芻議水工鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料發(fā)展趨勢

張永宏 張勇軍 孫佑祥 高德應(yīng)

摘 要：隨著現(xiàn)代建筑施工技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，人們開始意識到施工期間環(huán)保的重要性，并且國內(nèi)外各個領(lǐng)域開始加大對碳排放的重視程度，在環(huán)保法規(guī)逐漸完善的影響下，有機溶劑型涂料產(chǎn)品開始逐漸被淘汰，水性涂料產(chǎn)品開始成為建筑施工領(lǐng)域運用較為普遍的一種材料。本文主要分析水工鋼結(jié)構(gòu)腐蝕環(huán)境，并概述淡水環(huán)境和海水環(huán)境所選擇的防腐涂料、配套要點等。

關(guān)鍵詞：水工鋼結(jié)構(gòu)；防腐涂料；發(fā)展趨勢；研究

隨著海洋工程的逐漸啟動和實施，水利水電工程鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕逐漸受到專家學(xué)者和一線工作人員的普遍重視，而這類工程開展的主要目的就是盡可能降低鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)的腐蝕損失，讓其使用性能和使用壽命得到延長，利用涂層所具有的色彩和環(huán)境的積極配合，進一步凸顯水利工程的標(biāo)志性和裝飾性。本文通過概述水工鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料發(fā)展趨勢來為相關(guān)工作提供有效的指導(dǎo)和參考。

一、水工鋼結(jié)構(gòu)腐蝕環(huán)境分析

水利水電鋼結(jié)構(gòu)包括各種攔污柵、閘門、升船機、啟閉機、清污機、壓力鋼管等，這些統(tǒng)稱為水工鋼結(jié)構(gòu)，水工鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕環(huán)境則包括地理位置的結(jié)構(gòu)運行工況和自然條件。其都會對水工金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕過程產(chǎn)生直接影響，也是涂裝設(shè)計的重要參數(shù)和依據(jù)。

（一）自然環(huán)境

所謂的自然環(huán)境主要包括和金屬腐蝕相關(guān)的條件，例如氣候、氣象、水溫、氣溫、水質(zhì)、相對濕度、含沙量、露、霧、風(fēng)。不難發(fā)現(xiàn)不同的地點、不同的地區(qū)以及不同的自然環(huán)境對于金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕也不同。所以，在涂裝設(shè)計之前、設(shè)計過程中都要對施工環(huán)境進行有效清晰的調(diào)查。

其中金屬作為大氣腐蝕相對普遍的電化學(xué)腐蝕狀況，其并非是在大量電解質(zhì)溶液中發(fā)生，而是在金屬表層薄弱的水膜下發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)，這層水膜或者是因為水分的沉降、濕度變化或者氣溫變化凝結(jié)。在水分的凝聚、沉降影響下，會融入個別污染性成分，包括CO2、O2、H2S等塵埃，這些污染性物質(zhì)將會從根本上提升水膜的導(dǎo)電新能，讓金屬更快出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕。結(jié)合當(dāng)前水利水電工程特點來分析，水工鋼結(jié)構(gòu)大氣腐蝕因素相對較多，但是，最為明顯的就是大氣相對濕度，相對濕度超過某一個臨界點時，金屬的腐蝕速率會增加，也就是腐蝕臨界相對濕度，常規(guī)來分析，鋼鐵生銹 臨界相對濕度為75%，導(dǎo)致鋼鐵在不同環(huán)境下腐蝕速率增加的臨界相對濕度如下所示：

其次，空氣中所具有的污染性雜質(zhì)對金屬大氣腐蝕速率影響相對較大，例如和干凈大氣相比較，被濃度為0.1%的SO2所污染的大氣會讓鋼鐵腐蝕速率增加5倍。

我國現(xiàn)階段水利水電工程大都處在西北、西南地區(qū)，空氣相對干凈，但是因為水氣政法、地理位置的影響，或者因為晝夜溫差較大，容易出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。所以，要重視水工鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能，選擇涂裝技術(shù)和防腐涂料，保證工程竣工投產(chǎn)后的使用壽命不受到影響。

