我國(guó)橋梁涂料發(fā)展及涂裝技術(shù)發(fā)展分析
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)相關(guān)信息摘要:闡述了我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì),以及我國(guó)橋梁涂料及涂裝技術(shù)的發(fā)展歷程。分析了我國(guó)橋梁涂料的發(fā)展特點(diǎn)。介紹了我國(guó)橋梁涂料實(shí)施節(jié)能減排的各項(xiàng)工作,以及與橋梁重防腐涂料和涂裝相關(guān)的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)。
1.我國(guó)橋梁建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)
經(jīng)過(guò)改革開(kāi)放后30年的發(fā)展,我國(guó)橋梁建設(shè)在材料規(guī)范、設(shè)計(jì)理念和工業(yè)化制造方面均達(dá)到了世界橋梁行業(yè)排名的制高點(diǎn)。根據(jù)近年國(guó)際橋梁與結(jié)構(gòu)工程協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì),11種類(lèi)型共111座橋梁排名中,我國(guó)橋梁就有48座,占比43%。世界10大跨海大橋中,我國(guó)占4席.
近3年來(lái),在國(guó)家新一輪基礎(chǔ)建設(shè)計(jì)劃實(shí)施下,我國(guó)橋梁工程建設(shè)又進(jìn)入了一個(gè)高速發(fā)展的春天。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)19個(gè)省市在建的橋梁有65座。其中包括了鐵路、公路大橋(包括鋼結(jié)構(gòu)、混凝土大橋),排位第一的港珠澳大橋是世界最長(zhǎng)跨海大橋,可抗8級(jí)地震,16級(jí)大風(fēng),用鋼量約50萬(wàn)t,相當(dāng)于11個(gè)“鳥(niǎo)巢”的用鋼量,鋼結(jié)構(gòu)使用壽命達(dá)120a。
我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)廠還承接了許多涉外橋梁工程,鋼結(jié)構(gòu)和所用重防腐涂料均在國(guó)內(nèi)制造。例如,上海振華重工承接了韓國(guó)仁川大橋、美國(guó)奧克蘭海灣大橋、挪威HARDANGER大橋和英國(guó)英格蘭大橋工程;中國(guó)建筑公司承接了美國(guó)亞歷山大-哈密爾頓橋梁工程。外電評(píng)論:中國(guó)橋梁界僅用20年就完成了歐洲幾十年的發(fā)展業(yè)績(jī)。今后的20年,中國(guó)橋梁建設(shè)市場(chǎng)無(wú)疑將是令人羨慕的大舞臺(tái)。
2.我國(guó)橋梁涂料及涂裝技術(shù)發(fā)展歷程
我國(guó)橋梁涂料及涂裝技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了以下3個(gè)階段:
第一,起步階段(1956-1979年):當(dāng)時(shí),鐵道科學(xué)院聯(lián)合國(guó)內(nèi)天津燈塔油漆廠等涂料廠開(kāi)發(fā)研制橋梁涂料,用在武漢長(zhǎng)江大橋、南京長(zhǎng)江大橋上。涂料類(lèi)型為紅丹防銹底漆、醇酸面漆,以及少量的酚醛漆、聚氨酯漆等。
第二,發(fā)展階段(1981-1999年):上海開(kāi)林造漆廠等開(kāi)發(fā)研制出以環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧云鐵中層漆和氯化橡膠面漆為主的橋梁配套涂料,用在上海南浦、楊浦、徐浦大橋上,為我國(guó)橋梁重防腐涂料的發(fā)展作出了良好的開(kāi)端。
第三,迅速發(fā)展階段(2000年-至今):21世紀(jì)初,一些跨國(guó)涂料公司以獨(dú)資或合資方式紛紛在中國(guó)建廠,將先進(jìn)的橋梁涂料及涂裝技術(shù)帶入中國(guó),促進(jìn)了我國(guó)橋梁涂料的飛速發(fā)展,使我國(guó)橋梁涂料不僅在用量上達(dá)到最高峰,而且橋梁涂料及其配套的技術(shù)先進(jìn)性也達(dá)到了世界領(lǐng)先的階段。根據(jù)我國(guó)橋梁工程的實(shí)際情況,新造橋梁一般采用以下3種配套方案:
(1)混凝土結(jié)構(gòu):封閉漆:環(huán)氧封閉漆或硅烷浸漬劑;中層漆:環(huán)氧中層漆;面漆:大氣環(huán)境下,丙烯酸聚氨酯面漆,氟碳面漆,聚硅氧烷面漆;飛濺區(qū)或干濕交替區(qū):環(huán)氧類(lèi)面漆等。
