一、橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐背景

橋梁是人類最杰出的建筑之一。某種意義上來說，橋梁已已不僅僅是人類生活、交流的輔助設(shè)施，它更是人類的智慧與力量的結(jié)晶，是一件件人類創(chuàng)造的藝術(shù)瑰寶。

橋梁的變遷是與涂料工業(yè)的發(fā)展緊密相連的。涂料工業(yè)的發(fā)展，與涂料用樹脂、助劑、功能性顏料等原料的開發(fā)應(yīng)用有著密切的關(guān)系。每一種新原料的使用成功，都會促生新的涂料產(chǎn)品，而作為橋梁涂裝發(fā)展歷程中某一時期的代表性產(chǎn)物。

二、橋梁腐蝕的危害

橋梁的建造，給人類的生活、交通帶來了巨大的便利的同時，其本身也會受 到損傷，需要進行維修，甚至報廢重建。因此，對橋梁損傷的原因進行必要的研究，有利于橋梁的保養(yǎng)、維護，有利于延長橋梁的使用壽命?？v觀橋梁失效的原因，主要是由于材料和制作不良、自然災(zāi)害、各類交通事故以及腐蝕等造成的。而各國橋梁專家的共識是橋梁損傷甚至失效的主要原因之一。

橋梁金屬暴露在野外環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)，其表面與周圍介質(zhì)（水汽、鹽分等）極易發(fā)生化學(xué)及電化學(xué)作用。同時，橋梁一般橫跨江河，常年平均濕度較高，腐蝕環(huán)境較為惡劣。 橋梁的材質(zhì)通常分為鋼材和混泥土。

三、橋梁腐蝕的種類

橋梁的建造是更具需要而建造的，一般橫跨江河或海灣，腐蝕環(huán)境非常復(fù)雜。我國地域遼闊，各橋梁所在的地理位置也千差萬別。而橋梁的腐蝕速率和狀況又與其所處的黃金息息相關(guān)。因此，在設(shè)計橋梁防腐涂裝前，首先對腐蝕環(huán)境進行分析是非常必要，也是至關(guān)重要的。

（1）中國的氣候環(huán)境特點

中國地區(qū)環(huán)境 根據(jù)各地的氣溫和濕度情況，通常我國的氣候環(huán)境分為以 下5類

熱帶濕熱區(qū)：雷州半島、海南島和臺灣南部。

亞熱帶濕熱 區(qū)：秦嶺以南 、長江流域、四川、珠江流域、臺灣北 部和福建。

亞熱帶干燥區(qū)：新疆天山以 南的戈壁沙漠。

溫?zé)釒睾蛥^(qū)：秦嶺以北、內(nèi)蒙南部、華北、東北南部。

寒帶干燥區(qū)：內(nèi)蒙北部、黑龍江省。

（2）大氣腐蝕環(huán)境分類

橋梁的腐蝕不僅僅受到溫度和濕度的影響，更多的是與大氣環(huán)境中腐蝕物質(zhì)（如氯離子、含硫化合物、氮氧化合物等）有關(guān)。這些腐蝕物質(zhì)是由于城市排放污染物（如汽車尾氣或鍋爐排放）、工業(yè)排放物以及海洋性氣候直接或是間接 產(chǎn)生的。

（3）水介質(zhì)腐蝕

大橋是橫跨江河湖海的，橋梁的墩梁等不可以避免 地會處于水的腐蝕環(huán)境中。根據(jù)水的成分不同，水介質(zhì)腐蝕通常分為淡水腐蝕和海水腐蝕。

淡水腐蝕：淡水含鹽量少，一般呈酸性，一般情況下淡水的腐蝕性較弱。淡水中的腐蝕主要是吸氧腐蝕。但是隨著現(xiàn)代工業(yè)排放物對淡水的污染，會加速腐蝕的速度。這些是外界因素是不可以忽略的。

海水腐蝕：海水是一種含多種鹽類的電解質(zhì)溶液。海水腐蝕通常按物體與海水接觸情況不同分為飛濺區(qū)、潮差區(qū)、全侵 區(qū)和海泥區(qū)。其中飛濺區(qū)由于受風(fēng)浪的影響，海浪飛濺對物體表面頻率沖擊、干濕交替，是防腐要求最高區(qū)域。

（4）土壤腐蝕

橋梁的支撐柱 必然要立足于土壤職 中，土壤對鋼鐵或是混凝土的腐蝕直接影響著大橋的安全。土壤腐蝕的因素主要有：電阻率、含氧率量、鹽分、含水量、PH值、溫度和微生物等。

一、基本原則

橋梁所處的環(huán)境不同，其所受到的腐蝕因素也不盡相同。因此，橋梁涂裝的防腐涂層配套必須遵循“量身定做”的設(shè)計理念?？紤]到橋梁涂裝中的各種因素，通?？偨Y(jié)為以下四項涂裝設(shè)計的基本原則。

1、充分考慮橋梁所處的腐蝕環(huán)境

如前節(jié)中所述，根據(jù)橋梁所處的大氣、化學(xué)腐蝕環(huán)境的差異性，可以參照ISO 12944-2：2017《色漆和清漆 防護涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護第2部分：環(huán)境分類》標(biāo)準和GB/T 15957-1995《大氣環(huán)境腐蝕性分類》，對橋梁所處的腐蝕環(huán)境進行分級。

