我国桥梁涂料发展及涂装技术发展分析

2012-10-22 13:32:17 268

请填写相关信息摘要:阐述了我国桥梁建设的发展趋势,以及我国桥梁涂料及涂装技术的发展历程。分析了我国桥梁涂料的发展特点。介绍了我国桥梁涂料实施节能减排的各项工作,以及与桥梁重防腐涂料和涂装相关的国内外标准。
 1.我国桥梁建设的发展趋势
    经过改革开放后30年的发展,我国桥梁建设在材料规范、设计理念和工业化制造方面均达到了世界桥梁行业排名的制高点。根据近年国际桥梁与结构工程协会的统计,11种类型共111座桥梁排名中,我国桥梁就有48座,占比43%。世界10大跨海大桥中,我国占4席.
    近3年来,在国家新一轮基础建设计划实施下,我国桥梁工程建设又进入了一个高速发展的春天。据统计,目前我国19个省市在建的桥梁有65座。其中包括了铁路、公路大桥(包括钢结构、混凝土大桥),排位第一的港珠澳大桥是世界最长跨海大桥,可抗8级地震,16级大风,用钢量约50万t,相当于11个“鸟巢”的用钢量,钢结构使用寿命达120a。
我国的钢结构厂还承接了许多涉外桥梁工程,钢结构和所用重防腐涂料均在国内制造。例如,上海振华重工承接了韩国仁川大桥、美国奥克兰海湾大桥、挪威HARDANGER大桥和英国英格兰大桥工程;中国建筑公司承接了美国亚历山大-哈密尔顿桥梁工程。外电评论:中国桥梁界仅用20年就完成了欧洲几十年的发展业绩。今后的20年,中国桥梁建设市场无疑将是令人羡慕的大舞台。
2.我国桥梁涂料及涂装技术发展历程
    我国桥梁涂料及涂装技术的发展经历了以下3个阶段:
    第一,起步阶段(1956-1979年):当时,铁道科学院联合国内天津灯塔油漆厂等涂料厂开发研制桥梁涂料,用在武汉长江大桥、南京长江大桥上。涂料类型为红丹防锈底漆、醇酸面漆,以及少量的酚醛漆、聚氨酯漆等。
    第二,发展阶段(1981-1999年):上海开林造漆厂等开发研制出以环氧富锌底漆、环氧云铁中层漆和氯化橡胶面漆为主的桥梁配套涂料,用在上海南浦、杨浦、徐浦大桥上,为我国桥梁重防腐涂料的发展作出了良好的开端。
 第三,迅速发展阶段(2000年-至今):21世纪初,一些跨国涂料公司以独资或合资方式纷纷在中国建厂,将先进的桥梁涂料及涂装技术带入中国,促进了我国桥梁涂料的飞速发展,使我国桥梁涂料不仅在用量上达到最高峰,而且桥梁涂料及其配套的技术先进性也达到了世界领先的阶段。根据我国桥梁工程的实际情况,新造桥梁一般采用以下3种配套方案:
   (1)混凝土结构:封闭漆:环氧封闭漆或硅烷浸渍剂;中层漆:环氧中层漆;面漆:大气环境下,丙烯酸聚氨酯面漆,氟碳面漆,聚硅氧烷面漆;飞溅区或干湿交替区:环氧类面漆等。
   (2)钢结构:全部采用重防腐涂料配套。底漆:无机富锌底漆,水性无机富锌底漆,环氧富锌底漆;中间漆:环氧云铁中间漆,环氧磷酸锌中间漆;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钢结构大桥有南浦大桥、润扬大桥、苏通大桥、菜园坝大桥、香港昂船洲大桥等。值得一提的是,钢箱内侧、风嘴等部位,均采用配套涂料防腐的方法。
   (3)钢结构:底涂采用电弧喷锌、铝、锌铝合金、锌镁合金。配套涂料大多为环氧专用封闭漆;环氧云铁中层漆;丙烯酸聚氨酯面漆、氟碳面漆、聚硅氧烷面漆。
 据不完全统计,采用电弧喷涂锌、铝、锌铝合金、铝镁合金等作重防腐涂料底层的防腐方法,占桥梁钢结构防腐的35%。
3.我国桥梁涂料发展的特点
    桥梁涂料归属于重防腐涂料,重防腐涂料配套涂层应具有以下特性:能在苛刻的条件下长期使用;附着力好,专业功能强;可实现厚膜化喷涂;施工条件优异。在桥梁工业迅速发展的推动下,我国桥梁涂料产量攀升,发展势头强劲,2011年我国涂料总产量超过一千万吨,其中工业防腐涂料近300万吨,桥梁涂料继船舶和石化行业之后,在重防腐涂料份额中位居第三。值得一提的是,在桥梁建设实践中,我国逐步提高了对桥梁混凝土的防腐保护力度,混凝土涂料的份额为25%-30%,而且有逐年提高的趋势。
4.我国桥梁涂料的节能减排
    近几年来,在我国桥梁涂料发展的过程中,将节能减排作为主攻方向,着重做了以下各项工作:
