Transcript 我国桥梁涂料及涂装—李敏风

我国桥梁涂料及涂装技术的节能
环保发展方向
李敏风
上海涂料、染料协会专家组
关键词：桥梁涂料及涂装、节能环保、迅速发展
一、我国桥梁建设的发展形势

经过二十年的发展，我国是世界第一
桥梁大国。
我国桥梁建设在 材料（包括涂料）
设计理念
世界排名制高点
工业化制造
桥梁规范
世界十大跨海大桥，我国占据了四席：
（见表1）
表1 我国4大跨海大桥
桥名
全长/km
主桥结构形式
世界排名
杭州湾跨海大桥
36.0
钢梁斜拉桥
1
东海大桥
32.5
组合梁斜拉桥
2
青岛海湾大桥
25.9
自锚式悬索桥
4
舟山大陆连岛工程
25.0
钢箱梁悬索桥
5

近三年来，在国家新一轮基础建设计划实施下，我国工程建设又进
入了一个高速发展的春天。据不完全统计：我国十九个省市在建桥
梁六十五座。包括铁路、公路大桥、钢结构、混凝土大桥。
表2 我国在建四大桥梁概况
序号
桥名
工期
造价/亿元
全长/km
1
港珠澳大桥
2009-2015年
730.0
50.0
2
嘉绍跨江大桥
2008-2013年
128.8
69.9
3
马鞍山公路大桥
2009-2012年
70.8
36.1
4
铜陵长江公路大桥
2010-2014年
70.0
44.0
港珠澳大桥
世界最长的跨海大桥
抗八级地震、十六级大风
用钢量达50万吨≈11个“鸟巢”
桥梁结构使用寿命120年
十二五计划内拟建的跨海大桥有二十六条
例：玉环至乐清跨海大桥
大连湾跨海大桥
长岛至蓬莱跨海大桥
福建石狮至惠安跨海大桥
琼州海峡跨海大桥
…
振华重工等我国大型企业还承接了许多涉外桥梁工程：
例：
韩国仁川大桥
美国奥克兰海湾大桥
挪威Hardanger海湾大桥
英国英格兰大桥
美国亚历山大-哈密尔顿大桥
我国造桥技术世界领先。
二、我国桥梁涂料及涂装技术发展历程：

五十年来，中国桥梁建设市场推进了桥梁涂料及涂装技术的发展：
经历三个阶段：
1.起步阶段：铁道科学院
红丹防锈底漆
醇酸面漆
1956～1979年 天津灯塔油漆厂
聚氨酯面漆等
桥梁举例：
武汉长江大桥
南京长江大桥
2.发展阶段：
上海开林造漆厂
（为主）
1981～1999年
钢
结
构
环氧富锌底漆
环氧云铁中层漆
氯化橡胶面漆
聚氨酯面漆
混
凝
土
氯化橡胶底面漆
特殊部位：环氧沥青
表3上海黄浦江大桥钢箱梁外侧涂料配套
桥名
建造年份
涂料配套系统
制造厂家
总包单位
上海开林
上海江南重工
上海开林
上海冠达尔钢结构有限公司
美国IC531
上海开林
上海沪东造船厂
环氧富锌底漆80μm
南浦大桥
1991
环氧云铁中层漆100μm
氯化橡胶面漆80μm
环氧富锌底漆80μm
杨浦大桥
1993
环氧云铁中层漆100μm
氯化橡胶面漆80μm
水性无机富锌底漆70μm
徐浦大桥
1996
环氧云铁中层漆100μm
聚氨酯面漆80μm
为我国桥梁涂料的发展作出了良好的开端。
3.迅速发展阶段：
2000～2012年
①涂料生产厂家普遍：
·国际性大公司
全部进入中国：
·国内涂料企业
数量逐年增加：
Hempel、Akzonobel、Kansai
Jotun、PPG、CMP、Rust-Olenum ……
北京百慕、西北永新、西安天元
浙江东升、浙江鱼童、大连振邦、厦门双瑞
上海大通、上海门普莱、舟山飞鲸、宁波大达……
②涂料及其配套的先进性日趋提高：
·钢箱梁：1、全涂料配套：
各类富锌底漆、环氧中层漆、高性能面漆
案例：重庆菜园坝大桥、朝天门大桥
