橋梁鋼管樁的重防腐涂料
鋼管樁是海港碼頭和近海設(shè)施建設(shè)中非常重要的鋼結(jié)構(gòu),是鋼管樁碼頭的承力構(gòu)件。與混凝土樁相比,鋼管樁承載能力大,抗壓、抗拉、抗剪切力、抗震、抗風(fēng)荷載能力強(qiáng);其規(guī)格多,可選余地大,管徑可以達(dá)到2100mm,壁厚6.9~25mm;樁長易調(diào)整,易于割樁和接樁。盡管鋼管樁的單價(jià)較高,但是單樁承載力高,布樁數(shù)量少,可以縮小基礎(chǔ)承臺(tái),施工進(jìn)度快,后期處理容易,因此綜合效益高。
鑒于鋼鐵易腐性,在使用過程中防腐蝕是關(guān)鍵。
鋼管樁防腐處理可采用涂料、陰極保護(hù)、PE聚乙烯輻射熱縮帶和增加腐蝕余量等措施。
為了重防腐涂料的施工簡化和陰極保護(hù)系統(tǒng)的有效設(shè)計(jì),對(duì)鋼管樁的防腐蝕通??梢苑譃樗隙魏退露蝺刹糠?,防腐蝕設(shè)計(jì)年限為20~30年。
鋼管樁重防腐涂料必須能抵抗海洋大氣、海浪飛濺以及海水浸泡和海泥的腐蝕。
水上段防腐蝕可選用高固體分涂料或無溶劑涂料。涂料應(yīng)具有良好的附著力、耐蝕性、耐候性、耐磨損、耐沖擊,同時(shí)涂料應(yīng)能適應(yīng)干濕交替變化。選用的涂料要耐鹽霧、耐老化、耐濕熱。應(yīng)符合JTJ230、JT/T233、ISO12944、ISO20340或者NORSOK M501的要求。
鋼管樁的重防腐涂裝設(shè)計(jì),由于水上水下的腐蝕速度有著明顯的差異,因此重防腐涂料的厚度可以有所差異。水上段指從設(shè)計(jì)低水位減1.5m起以上部位,該部位包括大氣區(qū)、浪濺區(qū)和水位變動(dòng)區(qū)。水下段指從設(shè)計(jì)低水位減1.5m起往下至天然泥面以下1.5m的部位。
碼頭鋼管樁重防腐涂料中,主要應(yīng)用的涂料品種有環(huán)氧煤瀝青涂料、聚氨酯涂料、改性環(huán)氧玻璃鱗片涂料、聚酯玻璃鱗片涂料、無溶劑超強(qiáng)環(huán)氧及環(huán)氧粉末涂料等。
(1) 環(huán)氧煤瀝青涂料:環(huán)氧煤瀝青涂料是傳統(tǒng)的防腐蝕涂料,耐海水腐蝕性強(qiáng),曾經(jīng)是鋼管樁上的重要應(yīng)用品種,主要有厚漿型環(huán)氧煤瀝青涂料和無溶劑環(huán)氧煤瀝青涂料兩類。由于瀝青是致癌物,歐美國家對(duì)環(huán)氧煤瀝青涂料的應(yīng)用限制,因此目前應(yīng)用已經(jīng)不多。
(2) 聚氨脂涂料:聚氨酯涂料物理機(jī)械性能良好,漆膜堅(jiān)韌耐磨,附著力強(qiáng),耐腐蝕性優(yōu)良,漆膜耐酸堿、抗鹽霧性強(qiáng),用于鋼管樁的聚氨酯涂料,有雙組分固化型、濕固化型和無溶劑聚氨酯涂料。聚氨酯涂料的固化速度快,即使在冬天也能快速固化。
(3) 玻璃鱗片涂料:以具有很好的耐化學(xué)性能玻璃鱗片作為主要防銹顏料的涂料,稱之為玻璃鱗片涂料。根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境,有環(huán)氧玻璃鱗片涂料、聚酯玻璃鱗片涂料和乙烯基酯玻璃鱗片涂料等。
玻璃鱗片的厚度在2~5μm,這樣能保證涂料中有數(shù)十層的鱗片排列,形成涂層內(nèi)復(fù)雜曲折的滲透擴(kuò)散路徑,使得腐蝕介質(zhì)的擴(kuò)散滲透路線變得曲折彎曲,很難滲透到基材。玻璃鱗片片徑縱橫越大,涂層的抗?jié)B透性能越強(qiáng)。玻璃鱗片把涂層分割成了許許多多的小空間,固化后收縮率小,大大降低了涂層的收縮應(yīng)力,減少各接觸面的殘余應(yīng)力,增加了附著力。
(4)超強(qiáng)環(huán)氧漆:超強(qiáng)環(huán)氧漆是一種雙組分高強(qiáng)度高性能涂料,特點(diǎn)是高固體分、高機(jī)械強(qiáng)度,耐磨性好。固化后具有優(yōu)良的耐淡水、海水、防腐蝕、耐磨蝕性能。而超強(qiáng)環(huán)氧漆一般在配方中采用中、低分子量混合環(huán)氧樹脂與聚酰胺/聚胺混合固化劑,在固化成膜時(shí),聚胺與低分子量環(huán)氧反應(yīng),形成高交聯(lián)密度的堅(jiān)硬漆膜,而中分子量環(huán)氧與聚酰胺反應(yīng)生成分子間距較大的長分子鏈,使漆膜具有優(yōu)良的柔韌性。又加入硬質(zhì)填料,從而使漆膜具有突出的耐磨性,耐含泥沙江水、海水沖刷的性能。
(5)環(huán)氧粉末涂料:環(huán)氧粉末涂料漆膜堅(jiān)固,耐蝕性強(qiáng),耐酸、堿、抗?jié)駸?、抗鹽霧。環(huán)氧粉末涂料不含有機(jī)溶劑,固體分100%,減少對(duì)人體危害、對(duì)環(huán)境的污染,涂料利用率高,過噴的粉末可以回收利用。鋼管樁環(huán)氧粉末涂料的施工,從表面處理、粉末噴涂、烘烤固化、冷卻成品至包裝,都可以在整條流水線上進(jìn)行,施工進(jìn)度性,減少勞動(dòng)力。但是環(huán)氧粉末涂料在鋼管樁上的涂裝應(yīng)用局限性也是明顯的,流水線一次性投資大,涂料的配色比較困難,流水線噴涂設(shè)備換顏色噴涂較為困難。環(huán)氧粉末涂料用在鋼管村莊上的另一個(gè)缺點(diǎn)是對(duì)吊裝打樁時(shí)造成的破損部位,無法進(jìn)行修補(bǔ)。