   (1)采用环保型桥梁涂料。在桥梁涂料中,早已淘汰了红丹漆,停用含铅、汞、铬等有毒有害重金属的颜填料。例如开发“片锌”代替“粉锌”;用适当比例的磷铁粉替代无机富锌车间底漆中的锌粉等,以达到节约资源之目的。另外,桥梁防腐涂料的树脂类型均经过选择与改性,使之更符合环保要求。根据蒙特利尔法规的有关规定,为保护大气臭氧层,我国逐步减少了氯化橡胶面漆的用量,已完全被聚氨酯面漆、氟碳面漆、聚硅氧烷面漆所替代。
   (2)大力推广高固体分涂料、无溶剂涂料。目前桥梁涂料以溶剂型涂料为主,因此,减少溶剂型涂料VOC含量,提高涂料固体分等是桥梁涂料环保工作的重点。据统计,目前我国桥梁涂料中高固体分涂料占总量的40%左右,无溶剂涂料约占5%左右,比前几年有所提高。
   (3)加速开发水性桥梁涂料。早在1995年上海建造徐浦大桥时,在业主和设计单位的指定下,采用了美国IC531水性无机富锌涂料作底漆,为我国水性桥梁涂料的应用开了个好头。之后,由上海门普莱新材料公司开发的水性无机富锌底漆陆续应用在宜昌长江大桥、浙江铜瓦门跨海大桥、山东黄河大桥的钢箱梁上,并与国内生产的溶剂型环氧云铁中层漆,聚氨酯面漆、氟碳面漆配套,在防腐蚀性、施工性能上表现出较大优势。近期,大连振邦涂料公司开发的水性氟碳涂料已成功应用在哈尔滨的两座跨江大桥上。尽管目前我国水性桥梁涂料所占的份额还不到3%,相信在“十二•五”中会获得迅速发展。
   (4)开发节能减排的桥梁涂装新工艺、新技术。涂装中也涉及节能减排工作,近年来,“武船重工”、“振华港机”、“山桥”、“宝桥”等大型桥梁制作工厂均设置了钢材预处理线,专门的喷砂房、喷漆房,专业进行三废处理。为保证涂层质量,在涂装工艺流程上,抓住每一个工艺环节,如增加焊缝及特殊部位的预涂装、第2道面漆必须到工地现场喷涂等;限制高能耗的涂装设备,大力推广喷漆效率高、涂层质量好的无气喷涂法;对于混合时间短的双组分无溶剂涂料和聚氨酯涂料等,必须采用加热型双组分无气喷涂泵。涂装新工艺、新技术也促进了桥梁涂料技术的发展。
    (5)开发推广各种功能性桥梁涂料。近年来,我国涂料厂家开发推广了各种功能性、专业性桥梁涂料,如“底面合一涂料”、“湿碰湿工艺”、“通用底漆”、“带锈防锈涂料”等,特别是桥梁维修上采用低表面处理涂料,近年来发展较快,也有一定数量的工程案例。
5.桥梁重防腐涂料和涂装国内外标准
    5.1 国际标准
   (1)ISO12944《色漆和清漆-防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》,1998年初版,2007年修正版。它是国际上涂料、涂装行业的指导性标准。该标准概括了8部分,主要有环境分类、涂料类型及其配套、结构设计、性能检测、涂装及表面处理等。特别是标准中关于防腐涂层使用年限的定义,澄清了它与桥梁结构设计寿命的区别,突出了以LCC(寿命周期成本)原则来进行涂料配套设计,这对桥梁涂料的发展起到积极作用。
   (2)ISO14713—1998是关于电弧喷涂锌铝及重防腐涂料配套、涂层的腐蚀防护原则的规定,基本技术内容与ISO12944类同,复合涂层最高防腐寿命为20a。
 5.2 我国标准
 (1)涂料物化性能指标检测标准:GB/T1728,1731,6750……。
 (2)漆膜耐性检测标准:GB/T5210,1771,1733……。
 5.3 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》。
 5.4 关于电弧喷涂锌铝等工艺标准GB/T9793—1997。
5.5 交通行业标准
 (1)UT/T722—2008《公路桥梁钢结构涂装技术条件》;
 (2)UT/T694—2007《混凝土桥梁表面涂层防腐技术条件》;
 (3)UT/T695—2007《悬索桥主缆防腐涂装技术条件》。
 5.6 关于涂层老化评级方法标准
 (1)国际标准:ISO4628/1~5;
 (2)我国标准:GB/T1766—1995。
    由于桥梁工程多为重点工程,桥梁涂料是具有先进性、功能性的高性价比重防腐涂料,总之,在桥梁涂料、涂装的招投标过程中,充分体现桥梁涂装的重要性,突出了低碳、节能、高效的涂装理念,促进桥梁涂料的有序发展。!

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