2、充分考慮橋梁的結(jié)構(gòu)與工況條件、橋梁結(jié)構(gòu)、形狀與工況條件的不同

對表面處理和涂裝作業(yè)的要求有很大的不同，是涂裝設(shè)計量身定做的重要依據(jù)。這些因素主要有：

● 鋼結(jié)構(gòu)還是混凝土結(jié)構(gòu)；

● 橋梁結(jié)構(gòu)類型--鋼箱梁、鋼板梁、鋼桁梁、鋼管拱；

● 懸索橋、斜拉橋、拱橋中的纜索、風(fēng)嘴的特殊性；

● 橋梁結(jié)構(gòu)中各部位工況及其小環(huán)境特點；

● 橋梁外觀與色彩設(shè)計要求；

● 橋梁制造流程與涂裝作業(yè)的銜接。

3、充分考慮施工工藝水平的高低

涂料的防護功能有陰極保護、緩蝕作用、屏蔽作用三種作用。施工工藝直接影響底材的表面處理、涂料的成膜質(zhì)量，進而影響涂料防護功能的發(fā)揮。例如，富鋅漆涂在表面處理達不到Sa2.5等級的鋼表面，無法達到滿意的陰極保護效果。因此，現(xiàn)代橋梁涂裝特別強調(diào)：底材的表面處理、選用優(yōu)質(zhì)的重防腐涂料、正確設(shè)計涂裝的涂料配套、嚴格控制現(xiàn)場的施工質(zhì)量、加強運營過程中的維護與保養(yǎng)，從而確保及延長橋梁的使用壽命。

4、充分考慮投資限制性因素

涂裝設(shè)計與任何設(shè)計一樣，必須貫徹“全壽命經(jīng)濟分析法”（LCCA）設(shè)計思想（詳見本章第二節(jié)敘述）；控制投資在允許的范圍內(nèi)，才是可行的。

二、防腐涂層的使用壽命

根據(jù)橋梁防腐預(yù)期壽命，選用優(yōu)質(zhì)的重防腐涂料體系。一般來說，新建大型橋梁在涂裝施工質(zhì)量達標(biāo)、建成通車后對涂料涂層進行正常的維護及保養(yǎng)的前提下， 目前國際上一般認為大型新建鋼結(jié)構(gòu)橋梁防護涂層的有效使用壽命可達到25年，國內(nèi)有一部分大型新建橋梁防護涂層的設(shè)計有效使用壽命要求達到25～30年。特別近年新發(fā)布的ISO12944-1：2017明確提出鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層體系最高耐久性保護年限為25年以上，從標(biāo)準源頭上推動了新建橋梁防腐涂層體系的設(shè)計保護年限向更高要求邁進。

三、防腐涂裝設(shè)計的內(nèi)容

防腐涂裝設(shè)計書主要應(yīng)包含以下內(nèi)容：

1、涂層設(shè)計壽命

確定被設(shè)計對象的涂層使用壽命；

2、腐蝕環(huán)境分析

按照ISO 12944-2：2017和GB/T 15957-1995標(biāo)準的要求分析被設(shè)計對象的腐蝕環(huán)境（C1~C5、CX，Im1etc）；

3、引用標(biāo)準

包括ISO 12944-2017、Q/CR 749-2020、JT/T 722-2021以及HG/T 3668-2009等相關(guān)標(biāo)準；

4、配套體系

根據(jù)涂裝部位，查找相關(guān)標(biāo)準進行涂層體系的設(shè)計；

5、產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)所設(shè)計的涂料涂層體系，查找相關(guān)標(biāo)準確定涂料涂裝的各項技術(shù)性能指標(biāo)；

6、涂裝工藝方案

通常包括結(jié)構(gòu)處理、表面處理、表面清潔、環(huán)境檢查和涂裝作業(yè)幾部分內(nèi)容。結(jié)構(gòu)處理建議對橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部瑕疵部位進行結(jié)構(gòu)處理，包括銳邊、棱角等結(jié)構(gòu)處理；表面處理主要包括噴丸、噴砂、機械或手工打磨、酸洗等方式，對橋梁結(jié)構(gòu)表面進行處理；表面清潔主要包括除塵、除油和油脂、除表面鹽分等；環(huán)境檢查指涂裝施工環(huán)境的檢查，包括鋼板溫度、環(huán)境溫度、相對濕度、露點、通風(fēng)、照明、安全等因素；涂裝作業(yè)為按照涂裝工藝方案的要求進行涂裝方法、涂裝的各種條件的選擇；

7、質(zhì)量檢驗與驗收

按照防腐涂裝設(shè)計書的要求進行涂裝前后的質(zhì)量檢查，包括涂裝前表面粗糙度、清潔度的檢查及涂裝后涂層厚度、拉拔強度等檢查項目，完成質(zhì)量檢驗與驗收。

四、橋梁涂層色彩設(shè)計

橋梁發(fā)展到今天，已經(jīng)不再僅僅是傳統(tǒng)意義上作為便利交通的一種工具了。很多的時候，橋梁代表了一個城市的形象、反映了一個城市的特色。潤揚長江公路大橋的鋼箱梁采用了金屬鋁色，橫跨于萬里長江之上，宛若銀河落人間；汕頭礐石大橋的斜拉索巧妙地選用了橙黃色，遠遠望去，好似萬道霞光傾灑在綠波之上；云南小灣大橋采用冰灰色與周圍綠水青山大自然色彩協(xié)調(diào)和諧，增添了旅游觀賞性。所以橋梁成了城市或地區(qū)的一道道靚麗的風(fēng)景線。因此，業(yè)主們在要求橋梁防腐蝕性能的同時，也越來越關(guān)注橋梁的外觀，尤其是防腐涂層的顏色選擇。

但是，色彩的設(shè)計也并非易事。首先，人類對于顏色的感覺非常復(fù)雜。某些顏色會使人寧靜、舒暢；相反，有些顏色則使人煩躁、緊張。對于行車在橋梁上的人來說，顏色也關(guān)系到安全。其次，顏色對于產(chǎn)品的成本和耐性也影響巨大。某些顏色，如鮮紅或鮮黃，若選用單偶氮類顏料，成本不高但耐候性差，不能達到長效防護的目標(biāo)；而選用其他顏料，則成本可能會上升很多。因此，色彩的設(shè)計已經(jīng)成為橋梁防護涂裝設(shè)計中必不可少的一項內(nèi)容。設(shè)計者們不但要考慮業(yè)主的要求，更應(yīng)考慮安全、成本和耐候性方面的問題。

總之，在色彩設(shè)計上應(yīng)遵循工藝美學(xué)、涂膜性能、技術(shù)經(jīng)濟及周圍環(huán)境等多方面相協(xié)調(diào)與和諧的原則。

