干旱区生态环境知识资源中心(Arid): 高原寒旱区钢结构桥梁防护涂层设计及应用

Arid

	高原寒旱区钢结构桥梁防护涂层设计及应用
	许玉霞; 李华明; 李彩虹; 鲁钰; 孙恩儒; 雍涛; 靳生红; 姚改宁; 孙玲; 杨康; 刘志云; 田献民; 戚重武; 安军
完成单位	西北永新涂料有限公司
登记(发布)日期	2015
中文摘要	1、任务来源该项目属于西北永新涂料有限公司自主立项。 2、研究的目的及意义经过多年的发展,我国桥梁建设在材料(包括涂料)技术、设计能力、制造技术、标准规范等方面均有了巨大进步。我国桥梁工程建设发展迅速,对节能减排、资源节约、环境友好、防腐保护、长效持久的需求也不断严格。桥梁保护涂料属于重防腐涂料,尤其在中国北方地区,夏季高温38～39℃,局部地表温度可达60～70℃,冬季低温达～40℃,温差很大,传统的桥梁涂料,随着热胀冷缩的交替进行,性能变差,涂膜很容易发生开裂、脱落现象,钢铁底材失去涂层的保护,雨水、氧、电解质离子等腐蚀物将锈蚀桥梁,使桥梁的基材产生应力腐蚀开裂,隐患极大。针对这一行业现状,西北永新涂料及时把握市场动向,针对桥梁保护机理进行研究,研制适合三北寒旱地区的桥梁设施保护涂料,使其涂膜不但具有出色的耐候性,更具有优异的柔韧性,即使在低温环境下,也能具有非常好的抗冲击能力。已完成涂料的开发,涂层性能评定、涂装体系设计、涂装工艺开发、效果跟踪、并进行了行业推广。 3、思路论证 (1)传统的富锌涂料采用的是球状锌粉作填料,由于球锌之间是以点接触的形式来传输电子,所以涂层的导通性较差,为了提高涂层的电导率,必须往涂层中大量添加锌粉,此时锌粉的体积浓度远远超过了CPVC,粘结剂不足以填补涂层间的孔隙,从而形成了多孔隙的涂层结构。本项目设计采用鳞片状锌粉做填料,腐蚀性介质不能通过鳞片渗透,必须绕过鳞片,沿着鳞片径渗入,所以客观上增加了渗透距离,使腐蚀性介质到达金属基材的时间显著延长,以提升其防腐性能。 (2)拟研发低温抗冲面漆,以高羟基纯丙烯酸树脂和氟碳树脂作为主树脂,提供优异的耐候、耐化学、抗沾污性能,同时由树脂与线性烷烃类异氰酸酯弹性固化剂相互交联,要求涂料具有良好的柔韧性。 (3)针对桥梁钢结构的表面有部分余锈时或者有异形件的边角、焊缝处、螺丝处等等部位,引入锈克转锈涂层,该产品具有除锈和防锈双重功能。这种除锈涂装新工艺,对现场安装节点、大型复杂构件、薄壁钢、二次锈蚀除锈涂装,成为传统工艺新的技术补充。延长钢结构的防锈年限,并且有着低成本,应用灵活和施工简便等优势。 (4)高原寒旱地区钢结构桥梁保护涂层设计,考虑寒旱地区的气候环境以及桥梁的不同部位,采用恰当配套方案设计复合涂层,协同效应,以达到长效保护桥梁的目的。 4、技术创新点 (1)本项目中富锌底漆用“片锌”替代“粉锌”,与普通富锌底漆相比,在锌粉含量和涂层厚度上可减少许多,在带漆焊接过程中普通富锌底漆产生的锌雾很大,而鳞片状锌粉底漆产生的锌雾很小,对施工人员危害及环境污染减小。 (2)在钢结构带锈部位及表面处理困难的部位(比如螺丝连接处、异形件的角落等)增加锈克转锈涂层,因其具有优异的防锈能力和防腐蚀性能、良好的附着力、柔韧性及耐老化性能。作用在于将活泼铁锈转化为无害且具有一定保护作用的配合物或螯合物,使表面适合涂料涂覆。 (3)本项目采用的面漆优选线性烷烃类异氰酸酯弹性固化剂,与其它组分可起到协同作用,使漆膜低温下仍保持优异的物理性能,附着力佳、抗冲击性能突出,在-40℃下其附着力配套0级;耐冲击50cm;耐弯曲1mm,能够对桥梁起到有效保护。在解决防腐问题的同时具有较高的光泽及保光率,延长桥梁使用寿命。 5、社会效益社会效益：本项目根据桥梁的不同部位设计不同的配套涂层,考虑腐蚀环境、漆膜性能、漆膜配套、漆膜厚度、表面处理等因素,设计合理的长效防腐配套,尽量延长桥梁的使用寿命,减少大修,减少了因维修带来的诸多不便,节约了维修费用。本项目在研发和生产、涂装过程中遵守最佳生态效益的理念,对资源综合利用、不断的节能减排,减低损耗。在研发中,项目组以高固体含量涂料为设计思路,减少了VOC的排放,符合国家环保要求。同时在配方设计中,选用了环保型的颜填料、助剂及高分子固化剂,有效的保护了环境。涂装过程中,以人为本,为施工人员配备得当的劳动保护用品,有力的保障了施工人员的安全和健康。
中文关键词	高原寒旱地区 ; 桥梁保护涂料 ; 鳞片状环氧富锌底漆 ; 低温抗冲击面漆 ; 锈克转锈底涂
成果类型	应用技术
中图法分类号	U445.73
URL	http://dbpub.cnki.net/grid2008/dbpub/detail.aspx?dbcode=SNAD&dbname=SNAD&filename=SNAD000001723544
资源类型	成果
条目标识符	http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/243653
推荐引用方式 GB/T 7714	许玉霞,李华明,李彩虹,等. 高原寒旱区钢结构桥梁防护涂层设计及应用[Z]. 应用技术,2015.