汕头海湾大桥、香港昂舟洲大桥
青岛海湾大桥、杭州湾大桥……
2、电弧喷锌（铝）+重防腐涂料配套
案例：天兴洲长江大桥、四渡河特大桥
舟山连岛大桥、厦漳大桥……
厦漳大桥钢箱梁配套方案见表4
聚氨酯
氟碳
聚硅氧烷
表4 厦漳大桥钢箱梁配套方案
工序
涂层
道数
规定干膜厚度/μm
底涂
电弧喷铝
1
200
封闭漆
环氧专用封闭漆
1
25
中层漆
环氧云铁中层漆
2
100
面漆
氟碳面漆
工厂1
40
工地现场1
40
·钢管桩：
1、环氧粉末涂料——
3PE等 环保型
2、钢管桩专用涂料—— 例 Interzone 954
S·W：ES 301…
无溶剂、低表面处理、水下固化涂料。
·混凝土：
1、涂料配套：根据不同的部位腐蚀特征设计不同的涂料配套
以杭州湾大桥混凝土结构为例说明：见表5
表5 杭州湾大桥混凝土表面涂层配套方案
涂料名称
底
湿固化环氧树脂封闭漆
表干区涂层
索塔区涂层
17万㎡
60万㎡
3万㎡
中
面
底
中
底
中
﹤310
90
90
≤50
环氧树脂封闭漆
≤50
﹤260
环氧树脂漆
氟碳面漆
涂层总干膜平均厚度
面
≤50
湿固化环氧树脂漆
聚氨酯面漆
表湿区涂层
≤280
70
400
350
2、聚脲：系高厚膜弹性体，大多用于铁路桥梁
无溶剂、无污染；
一次喷涂可达2mm；
5～20秒固化；
物理性能、耐化学性能良好。
最大工程：京沪高速铁路桥梁、路基。
面积：1200万㎡
用量：21000吨
生产厂家：美国SWD（上海）公司——手涂聚脲
东方雨虹（北京、上海）
秀珀（北京、上海、广州）
350
面
3、硅烷渗透剂：无机类渗透剂
深入混凝土深度2～4mm
①单独成膜：东海大桥30万㎡
用法
深圳大铲湾桥码头
②与重防腐涂料配套：案例见表6
嘉绍杭州湾大桥主航道索塔下塔柱塔座十万㎡
表6 表湿区硅烷+湿固化涂料防腐体系配套
配套涂料名称
涂层干膜平均厚度
底漆
硅烷（用量600ml/㎡）
渗透性，浸渍深度达到2mm
底漆
湿固化环氧树脂封闭漆
50μm
中层漆
湿固化环氧树脂漆
310
面漆
聚氨酯面漆
90
生产厂家：
学术上争论：
国外：“德固赛”“瓦克”“道康宁”
宁波盛宏交通工程技术有限公司
国内： 三、四航科研所
泉州思康新材料
性能价格比
附着力
③我国桥梁涂料的环保、节能性能提高
·淘汰红丹涂料，禁用含Pb、Hg、Cr、Cd的颜填料；
2006年前氯化橡胶面漆占70%，目前聚硅氧烷、氟碳、聚氨酯等高性能面漆占90%；
·推广高固体分含量：降低VOC；——主攻方向
表7各种环氧云铁中间漆固含量及VOC值
环氧M10涂料
固含量%
VOC/g.L-1
1
54
420
2
65
380
3
80
175
1、一次无气喷漆可达D.F.T450μm，减少施工道数；
2、常温固化，边缘覆盖性好；
3、钢箱梁内侧采用80%固含量的环氧漆，安全性高。
·推广水性桥梁涂料
1、大连振邦的水性全套配套涂料应用在松花江大桥上；
2、香港青马大桥应用水性丙烯酸弹性涂料
Rust-Olenum
Noxed
3、水性无机富锌底漆：象山铜瓦门大桥、徐浦大桥…
4、政策导向——JT/T821.4-2011标准（混凝土）
表8 JT/T821.4-2011规定的水性氟碳配套涂层体系
涂层
涂料品种
施工道数
最小干膜厚度/μm
底涂层
水性丙烯酸封闭底漆
或水性环氧封闭底漆
1
中间涂层
水性丙烯酸中间漆
2
80
面涂层
水性氟碳面漆
2
80
·湿固化配套涂料——节能、环保