一、基礎(chǔ)性標(biāo)準

橋梁的涂裝設(shè)計要充分考慮到大氣腐蝕環(huán)境的影響。ISO 12944-2：2017《色漆和清漆 防護涂料體系對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護第2部分：環(huán)境分類》和GB/T 15957-1995《大氣環(huán)境腐蝕性分類》 是目前涂裝設(shè)計中采用最多，也是最實用的標(biāo)準。具體分類方法可以參考本章第一節(jié)中的“大氣腐蝕環(huán) 境分類”相關(guān)內(nèi)容。

二、橋梁防腐涂裝行業(yè)標(biāo)準

（1）鐵道行業(yè)標(biāo)準

早期我國鐵道行業(yè)就鋼橋防腐保護制定了4個行業(yè)標(biāo)準。其中標(biāo)準TB/T 2486-1994《鐵路鋼梁涂膜 劣化評定》規(guī)定了鐵路鋼梁涂膜劣化類型、劣化等級和評定方法，適用于評定鋼梁涂膜的狀態(tài)、質(zhì)量以 及鐵路鋼梁劣化涂膜涂裝分類、橋梁其他鋼鐵結(jié)構(gòu)；標(biāo)準TB/T 1527-2004《鐵路鋼梁保護涂裝》規(guī)定了 鐵路鋼橋保護涂裝技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則，適用于鋼橋的初始涂裝、鋼橋涂膜劣化后的重新涂 裝和維護性涂裝；標(biāo)準TB/ T2772-1997《鐵路鋼橋用防銹底漆供貨技術(shù)條件》和TB/T 2773-1997《鐵路 鋼橋用面漆、中間漆供貨技術(shù)條件》分別規(guī)定了鐵路鋼橋各涂裝體系防銹底漆、中間漆、面漆的分類、 技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及包裝、標(biāo)志、運輸和貯存，適用于新建鋼梁涂裝、運營中鋼梁重新涂 裝及維護涂裝和其他鋼結(jié)構(gòu)涂裝使用的防銹底漆、中間漆、面漆。2011年，TB/T 2772-1997與TB/T 2773-1997 廢止合并入TB/T 1527-2011《鐵路鋼橋保護涂裝及涂料供貨技術(shù)條件》。

2020 年，原鐵道部標(biāo)準TB/T 1527-2011也已廢止，取而代之的是新制定的中國鐵路總公司企業(yè)標(biāo)準 Q/CR 749-2020《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)及構(gòu)件保護涂裝與涂料》。該標(biāo)準分為第1部分 鋼橋；第2部分 支 座；第3部分：人行道鋼橫梁、附屬鋼結(jié)構(gòu)這3個分標(biāo)準，依次規(guī)定了鐵路鋼梁；支座；人行道鋼橫 梁、附屬鋼結(jié)構(gòu)的保護涂裝體系、技術(shù)要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則以及涂料包裝、標(biāo)志、運輸和貯存， 適用于這三類結(jié)構(gòu)的初始涂裝、涂膜劣化后的重新涂裝和維護性涂裝，以及涂裝使用的防銹底漆、中間 漆和面漆。

（2）化工行業(yè)標(biāo)準

標(biāo)準HG/T 3656-1999《鋼結(jié)構(gòu)橋梁漆》按使用年限，將鋼橋涂裝產(chǎn)品分為普通型和長效型兩類。分 別對這兩類產(chǎn)品的防銹底漆、中間漆、面漆的技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則及包裝、標(biāo)志、運輸和貯 存作了規(guī)定。同時在附錄中列舉了兩類產(chǎn)品的常用品種，并介紹了幾個實際應(yīng)用配套體系。

（3）交通行業(yè)標(biāo)準

JT/T 722-2008 公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)涂裝技術(shù)條件

JT/T 694-2007 懸索橋主纜防腐涂裝技術(shù)條件

JT/T 695-2007 混凝土橋梁表面涂層防腐技術(shù)條件

其中JT/T 722-2008 在 2020 年進行修訂，新修訂的標(biāo)準體現(xiàn)了交通橋梁領(lǐng)域涂料與涂裝的先進性和 前瞻性，在推動先進成熟技術(shù)、成功經(jīng)驗的同時，為新產(chǎn)品、新技術(shù)和新工藝的引入提供了方法和依 據(jù)。標(biāo)準修訂注重了橋梁耐久性的全壽命周期經(jīng)濟性和環(huán)保性，既重視吸取國內(nèi)近年來橋梁防腐涂裝實 踐的發(fā)展成果，包括經(jīng)驗教訓(xùn)，同時也借鑒國際上的先進經(jīng)驗，特別借鑒了新版IS012944以及國外橋梁 防腐涂裝規(guī)范；JT/T 694-2007標(biāo)準適用于懸索橋主纜系統(tǒng)的防腐涂裝，除規(guī)定了有關(guān)術(shù)語和定義外，著 重設(shè)計規(guī)定了主纜系統(tǒng)涂裝材料配套體系、施工工藝、相關(guān)材料的性能指標(biāo)以及驗收、安全、衛(wèi)生、環(huán) 保等；JT/T 695-2007 標(biāo)準，在對混凝土橋梁做出腐蝕環(huán)境與腐蝕因素分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計規(guī)定了混凝土

橋梁在各種腐蝕環(huán)境條件下表面涂層配套體系及其性能指標(biāo)，并對涂裝施工、驗收、安全、衛(wèi)生及環(huán)境 保護等做出具體的規(guī)定。 JT/T 694-2007和JT/T 695-2007兩個標(biāo)準也將于未來幾年進行修訂。

一、混凝土橋梁翻新

由于混凝土是強堿性建筑材料，因此要求混凝土防腐涂料具有良好的耐堿性，附著力和抗?jié)B透性。此外，涂料本身還應(yīng)具有良好的耐候性和長期耐久性。對于海邊橋梁混凝土結(jié)構(gòu)，表面涂層應(yīng)具有優(yōu)異的耐候性，耐日光和紫外線降解，耐鹽霧和海洋大氣腐蝕，并且不會出現(xiàn)嚴重的粉化，變色，剝落，開裂等現(xiàn)象在有效保護期內(nèi)。