(2)鋼結(jié)構(gòu):全部采用重防腐涂料配套。底漆:無(wú)機(jī)富鋅底漆,水性無(wú)機(jī)富鋅底漆,環(huán)氧富鋅底漆;中間漆:環(huán)氧云鐵中間漆,環(huán)氧磷酸鋅中間漆;面漆:丙烯酸聚氨酯面漆,氟碳面漆,聚硅氧烷面漆。全部采用重防腐涂料配套的鋼結(jié)構(gòu)大橋有南浦大橋、潤(rùn)揚(yáng)大橋、蘇通大橋、菜園壩大橋、香港昂船洲大橋等。值得一提的是,鋼箱內(nèi)側(cè)、風(fēng)嘴等部位,均采用配套涂料防腐的方法。
(3)鋼結(jié)構(gòu):底涂采用電弧噴鋅、鋁、鋅鋁合金、鋅鎂合金。配套涂料大多為環(huán)氧專(zhuān)用封閉漆;環(huán)氧云鐵中層漆;丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆、聚硅氧烷面漆。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),采用電弧噴涂鋅、鋁、鋅鋁合金、鋁鎂合金等作重防腐涂料底層的防腐方法,占橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐的35%。
3.我國(guó)橋梁涂料發(fā)展的特點(diǎn)
橋梁涂料歸屬于重防腐涂料,重防腐涂料配套涂層應(yīng)具有以下特性:能在苛刻的條件下長(zhǎng)期使用;附著力好,專(zhuān)業(yè)功能強(qiáng);可實(shí)現(xiàn)厚膜化噴涂;施工條件優(yōu)異。在橋梁工業(yè)迅速發(fā)展的推動(dòng)下,我國(guó)橋梁涂料產(chǎn)量攀升,發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,2011年我國(guó)涂料總產(chǎn)量超過(guò)一千萬(wàn)噸,其中工業(yè)防腐涂料近300萬(wàn)噸,橋梁涂料繼船舶和石化行業(yè)之后,在重防腐涂料份額中位居第三。值得一提的是,在橋梁建設(shè)實(shí)踐中,我國(guó)逐步提高了對(duì)橋梁混凝土的防腐保護(hù)力度,混凝土涂料的份額為25%-30%,而且有逐年提高的趨勢(shì)。
4.我國(guó)橋梁涂料的節(jié)能減排
近幾年來(lái),在我國(guó)橋梁涂料發(fā)展的過(guò)程中,將節(jié)能減排作為主攻方向,著重做了以下各項(xiàng)工作:
(1)采用環(huán)保型橋梁涂料。在橋梁涂料中,早已淘汰了紅丹漆,停用含鉛、汞、鉻等有毒有害重金屬的顏填料。例如開(kāi)發(fā)“片鋅”代替“粉鋅”;用適當(dāng)比例的磷鐵粉替代無(wú)機(jī)富鋅車(chē)間底漆中的鋅粉等,以達(dá)到節(jié)約資源之目的。另外,橋梁防腐涂料的樹(shù)脂類(lèi)型均經(jīng)過(guò)選擇與改性,使之更符合環(huán)保要求。根據(jù)蒙特利爾法規(guī)的有關(guān)規(guī)定,為保護(hù)大氣臭氧層,我國(guó)逐步減少了氯化橡膠面漆的用量,已完全被聚氨酯面漆、氟碳面漆、聚硅氧烷面漆所替代。
(2)大力推廣高固體分涂料、無(wú)溶劑涂料。目前橋梁涂料以溶劑型涂料為主,因此,減少溶劑型涂料VOC含量,提高涂料固體分等是橋梁涂料環(huán)保工作的重點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)橋梁涂料中高固體分涂料占總量的40%左右,無(wú)溶劑涂料約占5%左右,比前幾年有所提高。
(3)加速開(kāi)發(fā)水性橋梁涂料。早在1995年上海建造徐浦大橋時(shí),在業(yè)主和設(shè)計(jì)單位的指定下,采用了美國(guó)IC531水性無(wú)機(jī)富鋅涂料作底漆,為我國(guó)水性橋梁涂料的應(yīng)用開(kāi)了個(gè)好頭。之后,由上海門(mén)普萊新材料公司開(kāi)發(fā)的水性無(wú)機(jī)富鋅底漆陸續(xù)應(yīng)用在宜昌長(zhǎng)江大橋、浙江銅瓦門(mén)跨海大橋、山東黃河大橋的鋼箱梁上,并與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溶劑型環(huán)氧云鐵中層漆,聚氨酯面漆、氟碳面漆配套,在防腐蝕性、施工性能上表現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì)。近期,大連振邦涂料公司開(kāi)發(fā)的水性氟碳涂料已成功應(yīng)用在哈爾濱的兩座跨江大橋上。盡管目前我國(guó)水性橋梁涂料所占的份額還不到3%,相信在“十二•五”中會(huì)獲得迅速發(fā)展。
