胡 輝

上海建工（江蘇）鋼結(jié)構(gòu)有限公司 江蘇 南通 226100

1 工程概述

背景工程是位于廣東省廣州市沿海地區(qū)的一個(gè)火力發(fā)電廠，整個(gè)項(xiàng)目工程規(guī)劃的總裝機(jī)容量接近10 000 MW，要求鋼結(jié)構(gòu)防腐30年免維護(hù)。按照歐標(biāo)EN ISO 12944-2《防護(hù)漆體系對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護(hù) 第2部分環(huán)境分類》中的大氣腐蝕性環(huán)境分類，該地既屬于C5-I工業(yè)環(huán)境，又屬于C5-M海洋環(huán)境（表1），鹽霧和工業(yè)氣體嚴(yán)重，腐蝕情況非常嚴(yán)重，防腐要求異常高。鑒于此，業(yè)主明確要求，本工程主要采用2種防腐體系，即：能熱浸鍍鋅的構(gòu)件全部鍍鋅（主要是指構(gòu)件尺寸）；無法熱浸鍍鋅的構(gòu)件使用比利時(shí)鋅加公司的涂膜鍍鋅（冷噴鋅）產(chǎn)品，干膜厚度達(dá)到180 μm（90 μm×2道），無后續(xù)配套涂層，2道鋅加涂膜鍍鋅全部在工廠施工；其他一些局部位置按照特別的要求進(jìn)行施工。

2 鋅加涂膜鍍鋅簡(jiǎn)介

鋅加涂膜鍍鋅產(chǎn)品是一種含鋅量達(dá)到96%的單組分涂料，其含鋅量可以與熱浸鍍鋅層的含鋅量接近，且可以使用各類噴涂設(shè)備噴出，在行業(yè)內(nèi)將這類涂料統(tǒng)稱為冷噴鋅。鋅加涂膜鍍鋅作為一種新興高性能涂料，在國(guó)內(nèi)受到部分行業(yè)認(rèn)可，比如文獻(xiàn)[1]中提到其“防腐性能優(yōu)良，使用年限可達(dá)30～50年”，高于很多標(biāo)準(zhǔn)中提到的防腐年限15～25年。

表1 大氣腐蝕性種類和典型環(huán)境實(shí)例

另外由我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ 82—2011《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》中也提到鋅加涂膜鍍鋅產(chǎn)品的涂層摩擦面抗滑移因數(shù)，當(dāng)除銹等級(jí)達(dá)到Sa2.5級(jí)，涂層厚度達(dá)到60～80 μm時(shí)，抗滑移因數(shù)能達(dá)到0.45。

3 高膜厚應(yīng)用

本項(xiàng)目防腐年限要求30年免維護(hù)，所以鋅加公司推薦了一個(gè)高膜厚的涂層配套（180 μm：90 μm×2道），但對(duì)于含鋅量這么高的涂料，高膜厚意味著高風(fēng)險(xiǎn)——涂層開裂，且這種高膜厚配套在國(guó)內(nèi)并沒有應(yīng)用過，所以存在很多不確定后果。經(jīng)過該工程的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該涂料產(chǎn)品施工后存在兩個(gè)主要問題。

1）當(dāng)復(fù)涂后干膜厚達(dá)到130 μm及以上會(huì)出現(xiàn)針孔、氣孔，且這種情況的發(fā)生無法避免。但涂層中的鋅受到潮氣后將會(huì)生成鋅的氧化物——鋅鹽，其具有封閉孔隙的效果。

2）涂層過厚時(shí)，焊縫處極易開裂，尤其是夏季施工。為了避免此問題的發(fā)生，業(yè)主要求焊縫處的涂層厚度及大面的涂層厚度都要有所下降，焊縫處降至2道涂裝至120～150 μm，大面2道涂裝至150～180 μm，涂層厚度一定要均勻。

大部分鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)涂裝H型鋼時(shí)翼板面是朝上的，腹板前后擺放，這種擺放方式噴涂起來比較簡(jiǎn)單、效率也高，但焊縫處容易堆疊油漆，導(dǎo)致厚度偏高，對(duì)于常規(guī)環(huán)氧類油漆，通常不會(huì)存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，但對(duì)于噴涂含鋅量96%的鋅加涂膜鍍鋅涂料，很容易由于涂層過厚而導(dǎo)致開裂，這類似于醇溶性無機(jī)硅酸富鋅漆的常見質(zhì)量缺陷[2]。為了達(dá)到目的，本項(xiàng)目實(shí)施了一種非常規(guī)的噴涂和擺放方式（圖1），以達(dá)到規(guī)定的要求。H型鋼件腹板朝上擺放，噴涂前切割/自由邊要先預(yù)涂。當(dāng)1～7步的噴涂順序結(jié)束后需等待1～2 h，待涂層實(shí)干后再翻身，然后再次按照1～7步的順序噴涂。第4步和第7步僅噴涂外側(cè)翼緣的一半是為了后續(xù)翻身時(shí)掛鉤不要碰到涂層，避免翻身破損。