根據(jù)JTJ275-2001《港口工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》，GB50046-95《工業(yè)建筑防腐設(shè)計規(guī)范》和GB50212-2002《建筑防腐施工與驗收規(guī)范》等有關(guān)規(guī)定標(biāo)準，環(huán)氧樹脂涂料，聚氨酯涂料，氯化橡膠涂料，乙烯基樹脂涂料，丙烯酸樹脂涂料等。被認為是合適的涂料品種。根據(jù)國內(nèi)外橋梁混凝土防腐涂料的經(jīng)驗，可采用以下涂料獲得良好的涂料效果。

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一、混凝土橋梁面臨的腐蝕威脅

由于混凝土是強堿性建筑材料，夢能涂料專家認為因此要求混凝土防腐涂料具有良好的耐堿性，附著力和抗?jié)B透性。此外，涂料本身還應(yīng)具有良好的耐候性和長期耐久性。對于海邊橋梁混凝土結(jié)構(gòu)，表面涂層應(yīng)具有優(yōu)異的耐候性，耐日光和紫外線降解，耐鹽霧和海洋大氣腐蝕，并且不會出現(xiàn)嚴重的粉化，變色，剝落，開裂等現(xiàn)象在有效保護期內(nèi)。

鋼筋銹蝕

氯離子侵蝕：海水、鹽漬土、除冰鹽等環(huán)境中的氯離子可以滲透進混凝土，破壞鋼筋表面的鈍化膜，導(dǎo)致鋼筋銹蝕。

碳化：大氣中的二氧化碳（CO2）與混凝土中的氫氧化鈣（Ca(OH)2）反應(yīng)，生成碳酸鈣（CaCO2），這一過程降低了混凝土的pH值，減少了對鋼筋的保護作用。

濕氣和氧氣：鋼筋暴露在濕氣和氧氣環(huán)境中，易于發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

混凝土劣化

碳化：混凝土碳化不僅降低了混凝土的pH值，減少了對鋼筋的保護，還會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)性能下降。

凍融循環(huán)：在寒冷地區(qū)，混凝土中的水分凍結(jié)膨脹，反復(fù)的凍融循環(huán)會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，最終導(dǎo)致混凝土剝落。

硫酸鹽侵蝕：當(dāng)混凝土接觸到含有硫酸鹽的地下水或土壤時，硫酸根離子與混凝土中的鈣離子反應(yīng)生成膨脹性產(chǎn)物，導(dǎo)致混凝土膨脹并最終破裂。

物理損傷

物理沖擊：車輛撞擊、落石等外部物理因素可能會導(dǎo)致混凝土損壞。

振動：長期的交通負載和振動也可能導(dǎo)致混凝土疲勞損傷。

化學(xué)侵蝕

酸性環(huán)境：在某些工業(yè)區(qū)域或者酸雨環(huán)境下，混凝土可能會遭受酸性物質(zhì)的侵蝕。

其他化學(xué)物質(zhì)**：如某些溶劑、油類等化學(xué)物質(zhì)也可能對混凝土造成損害。

微生物腐蝕

微生物誘導(dǎo)的腐蝕：特定環(huán)境下的微生物活動可能會促進混凝土和鋼筋的腐蝕過程。

這些腐蝕威脅會影響混凝土橋梁的安全性和耐久性，因此需要采取適當(dāng)?shù)姆雷o措施來延長橋梁的使用壽命，比如使用高質(zhì)量的混凝土、實施陰極保護、定期檢查和維護等。

二、混凝土橋梁采用石墨烯涂料防腐方案

引用標(biāo)準：JT/T 695-2007 混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面涂層防腐技術(shù)條件

混凝土橋梁的分類主要基于其結(jié)構(gòu)和組成部分?；炷翗蛄和ǔＳ梢韵聨讉€基本組成部分構(gòu)成：

橋面：橋面是橋梁上面的平臺，用于承載車輛和行人的運行。橋面通常由柏油、混凝土或鋼板等材料制成，以確保其強度和耐久性。

支座：支座是橋梁與地基之間的連接點，目的是承受橋梁的重量和施加在橋梁上的荷載，并將這些力傳遞到地基上。支座通常由橡膠或鋼制成，以提供良好的承載能力和減震效果。

主梁：主梁是橋梁的主要結(jié)構(gòu)元素，負責(zé)承載橋梁上的荷載并將其傳遞到支座上。主梁通常由混凝土、鋼或預(yù)應(yīng)力混凝土制成，具有高強度和耐久性。

墩柱：墩柱是橋梁的垂直支撐結(jié)構(gòu)，用于支撐主梁和橋梁上的荷載。墩柱通常由混凝土或鋼制成，具有良好的承載能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

基礎(chǔ)：橋梁的基礎(chǔ)是將橋梁支撐在地面上的結(jié)構(gòu)。基礎(chǔ)通常由混凝土或鋼制成，具有足夠的強度和穩(wěn)定性以支撐橋梁上的荷載。

此外，橋梁還包含其他組成部分，如系梁、承臺、立柱、蓋梁、支座墊石等，這些部件共同協(xié)作，確保橋梁的結(jié)構(gòu)安全和穩(wěn)定性。

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一、鋼結(jié)構(gòu)橋梁面臨腐蝕

鋼結(jié)構(gòu)橋梁終日佇立戶外日曬雨淋, 受到介質(zhì)作用容易發(fā)生腐蝕, 如果沒有有效的防腐蝕方法對鋼結(jié)構(gòu)進行保護, 會導(dǎo)致鋼橋梁的使用壽命大幅度下降甚至提前報廢。

1. 均勻腐蝕

均勻腐蝕是最常見的腐蝕形態(tài), 主要特征是腐蝕分布于整個金屬表面, 并以相同的速度使金屬整體厚度減薄。均勻腐蝕雖然造成大量金屬損失, 但并不可怕, 由于腐蝕速度均勻, 可以容易地進行預(yù)測和防護, 只要進行嚴格的工程設(shè)計和采取合理的防腐蝕措施, 鋼橋梁一般不會發(fā)生突然性的腐蝕事故。

