摘要：本文基于長效防腐配套的設計依據(jù)及原理，對長效防腐配套的三層體系即底涂層、中間涂層、面涂層的原理進行了分析與比較，最后依據(jù)不同設計年限提出了相應的長效防腐配套體系。

關鍵詞：關鍵詞：防腐,防腐工程,防腐處理,防腐涂料,鋼結(jié)構(gòu)防腐

長效的鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝廣泛應用于海洋大氣、化工大氣等腐蝕性較為惡劣的環(huán)境中，如道路橋梁、建筑、廠房、高架天線、電視塔等。隨著防腐材料、防腐工藝、防腐施工技術的發(fā)展，目前長效防腐涂料涂裝形成了具有陰極保護作用與粘接良好的底涂層、具有抗?jié)B與隔離作用的中間涂層、具有抗腐蝕與抗老化面涂層的涂裝體系，這一體系在腐蝕惡劣環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)防腐上得到了廣泛的應用，并已取得了良好的防護效果。

1長效鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝體系的設計依據(jù)

長效鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層系指防腐涂層使用年限超過15年的防腐涂裝體系。中華人民共和國化工行業(yè)標準《防腐蝕涂層涂裝技術規(guī)范》（HG/T4077-2009）規(guī)定了長效鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層配套原則，見表1[1]。依據(jù)該標準，本文詳細分析了長效防腐涂裝體系的原理、配套體系等，該配套體系為：（1）噴鍍金屬（鋅、鋁、或鋅鋁合金）+涂料封孔+涂料；（2）富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+面漆。

2長效鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝配套的原理及要求

根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的使用環(huán)境不同，其配套體系也不同。但作為長效鋼結(jié)構(gòu)防腐，其配套的原理和要求則是相同的。

2.1防腐底涂層要求

2.1.1附著力要好

要求基體表面除銹等級、粗糙度達到相關標準，即要求基體表面噴砂處理到Sa2.5級，表面粗糙度為40~70μm。此外還要求底涂層與金屬基體具有良好的附著力。

2.1.2防腐要具有陰極保護的作用

具有陰極保護作用的，主要是底涂層中的鋅，由于其自腐蝕電位鋼結(jié)構(gòu)長效防腐配套設計涂層比被保護基體鐵低，當腐蝕介質(zhì)透過面涂層和中間涂層而到達基體后，自腐蝕電位低的鋅作為陽極而被犧牲腐蝕，自腐蝕電位高的鋼鐵基體則作為陰極而得到保護不發(fā)生腐蝕。鋅的腐蝕產(chǎn)物依腐蝕介質(zhì)的不同而不同，主要有氧化鋅、氫氧化鋅、堿式碳酸鋅、堿式氯化鋅、氧化氯化鋅等。這些腐蝕產(chǎn)物結(jié)構(gòu)致密，是難溶于水的穩(wěn)定的化合物，沉積在涂層的孔隙內(nèi)，能將孔隙堵塞封閉，阻止水、氧、鹽的滲透，減輕底層金屬的腐蝕。

2.2防腐中間涂層

2.2.1要求具有良好的抗?jié)B性通過在中間涂層中添加鱗片狀填料，使鱗片在涂層中相互平行疊壓排列、介質(zhì)滲透擴散的途徑變得曲曲折折，大大延長了介質(zhì)滲透擴散到基體的時間。提高中間涂層的抗?jié)B能力。

2.2.2防腐涂層具有一定的厚度

通過選用厚漿型涂料或增加涂層的涂刷遍數(shù)，增加漆膜厚度。使最終的漆膜厚度（底漆+中間漆+面漆）達到重防腐要求，即大于300μm。

2.3防腐面涂層

2.3.1抗紫外線

防腐面層應具有優(yōu)良的抗紫外線老化、抗變色等性能

2.3.2抗腐蝕

用于海濱大氣環(huán)境應具有抗氯離子腐蝕；應用于化工大氣應具有抗酸、堿、溶劑等的腐蝕。

3長效鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝體系分析

3.1防腐底涂層

長效鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝底涂層主要有兩大類，即噴鍍金屬與富鋅底涂料。噴鍍金屬包括噴鋅、鋁或鋅鋁合金；富鋅底涂料包括無機富鋅和有機富鋅。

3.1.1金屬噴鍍防腐

作為長效鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝體系底涂層的金屬噴鍍主要是指用熱噴鍍的方法將鋅、鋁或鋅鋁合金噴鍍到金屬基體表面。該底涂層優(yōu)點：（1）可以噴鍍較高的厚度；（2）鋅含量高；（3）與基體金屬結(jié)合力高；（4）涂層使用壽命長。缺點：（1）現(xiàn)場施工不方便；（2）對基體表面要求高；

