鋼結(jié)構(gòu)鋼管樁防腐要求的分析，本文采用了目前比較先進(jìn)的重防腐熔結(jié)環(huán)氧粉末作為防護(hù)涂層，三層防腐環(huán)氧粉末涂料能夠最大限度地保護(hù)鋼管樁阻緩鋼管樁受到外界的腐蝕。隨著鋼管樁防腐工藝越來(lái)越受到人們的重視，其相關(guān)的工藝也會(huì)越來(lái)越成熟，市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊。在防腐工藝的設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了要保證防腐質(zhì)量之外，其成本、工藝難度也是需要考慮的問(wèn)題，良好的防腐工藝對(duì)碼頭和大橋等建筑的壽命起到了明顯的延緩作用。