1、湿固化封闭底漆——解决混凝土表面涂装
2、水下固化涂料——固化后涂层性能等不受影响；
长效防腐性；
一次喷涂膜厚度；
附着力好；
重涂性能好。
·因地制宜发展低表面处理涂料——用于桥梁涂层的维修
1、类型：以环氧类为主，有醇酸、聚氨酯（双组份）、丙烯酸等类型
新颖单组分湿固化聚氨酯涂料正在推广中
2、节能减排作用：对表面处理要求：ISO 8501-1 St2级；
可带微锈涂装、可在潮湿表面涂装；
可复涂在大多数旧涂层表面；
附着力优异；＞10MPa
与各类面漆等配套性能良好
个别有DTM（底、面两用漆）作用。
工程案例：见表9
表9 低表面处理涂料工程案例
序号
工程名称
低表面处理涂料名称
面积/万㎡
施工单位
1
上海外白渡桥大修
Ameron400
Sigma Cover 620
0.6
上海船厂涂装
工程公司
2
上海延安路高架钢箱
梁大修
Jotamastic 87
＞20.0
上海科鼎涂装
工程公司
3
上海南浦大桥钢箱梁
大修
Rust-Olenum 9100
＞5.0
河南防腐工程
公司昆山分公
司
4
杭州湾大桥钢管桩维
修
Interzone 954
不详
上海三航科研
所工程公司
5
香港青马大桥钢箱梁
Rust-Olenum Noxed
及钢缆索维修
＞2.0
不详
④桥梁涂料的产量与组成：
根据不完全的统计，2011年我国共生产重防腐涂料160万吨，其中桥梁涂料22万吨占14%；
桥梁涂料中还包括桥梁混凝土涂料7.3万吨，占34%，有逐年提高的趋势。
据有关部门统计，目前我国桥梁涂料结构组成合理，适应了桥梁工业的发展需要，见表10
表10 我国桥梁涂料结构和组成
组成
富锌底漆：环氧富锌底漆，无机富锌底漆
占比/%
25
水性富锌底漆
环氧漆
35
聚氨酯漆
18
氟碳漆
11
聚硅氧烷漆
5
丙烯酸漆、氯化橡胶漆
4
其他
2
三、桥梁涂装逐渐规范化
1.标准导向：·国际：
ISO 12944-2008 最高涂层寿命＞15年
ISO 14713-1998 最高涂层寿命＞20年
涂层状态判断：ISO 4628 Ri3级 1%
开始第一次大修
· 铁道行业防腐涂装标准
（1）TB/T2486-1994《铁路桥梁涂膜劣化评定》；
（2）TB/T2772-1997《铁路桥梁用防锈底漆供货技术条件》；
（3）TB/T2723-1997《铁路桥梁用面漆，中层漆供货技术条件》；
（4）TB/T1527-2004《铁路钢桥保护涂装》。
· 关于电弧喷涂锌铝等工艺标准
GB/T9793-1997
· 交通行业标准
（1）JT/T722-2008《公路桥梁钢结构涂装技术条件》；
（2）JT/T694-2007《混凝土桥梁表面涂层防腐技术条件》；
（3）JT/T695-2007《悬索桥主缆防腐涂装技术条件》；
（4）JT/T821-2011《混凝土桥梁结构表面用防腐涂料》。
2.桥梁涂料的涂装施工性能逐步提高：
涂料施工性能是涂装的基础；
是涂料涂装行业环保节能的关键；
是国内重防腐涂料与国外同类产品的差距所在。
施工技术指标
体积固含量
一次无气喷漆可达到的厚度
干燥时间
复涂间隔
对表面处理的要求
无气喷漆的技术条件
对环境条件的要求
边缘覆盖率…
3.发展涂装新工艺与新设备：
·正确的涂装工艺流程是涂层质量的关键。
例：桥梁混凝土涂层体系在涂装时，必须先喷封闭漆。见表11
表11 桥梁混凝土涂层体系及参数
区域
干膜厚度/μm
环氧封闭漆
按混凝土表面灵活掌握
刮涂型环氧腻子
修补蜂窝、麻面等缺陷
环氧云铁厚浆漆