圖1 H型鋼擺放及噴涂鋅加涂膜鍍鋅順序示意

4 熱浸鍍鋅層作為高強(qiáng)螺栓抗滑移涂層的應(yīng)用

熱浸鍍鋅層具有優(yōu)異的防腐效果，但對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑，構(gòu)件之間主要的連接方式是栓接，栓接通常采用扭剪型螺栓，這就要求栓接結(jié)合連接面具有很好的抗滑移能力，但有相關(guān)人員研究過，鋅層的抗滑移性能較低，一般抗滑移因數(shù)在0.2～0.3之間[3]，很難滿足大部分項(xiàng)目要求，同樣也不能滿足本項(xiàng)目的要求。本項(xiàng)目要求所有栓接結(jié)合連接面（摩擦面）的抗滑移因數(shù)至少達(dá)到0.45，且必須有防腐涂層，基于此，業(yè)主要求加工廠想辦法在摩擦面區(qū)域做鋅加涂膜鍍鋅，以達(dá)到相應(yīng)的抗滑移能力。

經(jīng)過試驗(yàn)與實(shí)踐，本項(xiàng)目按照如下工藝實(shí)施，解決了一系列難題并獲得成功。

1）鋅層上必須有一定的粗糙度，才能使冷噴鋅的附著力良好。使用打磨機(jī)處理表面顯然效果不佳，最后使用了噴砂，使用的磨料粒徑為0.8～1.2 mm。

2）常規(guī)噴砂設(shè)備操作有兩個(gè)缺點(diǎn)，灰塵大及磨料四處濺射，這會(huì)導(dǎo)致非摩擦面的鋅層受損以及污染/影響施工場(chǎng)地。這種情況就要求使用循環(huán)回收式噴砂機(jī)，本工程使用的是大型自動(dòng)循環(huán)回收式噴砂機(jī)，使用常規(guī)壓縮空氣作為能源（0.7 MPa），每分鐘除銹面積可達(dá)10 m2，效率高，操作簡(jiǎn)單，磨料及灰塵幾乎可以全部有效回收，很少出現(xiàn)濺射，且濺射力量已減弱至不會(huì)損傷非摩擦面的鋅層。

3）使用大型自動(dòng)循環(huán)回收式噴砂機(jī)噴射摩擦面還存在其他問題。摩擦面上有很多螺栓孔，當(dāng)噴槍嘴貼合摩擦面噴砂時(shí)，螺栓孔會(huì)泄露壓縮空氣，使噴砂效率降低，磨料和灰塵回收效率下降，同時(shí)從螺栓孔噴出的磨料會(huì)損傷周圍構(gòu)件的鋅層甚至傷人。經(jīng)過反復(fù)考量，最終使用了一個(gè)厚約3 mm的薄鐵板墊/支撐在噴砂面的反面， 這樣一來前面遇到的問題都能得到有效解決。

4）摩擦面噴砂及冷噴鋅涂裝有一定的范圍要求，有些有螺栓孔的地方不一定是摩擦面，這就需要能看懂圖紙的專人進(jìn)行標(biāo)注，以便噴砂工人和涂裝工人操作（圖2）。

圖2 摩擦面噴砂及涂裝前的范圍標(biāo)記

5）噴砂結(jié)束后，摩擦區(qū)域外圍用膠帶紙粘貼，然后涂刷鋅加涂膜鍍鋅，涂層實(shí)干后把膠帶紙撕掉。這樣就完成了摩擦面的涂裝施工。

5 防火構(gòu)件上的應(yīng)用

按照本工程的要求，有防火要求的構(gòu)件需涂裝常規(guī)防腐涂料（防火涂料現(xiàn)場(chǎng)吊裝后涂裝），即環(huán)氧富鋅底漆＋環(huán)氧云鐵中間漆，但摩擦面需要涂裝鋅加涂膜鍍鋅。按照常理說，這是個(gè)簡(jiǎn)單的油漆配套，施工也很方便，由于鋅加涂膜鍍鋅層上不能使用膠帶紙粘貼，否則膠帶上的膠水就會(huì)立即粘在涂層上，施工人員難以處理。經(jīng)過多次施工，最終使用的有效辦法是在鋅加涂膜鍍鋅層上用軟性磁鐵壓住不帶膠水的紙張來保護(hù)/覆蓋，并總結(jié)出以下施工工藝流程。施工涂層保護(hù)示意如圖3所示。