2.點蝕

鋼材在適宜的環(huán)境介質(zhì)中, 經(jīng)過一定時間大部分表面未受腐蝕, 但在個別的點或微區(qū)內(nèi), 由于金屬的選擇性腐蝕而出現(xiàn)蝕孔或麻點, 隨著時間的增加,蝕孔向縱深方向發(fā)展, 這種腐蝕形態(tài)稱為點蝕。點蝕的產(chǎn)生一般是由于Cl - 吸附在金屬表面膜中某些缺陷處引起的, 如廣東某斜拉橋于1988 年12 月建成, 1995 年1 根拉索上段突然斷裂, 經(jīng)分析其腐蝕產(chǎn)物發(fā)現(xiàn)含有0. 1 %Cl - 和0. 1 %SO42 - , 其斷裂原因主要是由于Cl - 點蝕造成的。

3.縫隙腐蝕

縫隙腐蝕是因金屬與金屬、金屬與非金屬相連接時表面存在縫隙, 在有腐蝕介質(zhì)存在時發(fā)生的局部腐蝕形態(tài), 主要發(fā)生在金屬鉚接、螺栓連接、螺釘接頭、非金屬材料的法蘭墊圈與金屬材料間等部位。

二、橋梁鋼結(jié)構(gòu)涂料防腐

常用的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕措施主要分為兩類:一類是機械隔離措施, 即采用惰性材料包覆在鋼結(jié)構(gòu)表面, 隔離水、氧氣等腐蝕介質(zhì)以達到防腐蝕的目的;另一類是根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理, 人為提高鋼結(jié)構(gòu)的電位, 使其處于電位較高的一極, 從而達到保護目的。依據(jù)上述原理, 常用的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕方法有火焰噴涂、熱浸鍍、涂料涂裝、電弧噴涂復(fù)合涂層等。

鋼橋梁使用涂料進行防腐蝕保護已經(jīng)100 多年了, 經(jīng)過不斷發(fā)展和大量應(yīng)用, 現(xiàn)在已形成系列化的專用橋梁涂料。 由于任何一種涂料都無法保證同時對鋼鐵提供隔離、抗紫外線和陰極保護等功能, 因此鋼橋梁涂料涂裝通常是由具有耐腐蝕、耐候性和施工性能好的底漆、中間漆和面漆組成的綜合防腐蝕體系。其腐原理主要是機械屏蔽、鈍化緩蝕作用及陰極保護的共同作用。

A1、風(fēng)嘴、結(jié)構(gòu)撐內(nèi)表面

風(fēng)嘴(wind faring)是橋梁鋼箱梁斷面的特殊構(gòu)造，由上、下游的頂、底板和腹板構(gòu)成特定的形狀以達到改善斷面氣動性能、提高橋梁斷面抗風(fēng)穩(wěn)定性的目的。橋梁風(fēng)嘴是為了減少強風(fēng)對橋面結(jié)構(gòu)引起的諧振而采取的設(shè)計措施,

*以上方案采用第四代石墨烯涂料解決方案，如需其它方案請與我們聯(lián)系

A2、附屬設(shè)施外表面

橋梁附屬設(shè)施包括橋面系、伸縮縫、橋頭搭板、錐坡、排水設(shè)施等。

*以上方案采用第四代石墨烯涂料解決方案，如需其它方案請與我們聯(lián)系

A3、鋼箱梁、鋼錨箱、結(jié)形撐栓連接部位

鋼箱梁 (Steel Box Girder)：鋼箱梁是一種橋梁結(jié)構(gòu)形式，其截面形狀類似于一個箱體，由鋼板焊接而成。它主要用于大跨度橋梁的建設(shè)，因為其結(jié)構(gòu)剛性好、承載能力強、重量輕、抗震性能優(yōu)越等特點。

鋼錨箱 (Steel Anchor Box)：鋼錨箱是用于固定懸索橋或斜拉橋中的主纜或斜拉索的一種結(jié)構(gòu)。它主要用于承受主纜或斜拉索傳遞來的張力，并將這些力均勻分布到橋塔或橋墩上。

結(jié)形撐栓 (Node Connector)：結(jié)形撐栓是指在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點處使用的連接件，用于連接多個方向的構(gòu)件，如桁架結(jié)構(gòu)中的桿件。它是一種高強度的連接方式，能夠承受較大的軸向力和剪切力。

*以上方案采用第三代冷噴鋅涂料解決方案，如需其它方案請與我們聯(lián)系

A4、箱梁、結(jié)形撐外表面

箱梁：是一種閉合截面的梁結(jié)構(gòu)，通常用于大跨度橋梁的設(shè)計，如連續(xù)梁橋或懸臂梁橋。箱梁由頂板、底板和兩側(cè)的腹板組成，形成一個封閉的箱形結(jié)構(gòu)。

結(jié)形撐：是指在鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點處使用的連接件，用于連接多個方向的構(gòu)件，如桁架結(jié)構(gòu)中的桿件。它是一種高強度的連接方式，能夠承受較大的軸向力和剪切力。

*以上方案采用第三代冷噴鋅涂料解決方案，如需其它方案請與我們聯(lián)系

A5、箱梁內(nèi)表面

箱梁內(nèi)表面的防腐處理同樣非常重要，因為箱梁內(nèi)部容易積聚濕氣，而且不易通風(fēng)，這使得箱梁內(nèi)部成為一個特別容易發(fā)生腐蝕的環(huán)境。