200
1道
面层
氟碳面漆
100
2道
底层
湿固化环氧封闭底漆
按混凝土表面灵活掌握
刮涂型环氧腻子
修补蜂窝、麻面等缺陷
湿固化环氧厚浆漆
300
1道
氟碳面漆
100
2道
底层
大
气
层
水
位
变
化
段
表
12
桥
梁
钢
结
构
涂
装
工
艺
流
程
涂装道数
涂层体系
中间层
中间层
面层
钢材
喷中层漆
预涂面漆
交验
预处理机
自然干燥
统喷第一道
面漆
检查质量
钢材切割焊
接成构件
统喷底漆
装运到现场，
焊接安装
焊缝处理
预涂底漆
焊缝处理
统喷第二道
面漆
修补底漆、
中层漆
·高性能涂装设备是实现桥梁涂料环保、节能的必备条件。
例：各种专用无气喷漆机（见表13）
表12 各种专用无气喷漆机一览表
序号
1
2
3
重防腐涂料类型
聚脲、无溶剂涂料等
适用期＜20分钟
各类富锌底漆
高固体分、厚膜型涂料
专用无气喷漆机类型
双组份
无气喷漆机
有涂料加热装置
富锌底漆
专用无气喷漆机
压缩比为 32:1或
33:1
压缩比较高的无气喷
气机
可提高涂层质量、提高生产效率、减少环境污染。
Graco
Xtreme Mix
系列产品
WIWA
混双333等
重庆长江
Szd2 75:1
65:1
45:1
Graco
BullDOG 32:1
WIWA
38032
重庆长江
QPT 9C
重庆长平
CP 3250
Graco
Xtreme x70
WIWA
24071
重庆长江
GPT7037
(带两把枪)
重庆长平
CP 7321 TF
四、大桥和氯化橡胶涂料
从三座黄浦江大桥的实践得出如下结论：
1、涂装设计的重要性：
根据ISO 12944-2 腐蚀环境的规定：
·南浦大桥与杨浦大桥比较
杨浦大桥位置
同一江面、同一种涂料配套；
杨浦电厂大气污染严重
介于沪东船厂与上海船厂之间工业区
· 同一工程、同一涂层系统需采用同家涂料产品
徐浦大桥：美国IC531与开林厂842配套性能？
质量保证体系？
目前嘉绍杭州湾大桥也为如此！
2、涂装工艺的重要性：
· 南浦大桥由江南造船厂涂装，代表了重防腐涂料涂装的最高水平！
·杨浦大桥由冠达尔钢结构厂分包，民工操作
多次发生情况
底面漆搞颠倒
固化剂不配套
·美国IC531水性富锌底漆（锌粉≈80%）
对表面处理要求高 Sa3级
对环境条件要求高 RH＜70%
……
工人对水性涂料无气喷漆技术掌握不透：
无气喷漆机类型：如“长江”QPT 9C、3256C
压力：＜12MPa
喷嘴：耐磨
3.对氯化橡胶涂料的认识：它具有下列环保性能：
①防腐性能优异：
集装箱 KonStandt证书
C·R·TOP 通过
ISO 12944-1998
②单组份施工性能好
施工温度 -5～40°；
相对湿度 ＜85%；
可加热喷涂（35 ～ 50°）降低粘度少加不加稀释剂；
可“湿对湿”喷涂，缩短工期，提高效率；
③与钢材等附着力好、修补方便、层间附着力好、干燥迅速、无最大复涂间隔的要求。
④配套性能良好
在氯化橡胶旧涂层表面可复涂各种低表面处理涂料用于桥梁维修
⑤氯化橡胶底面漆耐碱性能是较好的混凝土桥梁涂料，应用广泛。
⑥氯化橡胶涂层无毒，而聚氨酯面漆干燥时却又异氰酸酯放出。
⑦虽然氯化橡胶涂料的固含量为40~45%左右，但通过配方调整，一次
喷涂膜厚度仍可达到
70~90μm，满足面漆喷涂的需要。
结论：不应一刀切，禁止氯化橡胶涂料的应用。
关西涂料公司氯化橡胶防腐漆 RABAMARWE AC
氯化橡胶面漆 RABAMARWE BTD
正广泛应用于工业涂料行业。