二、水工鋼結(jié)構(gòu)建筑物防腐蝕措施

現(xiàn)場選擇的原則和實驗狀況類似，但是，不同的是現(xiàn)場實施期間還要對不同方式、配套條件、具體閘門面積進行考慮。在進行系統(tǒng)科學(xué)的現(xiàn)場勘查時，選擇三個不同的實施點，首先，選擇某一海水區(qū)域作為研究對象，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)該地水閘所處海水水質(zhì)情況如下：

（一）除污除銹表面處理

用清水或者高壓水來涂抹鋼結(jié)構(gòu)表面的塵垢或者油污，對銹蝕較為嚴(yán)重鋼結(jié)構(gòu)可以利用敲銹錘打脫，并利用特制的合金鏟掉老化的漆層，讓其變白，并通過空壓機噴砂除銹，達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。表面利用高壓空氣機吹凈灰塵之后，利用干凈的棉紗進行清除，并對閘門破損銹蝕的部位進行打磨，控制打磨標(biāo)準(zhǔn)在規(guī)定的Sa2.5級。

（二）防腐材料涂刷

水工鋼結(jié)構(gòu)建筑的除銹等級、表面清潔達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之后，環(huán)境溫度在5到38℃的相對濕度85%以下時，才能夠開展刷涂工作，鋼結(jié)構(gòu)外表面結(jié)露時濕度在85%以上時，不得進行涂裝，涂裝之后4h后進行保護，不得出現(xiàn)淋雨現(xiàn)象。根據(jù)材料要求進行刷涂，涂層間隔時間為4h，保證每次涂層都干爽衛(wèi)生。

三、水工鋼結(jié)構(gòu)建筑物防腐蝕材料發(fā)展

（一）水性無機富鋅涂料

當(dāng)前應(yīng)用在防腐領(lǐng)域的富鋅涂料包括溶劑型無機富新涂料、溶劑型環(huán)氧富鋅涂料以及水性無機富鋅涂料，從以上應(yīng)用較為廣泛的富鋅涂料來分析，當(dāng)前技術(shù)相對成熟，原理都是涂膜成膜之后形成相應(yīng)的保護作用，也就是涂膜在水汽下轉(zhuǎn)變?yōu)樵姵?，鋅在原電池中負(fù)電位，從而釋放出電子來犧牲陽極，鐵電極電位和鋅相比更高，從而接收電子成為陰極，并受到有效保護。

（二）水性聚氨酯涂料

聚氨酯涂料表示成膜后再漆膜中含有一定的聚氨基甲酸酯涂料，早起的聚氨酯涂料為油性，產(chǎn)品較多，有著廣泛的用途，在涂料產(chǎn)品中低位重要，當(dāng)前市場上應(yīng)用水工鋼結(jié)構(gòu)防腐領(lǐng)域的涂料大豆是氟碳聚氨酯涂料。

（三）其他防腐涂料

鋼結(jié)構(gòu)防腐領(lǐng)域還有很多相對重要的水性涂料正在研發(fā)或者使用，例如水性氟碳涂料、水性丙烯涂料等，因為產(chǎn)品在利用期間存在較大的局限，所以，還有待改進和完善。

結(jié)語

在復(fù)雜防腐蝕性工業(yè)污水、廢水以及海水的環(huán)境影響下，選擇合適的水工建筑物防腐蝕處理材料十分重要，我國海水水利工程數(shù)量相對較多，通過分析和研究后不難發(fā)現(xiàn)，只有積極探索適合中小型水利工程的建筑物的施工工藝和防腐材料，才能夠創(chuàng)造出更大的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻

[1]楊耀輝，李玲杰，張彥軍，林竹，王志濤.海洋復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)防腐修復(fù)材料的研制及性能研究[J].表面技術(shù)，2017，46（12）：34-38.

[2].我國石墨烯重防腐涂料首次應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁[J].涂料技術(shù)與文摘，2017，38（11）：5.

作者簡介

張永宏，男，江蘇省灌云縣人，本科文化，從事工作：水利工程管理。

（作者單位：1灌云縣善南閘管理所；2連云港市市區(qū)水工程管理處）