*以上方案采用第三代冷噴鋅涂料解決方案，如需其它方案請與我們聯(lián)系

一、橋梁主纜索面對火災(zāi)造成的影響

隨著車輛保有量和交通量逐年增加，因交通意外導(dǎo)致的纜索體系橋梁火災(zāi)事故時有發(fā)生。纜索作為纜索支承體系橋梁的重要受力構(gòu)件，雖具有相對良好的力學(xué)性能和耐候性，但其組成材料中的高強鋼絲、聚酯纖維帶、PE護套、防腐涂層等的耐火性能較差，當(dāng)橋面出現(xiàn)火災(zāi)事故（特別是油罐車火災(zāi)事故）時，極易出現(xiàn)PE護套燃燒，鋼絲溫度持續(xù)升高，防腐層脫落、鋼絲性能退化等火災(zāi)損傷病害，給橋梁的安全營運造成嚴重威脅，見表1和圖1。目前，行業(yè)內(nèi)還未形成針對承重鋼結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計相關(guān)規(guī)范，因此纜索等重要鋼構(gòu)件在火災(zāi)場景下如何設(shè)防還缺乏相應(yīng)的指導(dǎo)標(biāo)準。

懸索橋因其獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計而成為現(xiàn)代橋梁工程中的一個重要組成部分。然而，這種結(jié)構(gòu)在遭遇火災(zāi)時會面臨嚴重的安全挑戰(zhàn)。主纜索作為懸索橋的核心組成部分，其防火性能對于確保橋梁的整體安全至關(guān)重要。本文旨在探討并提出一套全面的涂料防火方案，以增強懸索橋主纜索在火災(zāi)情況下的防護能力。

1、懸索橋主纜索火災(zāi)挑戰(zhàn)

懸索橋在火災(zāi)中面臨的挑戰(zhàn)主要包括以下幾個方面：

主纜索受熱損壞：高溫可能導(dǎo)致主纜索強度下降，甚至斷裂。

結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性：火災(zāi)產(chǎn)生的高溫會影響橋梁的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

救援難度：懸索橋的高度和跨度使得消防救援變得復(fù)雜。

表1纜索體系橋梁火災(zāi)損傷事故一覽表

二、傳統(tǒng)防火材料的問題

橋梁纜索防火材料需要兼顧耐火與隔熱兩大功能要求，同時，為了滿足纜索的包裹施工需要，還要求材料具有一定的柔韌性。此外，作為一種橋梁半永久性的防護措施，橋梁纜索防火體系還需考慮耐環(huán)境老化的要求，如防紫外線老化、防水、防酸雨腐蝕，以及適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)振動等。

經(jīng)過大量調(diào)研和比選，具備纜索防火隔熱應(yīng)用潛力的材料主要為氈類防火材料，如玄武巖纖維針刺氈、陶瓷纖維針刺氈或氣凝膠絕熱氈。而氈類產(chǎn)品根據(jù)力學(xué)強度、耐溫等級、導(dǎo)熱系數(shù)等性能參數(shù)的不同，還需進一步進行區(qū)分。主要防火材料的優(yōu)缺點如表2所示。

A1、主纜索防火涂料

夢能氣凝膠防火涂料是一種利用氣凝膠材料制成的新型涂料，它具有以下特點：

1. 低導(dǎo)熱系數(shù)： 氣凝膠的孔隙尺寸通常在2nm至50nm之間，這種納米級別的孔隙結(jié)構(gòu)可以極大地降低熱傳導(dǎo)。 極低的導(dǎo)熱系數(shù)意味著它可以有效隔絕熱量，減少熱能從高溫區(qū)向低溫區(qū)的傳遞。常溫常壓下可達0.013w/m·k

2. 高效隔熱： 氣凝膠的孔隙結(jié)構(gòu)能夠阻止空氣分子在孔隙間的流動，從而降低了熱對流。 這種結(jié)構(gòu)還能減少熱輻射，進一步提高隔熱性能。

3. 耐高溫： 氣凝膠本身是一種耐高溫材料，即使在高溫條件下也能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 因此，氣凝膠防火涂料能夠在高溫環(huán)境下長時間保持其隔熱性能。

4. 提高材料強度和粘結(jié)力： 通過配方調(diào)整，可以進一步提高涂料的機械強度和與基材的粘結(jié)力，確保涂層的完整性和長期性能。

5. 防水和抗腐蝕： 氣凝膠防火涂料具有良好的防水性能，能夠防止水分滲透。增水率＞99%。同時，它還具有抗腐蝕性，可以保護基材不受化學(xué)物質(zhì)侵蝕。

6. 防火性能： 氣凝膠本身屬于難燃性物質(zhì)，能夠提高涂料的整體防火性能。 當(dāng)涂料形成涂層時，可以有效地隔絕火焰與基材的接觸，防止火焰蔓延。防火等級A1級，煙霧等級AQ1級.

7. 環(huán)保： 氣凝膠防火涂料通常不含揮發(fā)性有機化合物(VOCs)，對人體和環(huán)境友好。

8. 施工簡便： 氣凝膠防火涂料可以通過常規(guī)的噴涂、刷涂等方式施工，方便快捷。但是，需要注意的是施工過程中要確保涂層的密實，以發(fā)揮最佳隔熱效果。

9. 適應(yīng)性強： 可以應(yīng)用于各種基材上，如金屬、混凝土等，適用于建筑物、設(shè)備等多種場合。

10. 延長使用壽命： 由于其優(yōu)異的隔熱和防火性能，可以有效地保護基材，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。

綜上所述，氣凝膠防火涂料因其出色的隔熱和防火性能，在工業(yè)和民用建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。在施工過程中需要注意涂料的正確應(yīng)用和維護，以確保其長期的有效性。

一、橋梁纜索結(jié)冰的危害

斜拉橋拉索和懸索橋懸索下部為橋面，在冬季溫度較低，風(fēng)速較大，濕度較大時，橋梁纜索極易結(jié)冰，橋梁纜索結(jié)冰會帶來一系列的安全隱患和潛在危害，具體包括以下幾個方面：

1. 增加纜索負載：冰的重量會給纜索帶來額外的負荷，特別是在積冰較厚的情況下，可能導(dǎo)致纜索張力的不平衡，將影響整個橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。