（3）造價高。

3.1.2防腐富鋅底涂料

富鋅底涂料包括有機富鋅涂料和無機富鋅涂料。有機富鋅涂料主要是環(huán)氧富鋅涂料，它主要是以環(huán)氧樹脂為成膜物質(zhì)，由于采用胺固化劑，胺可以同鋼鐵表面的氧化物形成氫鍵，提高涂料的附著力。無機富鋅涂料包含醇溶性無機富鋅涂料、水溶性無機富鋅涂料和無機磷酸鹽富鋅涂料。見表2

3.2防腐中間涂層

采用環(huán)氧云鐵中間漆作為中間涂層，通過在環(huán)氧中間涂料中加入云母片填料，提高中間漆的成膜厚度以及依靠云母片的層狀排列來延長介質(zhì)通過涂層的路徑，從而提高涂層的抗?jié)B性能，如圖1。

3.3防腐面涂層

選取長效結(jié)構(gòu)防腐常用的配套面漆丙烯酸聚氨酯、氯化橡膠涂料、氟碳涂料，對它們耐侯性能、耐老化性能作出了比較給出了上述涂層經(jīng)3000h的紫外/冷凝加速氣候老化后的試驗結(jié)果。

結(jié)果顯示，經(jīng)過3000小時紫外/冷凝加速氣候老化后，丙烯酸聚氨酯的失光率為97.6%，橡膠的失光也達到83.8%，氟碳為9.4%；耐候性能從高到低依次為：氟碳>氯化橡膠>丙烯酸聚氨酯。

4長效鋼結(jié)構(gòu)防腐配套體系推薦

根據(jù)以上分析，本文推薦在中性腐蝕環(huán)境中設計使用年限為15年、25年、50年長效鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝體系。

（1）防腐環(huán)氧富鋅底漆+防腐環(huán)氧云鐵中間漆+氟碳面漆，設計使用壽命15年。

具體配套如下：基體表面處理Sa2.5級，表面粗糙度40~70μm；環(huán)氧富鋅涂料兩道，厚度>

80μm；厚漿型環(huán)氧云鐵中間漆兩道，厚度>160μm；氟碳涂料兩道，厚度>60μm；總計厚度>300μm；

（2）防腐無機富鋅底漆+防腐環(huán)氧云鐵中間漆+氟碳面漆，設計使用壽命25年；

基體表面處理Sa2.5級，表面粗糙度40~70μm；無機富鋅涂料兩道，厚度>80μm；厚漿型環(huán)氧云鐵中間漆兩道，厚度>160μm；氟碳涂料兩道，厚度>60μm；總計厚度>300μm；

（3）金屬噴鍍防腐（鋅、鋁或鋅鋁合金）+環(huán)氧云鐵中間漆+氟碳面漆，設計使用壽命50年；

具體配套如下：基體表面處理Sa3級，表面粗糙度40~70μm；金屬噴鍍（鋅、鋁或鋅鋁合金）厚度>120μm；環(huán)氧樹脂封孔兩道，厚度>70μm；環(huán)氧云鐵中間漆兩道，厚度>100μm；

氟碳涂料兩道，厚度>60μm；總計厚度>350μm；

5小結(jié)

長效鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕的最佳配套體系為底涂選用富鋅底漆或噴涂金屬（鋅、鋁、鋅鋁合金），中間涂層選用環(huán)氧云鐵中間漆，面漆選用具有良好抗老化性能和抗腐蝕性能的氟碳、丙烯酸聚氨酯、氯化橡膠涂料。富鋅底漆中無機富鋅底漆相對有機富鋅底漆含鋅量高，防腐性能較好，但對基體處理要求高，漆膜機械性能較差；金屬噴涂與富鋅底漆相比，能獲得較厚的涂層，且涂層中鋅的含量更高，耐腐蝕性能更強，基體能獲得超長的保護，但對基體表面處理要求更高，現(xiàn)場施工不便。防腐中間漆選用環(huán)氧云母涂料，其與底漆、面漆的配套性能優(yōu)良，云母磷片除增加中間涂層的成膜厚度外，其在涂層中的層狀排列，大大延長了腐蝕介質(zhì)到達基體表面的路徑，提高了防腐涂層的抗?jié)B性能。防腐面漆的抗老化性能從小到大為氟碳涂料>丙烯酸聚氨酯涂料>氯化橡膠涂料。在確定長效防腐配套體系時，還需根據(jù)所使用的環(huán)境考慮其經(jīng)濟性，從而確定最佳的鋼結(jié)構(gòu)防腐配套體系。

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