圖3 有防火要求的構(gòu)件涂裝前保護(hù)示意

1）噴砂處理合格后，將構(gòu)件上的摩擦面范圍用膠帶紙粘貼起來。按照項(xiàng)目常規(guī)要求，摩擦面范圍為距離螺栓孔中心75 mm，但此時(shí)為了涂層之間搭接，粘貼膠帶紙時(shí)要擴(kuò)大20～95 mm，以便形成搭接層。

2）涂裝鋅加涂膜鍍鋅，經(jīng)過1～2 h實(shí)干后撕掉膠帶紙。

3）先將搭接層用80～120目（粒徑178～124 μm的砂紙打磨出一定的坡度，然后用干凈的廢棄圖紙，折或裁剪至摩擦面范圍大小（距離螺栓孔中心75 mm），用軟性磁鐵條將圖紙四周壓緊。

4）按要求先噴環(huán)氧富鋅底漆，要完全覆蓋住搭接層，達(dá)到復(fù)涂間隔后噴涂環(huán)氧云鐵中間漆，中間漆實(shí)干后將軟性磁鐵和保護(hù)用的圖紙去除。

5）施工完畢，待檢查。

6 防火構(gòu)件與非防火構(gòu)件結(jié)合處的搭接應(yīng)用

本項(xiàng)目有些特殊構(gòu)件，一半有防火要求，一半無防火要求，這種情況會(huì)出現(xiàn)不同種類涂料之間搭接的問題，解決方法為有防火要求的那部分涂裝環(huán)氧富鋅底漆＋環(huán)氧云鐵中間漆，沒有防火要求的那部分涂裝鋅加涂膜鍍鋅。同樣的，摩擦面還是要涂裝鋅加鍍鋅。經(jīng)過分析，按照以下施工工藝操作（圖4）。

第1步：構(gòu)件噴砂后，先確定有防火要求與無防火要求的分界線，先涂裝鋅加涂膜鍍鋅，但需涂裝超過分界線20 mm作為搭接用，有防火要求的一邊用保護(hù)材料（如薄膜、泡沫紙等）包裹起來，避免漆霧污染，保護(hù)結(jié)束后就可以開始涂裝第1道鋅加涂膜鍍鋅。

第2步：待鋅加涂膜鍍鋅實(shí)干后，將有防火要求一邊的保護(hù)材料移除，對(duì)搭接處的第1道鋅加涂膜鍍鋅打磨出平滑坡度，然后用材料保護(hù)第1道鋅加涂膜鍍鋅（保護(hù)方法參考本文“第5節(jié)防火構(gòu)件上的應(yīng)用”的相關(guān)要求），保護(hù)的位置放在分界線處（便于后續(xù)涂層搭接），并用軟性磁鐵條壓緊，然后可開始涂裝環(huán)氧富鋅底漆。

第3步：待環(huán)氧富鋅底漆實(shí)干后，保護(hù)材料不動(dòng)，直接復(fù)涂環(huán)氧云鐵中間漆。

第4步：待環(huán)氧云鐵中間漆實(shí)干后，用材料保護(hù)該涂層，保護(hù)的位置為分界線處，然后涂裝第2道鋅加涂膜鍍鋅。

第5步：待第2道鋅加涂膜鍍鋅實(shí)干后，將保護(hù)材料移除，施工結(jié)束。

圖4 防火構(gòu)件與非防火構(gòu)件結(jié)合處的涂裝搭接施工工藝流程

7 結(jié)語

鋅加涂膜鍍鋅涂料通過在該項(xiàng)目上的實(shí)踐應(yīng)用，可以得出以下結(jié)論：

1）該產(chǎn)品屬于高含鋅量產(chǎn)品，具有很好的防腐性的同時(shí)，膜厚不能過厚，否則可能適得其反。從鋅加涂膜鍍鋅產(chǎn)品說明書來看，要想獲得更好的防腐性能，后續(xù)最好配套連接漆/封閉漆＋厚漿型常規(guī)涂料＋面漆（如有需要）。

2）該產(chǎn)品具有很好的抗滑移能力，但要涂在經(jīng)過熱浸鍍鋅的摩擦面區(qū)域表面，必須要有一定的粗糙度，最好的方法是使用自動(dòng)循環(huán)回收式噴砂設(shè)備噴砂。

3）該產(chǎn)品與其他類型（品牌）的涂料搭接涂裝時(shí)，保護(hù)工作要求較特殊，因?yàn)槟z帶紙不能直接粘貼在鋅加涂膜鍍鋅層上，且由于兼容性問題，需要有一定的搭接技巧。