2. 降低纜索強度： 結(jié)冰可能會導(dǎo)致纜索材料的物理性能發(fā)生變化，例如在極寒條件下，某些材料可能會變脆，從而降低纜索的抗拉強度。

3. 冰凌形成：白天融冰纜索底部形成的水滴在夜間溫度下降時會在底部再次凍結(jié)形成冰凌。當(dāng)冰凌增大到一定程度或纜索溫度上升時冰凌根部斷裂墜落，會對橋面行人和車輛造成危險。

4. 增加摩擦：結(jié)冰會增加纜索之間的摩擦，影響纜索的正常移動和橋梁的動態(tài)特性，特別是在纜索需要移動或調(diào)節(jié)張力的情況下。

5. 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受影響：纜索結(jié)冰會導(dǎo)致橋梁的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降，尤其是在大風(fēng)等惡劣天氣條件下，可能會引起橋梁振動或擺動加劇。

6. 增加維護成本：結(jié)冰會導(dǎo)致纜索表面損傷，增加維護頻率和成本。此外，冰層的存在也會增加維護工作的難度。

7. 安全隱患： 冰凌的墜落不僅會對橋面的行人和車輛構(gòu)成直接威脅，還可能對橋梁下方的船只等造成危害。

8. 影響美觀：結(jié)冰會破壞橋梁的整體外觀，尤其是在纜索上形成冰柱時，雖然可能會顯得壯觀，但同時也是一種安全隱患。

9. 影響交通：如果結(jié)冰嚴重到影響橋梁的安全性，可能會導(dǎo)致交通中斷或限行，影響人們的出行。 為了避免這些危害，夢能涂料已經(jīng)開發(fā)了一些防結(jié)冰和除冰技術(shù)，采用碳納米管材料貼敷在纜索上并涂覆超疏水涂層，或者使用加熱電纜、振動裝置等方法來預(yù)防結(jié)冰。此外，還可以采用疏水性涂層、化學(xué)防冰劑等措施來減少冰層的形成。這些夢能涂料技術(shù)和措施有助于提高橋梁纜索在冬季的可靠性和安全性。

二、采用夢能碳納米管涂層解決纜索防結(jié)冰

在橋梁纜索上貼覆碳納米管材料，并結(jié)合超疏水涂層，可以在低溫環(huán)境下通過加熱來防止纜索結(jié)冰。 夢能碳納米管涂層技術(shù)具有非常高的電導(dǎo)率和一定的電阻。當(dāng)電流通過碳納米管時，由于電阻效應(yīng)會產(chǎn)生熱量。這種加熱方式非常高效且可控，能夠快速升高纜索的溫度，從而融化冰層或防止冰層形成。

2.1、碳納米管涂層技術(shù)優(yōu)勢

夢能科技將碳納米管與涂料混合，制備成復(fù)合材料。這種復(fù)合材料可以直接纏繞在纜索上或嵌入纜索內(nèi)部，形成一個加熱系統(tǒng)。

1、高效節(jié)能：碳納米管加熱速度快，能量轉(zhuǎn)化效率高。

2、均勻加熱：碳納米管能夠提供均勻的加熱分布，避免局部過熱。

3、輕量化：碳納米管加熱元件輕薄，不會增加纜索的負擔(dān)。

4、靈活性：可以根據(jù)纜索的具體需求定制加熱元件的形狀和大小。

2.2、夢能防結(jié)冰涂層解決方案

夢能防結(jié)冰油漆雙組分包裝，漆料由氟碳樹脂、顏料、溶劑、助劑等組成；另一組分為脂肪族異氰酸酯固化劑，旨在防止物體表面結(jié)冰或減少冰層的形成。這類涂料通常具備以下特點：

1. 低表面能：夢能防結(jié)冰油漆具有低表面能，可以將水或冰難以附著在涂層上。

2. 超疏水性：夢能防結(jié)冰油漆具有超疏水性能，即能夠顯著減少水滴與表面的接觸面積。

3. 接觸角大：防結(jié)冰涂層接觸角可以減少冰的附著，使得冰更易從表面滑落。

4. 低摩擦系數(shù)：夢能防結(jié)冰油漆的表面通常具有低摩擦系數(shù)，冰層不容易牢固地附著在表面上。

5. 自清潔功能：由于防結(jié)冰油漆能夠減少冰層的形成，因此也減少了清理冰層的工作量。

6. 耐候性：防結(jié)冰油漆通常具有良好的耐候性，可以在戶外環(huán)境下長時間保持其性能。

7. 易于施工：夢能防結(jié)冰油漆通?？梢圆捎贸Ｒ姷耐垦b方法進行施工，如噴涂、刷涂等。

夢能防結(jié)冰油漆廣泛應(yīng)用于：飛機表面，防止結(jié)冰影響飛行安全；電線、電纜，防止結(jié)冰導(dǎo)致的線路故障；橋梁、道路標(biāo)志牌等，減少結(jié)冰帶來的安全隱患；風(fēng)電葉片防止結(jié)冰影響發(fā)電效率。

一、熱浸鋅底材

熱鍍鋅是一種常用的金屬表面防腐處理方法，它通過在鋼鐵制品表面形成一層鋅鐵合金層來提供保護

二、不銹鋼底材

不銹鋼本身具有很好的抗腐蝕性能，但某些情況下仍然需要額外的防腐措施來增加其耐久性和美觀度。

一、防腐涂層的失效分析

防腐涂層失效是指涂層長期暴露在腐蝕環(huán)境下，而引起各種物理和化學(xué)性能的衰變，使其失去原有的性能，部分或全部失去對橋梁基體的保護作用。

橋梁的防腐涂層失效主要分為有機涂層失效和金屬涂層失效兩大類。

1.有機涂層的失效分析

主要是涂層受到化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，或受到外界環(huán)境如紫外線、冷熱雨水等的長期作用，以及腐蝕介質(zhì)對涂層的溶脹擴散等導(dǎo)致其受到破壞等。

