因鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有結(jié)構(gòu)輕巧、綜合機械性能好、建設(shè)效率高等優(yōu)點，在越來越多的基建項目中得以采用，國內(nèi)絕大多數(shù)的鋼橋全壽命都定為100年，隨之而來的鋼橋防腐也不得不受到重視。

最新版的《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料技術(shù)規(guī)范》JT/T722-2021中也將主體鋼結(jié)構(gòu)的防腐年限由08版的15～25年統(tǒng)一提高到30年，這對防腐材料的選擇也提出了新的挑戰(zhàn)，設(shè)計時應(yīng)充分考慮各種腐蝕因素，采取更合適的油漆防腐方案，達到長效防腐、減少重涂次數(shù)、延長使用壽命的目的。

鋼橋防腐體系設(shè)計原則及依據(jù)

防腐方案的設(shè)計思路一般是根據(jù)腐蝕環(huán)境或介質(zhì)、表面處理條件的不同，并且按照防護年限要求及技術(shù)經(jīng)濟比較結(jié)果，最終確定涂料的品種及涂裝厚度。

ISO12944標準――腐蝕定義和環(huán)境

防腐方案簡析

防腐方案分類

以前鋼橋防腐方案主要有老式富鋅漆和“冷噴鋅”兩種。

老式富鋅漆方案

富鋅底漆具有一定的屏障功能，以前在很多工程作為鋼結(jié)構(gòu)、輔機和管道的底漆。但隨著設(shè)計要求的提高，老式富鋅漆防護周期較短，越來越難滿足使用長年限的要求。如江西吉安鋼拱橋，高海公路?？跇?，當涂凌云橋等，在建成五六年后就重新維護刷漆，浪費大量人力物力，影響正常交通。

“冷噴鋅”方案

“冷噴鋅”其實是一種不太正確的習慣性叫法，是單組份涂料，沒有固化劑參與漆膜成膜物的化學反應(yīng)，僅靠5%的膠水類樹脂將95%的鋅粉粘附在鋼構(gòu)表面。所以“冷噴鋅”的附著力很低，國標HG/T4845-2015里提到冷涂鋅的附著力只有3兆帕(而常規(guī)富鋅底漆或石墨烯涂料的國標都要求附著力達到6兆帕以上)

另外由于冷涂鋅表面疏松多孔，很難與后續(xù)涂層完美匹配，所以冷涂鋅的研發(fā)初衷只是為了小面積的修補熱鍍鋅瑕疵，這一點也從國標里正規(guī)品名叫“冷涂鋅”而得到佐證，小瑕疵的用毛刷“涂”一下比較方便，嚴格意義上的冷噴鋅是另外一種工藝(用超音速300～1200m/s將1～50微米的鋅粉高速撞擊鋼構(gòu)，引起鋅粉塑性變形而黏附在鋼構(gòu)表面)。冷涂鋅涂料的易脫落和難匹配性已成為行業(yè)的一個痛點。

隨著科技的進步，近年來鋼結(jié)構(gòu)防腐行業(yè)出現(xiàn)了純烯鋅 (一種高性能石墨烯涂料)

純烯鋅是一種雙組份、低VOC、高固含、自干、厚漿型涂料，由改性樹脂、鋅粉、純石墨烯、助劑、和稀料等組成，純烯鋅作為通用型長效底涂提供嚴重腐蝕環(huán)境下的材料表面防護。純烯鋅能降低腐蝕的影響并提供優(yōu)異的防腐保護，石墨烯具有優(yōu)異的導電性能，涂膜中含有石墨烯可以使鋅粉之間導電加強，使涂層中的鋅粉利用率達到極致。

純烯鋅的片狀結(jié)構(gòu)使其涂層形成迷宮效應(yīng)，阻止外界腐蝕物質(zhì)的進入，同時具有良好的機械性能，在循環(huán)溫度環(huán)境下，具有良好的柔韌性以及對微小裂紋的自我修復(fù)性能，使得涂膜不易開裂脫落。

在施工過程中對高溫、高濕具有高容忍性，較高的干膜厚度也是如此，單道最厚可達350微米不開裂。具有陰極保護和屏障式保護雙重作用，鹽霧試驗高達5000小時以上。

純烯鋅不僅可以在車間里涂裝，亦可在現(xiàn)場施工，無工件尺寸和形狀限制。純烯鋅產(chǎn)品中不含重金屬成分和有毒溶劑，因此使用安全、衛(wèi)生，屬于環(huán)境友好型產(chǎn)品。

基于以上優(yōu)點，石墨烯涂料已列入國家工信部《重點新材料示范應(yīng)用目錄》

該材料在鋼結(jié)構(gòu)防腐中得到越來越多的應(yīng)用，例如漳州古雷煉化8km長電力管廊橋、道慶洲6萬噸公鐵兩用橋、福廈高鐵泉州灣跨海大橋等一批重大項目。

漳州古雷煉化8km長電力管廊橋

道慶洲6萬噸公鐵兩用橋

福廈高鐵泉州灣跨海大橋

防腐方案比較

根據(jù)國家標準HG/T3668-2009和HG/T5573-2019對比得知：在同等環(huán)境下，質(zhì)量最好的富鋅漆耐腐蝕試驗時間只有600h，而石墨烯鋅粉涂料為1440h，這表示石墨烯鋅粉涂料的防腐年限是普通富鋅漆的2.4倍以上!(已有廠家經(jīng)不斷優(yōu)化能耐5000h以上)

技術(shù)指標

以底中面三層分別厚80+200云鐵+80氟碳，鋼箱梁14m2/t，2000t橋估算

2468萬元÷2000噸=1.234萬元/噸鋼構(gòu)

由上表得知，在鋼橋全壽命周期內(nèi)最高性價比的是純烯鋅方案，每噸鋼構(gòu)可比老式富鋅漆體系節(jié)約1萬多元，產(chǎn)生了可觀的經(jīng)濟效益!同時又因減少了維修油漆的使用量，從而節(jié)約了大量資源產(chǎn)生巨大的環(huán)境效益，也順應(yīng)了碳達峰碳中和的社會訴求!