(4)開(kāi)發(fā)節(jié)能減排的橋梁涂裝新工藝、新技術(shù)。涂裝中也涉及節(jié)能減排工作,近年來(lái),“武船重工”、“振華港機(jī)”、“山橋”、“寶橋”等大型橋梁制作工廠均設(shè)置了鋼材預(yù)處理線,專(zhuān)門(mén)的噴砂房、噴漆房,專(zhuān)業(yè)進(jìn)行三廢處理。為保證涂層質(zhì)量,在涂裝工藝流程上,抓住每一個(gè)工藝環(huán)節(jié),如增加焊縫及特殊部位的預(yù)涂裝、第2道面漆必須到工地現(xiàn)場(chǎng)噴涂等;限制高能耗的涂裝設(shè)備,大力推廣噴漆效率高、涂層質(zhì)量好的無(wú)氣噴涂法;對(duì)于混合時(shí)間短的雙組分無(wú)溶劑涂料和聚氨酯涂料等,必須采用加熱型雙組分無(wú)氣噴涂泵。涂裝新工藝、新技術(shù)也促進(jìn)了橋梁涂料技術(shù)的發(fā)展。
(5)開(kāi)發(fā)推廣各種功能性橋梁涂料。近年來(lái),我國(guó)涂料廠家開(kāi)發(fā)推廣了各種功能性、專(zhuān)業(yè)性橋梁涂料,如“底面合一涂料”、“濕碰濕工藝”、“通用底漆”、“帶銹防銹涂料”等,特別是橋梁維修上采用低表面處理涂料,近年來(lái)發(fā)展較快,也有一定數(shù)量的工程案例。
5.橋梁重防腐涂料和涂裝國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)
5.1 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
(1)ISO12944《色漆和清漆-防護(hù)涂料體系對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護(hù)》,1998年初版,2007年修正版。它是國(guó)際上涂料、涂裝行業(yè)的指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)概括了8部分,主要有環(huán)境分類(lèi)、涂料類(lèi)型及其配套、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能檢測(cè)、涂裝及表面處理等。特別是標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于防腐涂層使用年限的定義,澄清了它與橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壽命的區(qū)別,突出了以LCC(壽命周期成本)原則來(lái)進(jìn)行涂料配套設(shè)計(jì),這對(duì)橋梁涂料的發(fā)展起到積極作用。
(2)ISO14713—1998是關(guān)于電弧噴涂鋅鋁及重防腐涂料配套、涂層的腐蝕防護(hù)原則的規(guī)定,基本技術(shù)內(nèi)容與ISO12944類(lèi)同,復(fù)合涂層最高防腐壽命為20a。
5.2 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
(1)涂料物化性能指標(biāo)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T1728,1731,6750……。
(2)漆膜耐性檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn):GB/T5210,1771,1733……。
5.3 鐵道行業(yè)防腐涂裝標(biāo)準(zhǔn)
(1)TB/T2486—1994《鐵路橋梁涂膜劣化評(píng)定》;
(2)TB/T2772—1997《鐵路橋梁用防銹底漆供貨技術(shù)條件》;
(3)TB/T2723—1997《鐵路橋梁用面漆,中層漆供貨技術(shù)條件》;
(4)TB/T1527—2004《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝》。
5.4 關(guān)于電弧噴涂鋅鋁等工藝標(biāo)準(zhǔn)GB/T9793—1997。
5.5 交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
(1)UT/T722—2008《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)涂裝技術(shù)條件》;
(2)UT/T694—2007《混凝土橋梁表面涂層防腐技術(shù)條件》;
(3)UT/T695—2007《懸索橋主纜防腐涂裝技術(shù)條件》。
5.6 關(guān)于涂層老化評(píng)級(jí)方法標(biāo)準(zhǔn)
(1)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):ISO4628/1~5;
(2)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn):GB/T1766—1995。
由于橋梁工程多為重點(diǎn)工程,橋梁涂料是具有先進(jìn)性、功能性的高性價(jià)比重防腐涂料,總之,在橋梁涂料、涂裝的招投標(biāo)過(guò)程中,充分體現(xiàn)橋梁涂裝的重要性,突出了低碳、節(jié)能、高效的涂裝理念,促進(jìn)橋梁涂料的有序發(fā)展。!