2.金屬涂層的失效分析

對于金屬涂層如熱噴鋅、熱噴鋁、熱浸鍍鋅等金屬鍍層，以及具有金屬涂層特點的富鋅涂料涂層，它們都是利用鋅或鋁在使用過程中起到的陰極保護作用、犧牲自己來保護鋼鐵底材的。金屬涂層的失效形式為均勻的化學(xué)或電化學(xué)腐蝕，它的腐蝕壽命可以根據(jù)試驗獲得涂層的腐蝕速率，在已知金屬涂層厚度的情況下，計算金屬涂層的耐蝕壽命。富鋅涂層的腐蝕失效則兼具有機涂層和金屬涂層的特點，一方面富鋅涂層對鋼鐵有陰極保護作用；另一方面有機涂層的失效會使金屬鋅粉附著不牢或脫落失去作用。因此，對于富鋅涂層應(yīng)視上述兩種因素誰更占主導(dǎo)，則涂層的使用壽命就取決于該種因素。

3.復(fù)合涂層的失效

現(xiàn)代橋梁的重防腐體系，是以金屬涂層和有機涂層相結(jié)合的保護涂層。外層的有機涂層可以有效地阻擋腐蝕因子對金屬涂層和鋼鐵的侵蝕。復(fù)合涂層的失效首先就是外層有機涂層的失效，大多數(shù)情況為粉化、剝落等。由于有機涂層的損壞，腐蝕因子有機會滲入底面，再引起金屬涂層的腐蝕失效，而腐蝕產(chǎn)物的生成和積累又會引起有機涂層的附著力下降等。

二、維修涂裝的依據(jù)

由于防腐涂層的腐蝕失效，為了保護橋梁的安全性和耐久性，就有必要在一定時間內(nèi)對原有的防腐涂層進行更新和維護。但是更新維護的依據(jù)是什么？簡單地說，如何判斷橋梁原有涂層的失效程度--是局部還是全部？在確保更經(jīng)濟、更合理的前提下，什么時候才必須對橋梁進行更新維護？

GB/T 1766-1995《色漆和清漆 涂層老化的評級方法》（參照采用ISO 4628/1～5-1982）提供了較為詳盡的評估方法，通過對有機涂層的起泡、銹蝕、開裂、剝落等幾個方面對其腐蝕失效的程度進行分級，為相關(guān)的管理維護部門制訂維護方案提供了簡單明了的依據(jù)。

按上述標(biāo)準評級，通常認為有機涂層失效的綜合等級達到3（S3）或4（S4）時，應(yīng)盡早安排涂層的更新維修涂裝。

需要說明上述標(biāo)準中列舉的銹蝕一項。銹蝕的產(chǎn)生是由于底材的表面處理不當(dāng)、涂層的厚度過低或者涂層涂裝不當(dāng)，有貫穿孔隙存在等原因所造成的。出現(xiàn)銹蝕，說明涂層局部已完全失去作用，對于整個有機涂層的防腐性能也產(chǎn)生影響。同時銹蝕斑點處腐蝕產(chǎn)物的集聚，也會加速周邊的涂層產(chǎn)生起泡、剝落、老化等失效作用。防腐技術(shù)認為，涂層的銹蝕面積等級達到了3級（相當(dāng)于ISO 4628/3中的Ri 3或歐洲標(biāo)準的Re 3）就應(yīng)對涂層進行維修涂裝。所以對于橋梁結(jié)構(gòu)，當(dāng)面漆出現(xiàn)3級以上粉化，且粉化減薄的厚度大于初始厚度的50%，或由于景觀要求時，徹底清潔面涂層后，涂裝與原涂層相容的配套面漆（1～2）道；當(dāng)涂膜處于（2～3）級開裂，或（2～3）級剝落，或（2～3）級起泡，但底涂層完好時，選擇相應(yīng)的中間漆、面漆，進行維修涂裝；當(dāng)涂膜發(fā)生Ri2～Ri3銹蝕時，徹底清潔表面，涂裝相應(yīng)底漆、中間漆、面漆。

三、維修涂裝設(shè)計與施工

制訂橋梁的維修涂裝方案要比制訂一個新建橋梁的涂裝規(guī)程復(fù)雜得多。必須要有一套系統(tǒng)的方法、進行一些特定的測試，來確定原有涂層的狀態(tài)以及整體結(jié)構(gòu)的完整性；同時還要仔細研究考慮施工地點的條件和相關(guān)的環(huán)境、安全方面的法律法規(guī)等一系列的工作，才能有針對性地制訂出維修方案來。

四、維修涂裝用涂料的選擇 

在選擇維修用涂料前，首先要對原涂層進行全面的分析。這些工作包括原涂層的附著狀況、原涂裝配套系統(tǒng)的分析等。通過一些簡單的現(xiàn)場測試，可以大致了解原涂層狀況。比如劃格法測試（GB/T 9286-1988）可以簡便、快速地了解涂層的附著（涂層之間、涂層內(nèi)部或涂層與底材之間）狀況；溶劑MEK（甲乙酮）擦拭法，根據(jù)涂層被擦拭后狀況（溶解、咬起或起皺、影響不大），可以大致分析出涂裝的種類是物理干燥型、氧化固化型或是化學(xué)固化型。當(dāng)然，這些測試的結(jié)果是粗略的，只能作為參考依據(jù)。要得到精確的結(jié)果，還需要另外的方法或是實驗室的測試。

其次，還需要考慮選用的涂料對表面處理的要求、維修現(xiàn)場的工作條件以及相應(yīng)的涂裝設(shè)備和涂裝技術(shù)。

通過上述的測試和分析，并參照涂層間相容性的因素，以及設(shè)計涂層的使用壽命，才能選擇合適的維修涂裝用涂料。

五、維修涂裝的施工

根據(jù)原始涂層的老化程度，維修涂裝可以選擇局部維修或整體翻新。局部維修可以使用一些簡單的手動動力工具對需維修的部位進行表面處理，采用輥涂、刷涂或噴涂等方式進行修補。而整體翻新則需要將原有涂層全部清除干凈，并采用合適的表面處理方式（一般采用噴砂除銹），按照新建橋梁結(jié)構(gòu)的涂裝施工要求，重新涂裝新的防腐涂層。