橋樑漆

橋樑漆是鐵路鋼橋的防腐蝕塗料。

含義及背景

鐵路鋼橋無論國內還是國外一般都採用防腐蝕塗料進行防腐保護。
我國鐵路鋼橋的塗料防腐蝕技術也是不斷發展和逐漸完善的。20世紀50年代，鋼樑塗料保護壽命僅為（2~3）年；60年代後期至80年代，先後採用了紅丹防鏽底漆與灰鋁鋅醇酸面漆（即66醇酸面漆）或灰雲母氧化鐵醇酸面漆配套體系，塗料保護壽命提高到了10年左右；90年代採用環氧富鋅防鏽底漆、雲鐵環氧中間漆、灰鋁粉石墨醇酸面漆（即018醇酸面漆）配套系，塗料保護壽命達到15年以上。目前，正在推廣使用環氧富鋅防鏽底漆、雲鐵環氧中間漆、氟碳面漆配套體系，以進一步延長鐵路鋼橋的維修、大修周期，預計該體系使用壽命在30年以上。
鐵路鋼橋塗料採用底面漆配套使用，充分發揮底漆的防鏽作用和面漆的耐老化作用。
下表為國內外使用塗料品種參考
表1 國內外常用的鋼橋塗料

國別	底漆	中間漆	面漆
中國	紅丹防鏽漆、富鋅底漆	雲鐵環氧漆	灰雲母氧化鐵醇酸面漆，灰鋁粉石墨醇酸面漆，聚氨酯面漆、氟碳面漆等
德國	紅丹醇酸底漆、油性紅丹漆		雲鐵鋁粉醇酸面漆
英國	鋅黃酚醛底漆，富鋅底漆		雲鐵酚醛面漆，雲鐵聚氨酯面漆
法國	紅丹底漆		雲鐵面漆
美國	富鋅底漆	流平罩漆，環氧漆	鋁粉酚醛面漆，鋁粉聚乙烯面漆，聚氨酯面漆
日本	富逛鋅底漆，油性紅丹底漆，富鋅底漆	雲鐵環氧漆	聚氨酯面漆，氯化橡膠面漆，醇酯面漆、氟碳面漆

各類型塗料介紹

我國鐵路鋼橋所用塗料：

1 紅丹防鏽漆

紅丹防鏽漆是傳統的性能優異的防鏽底漆，並且價格低廉。一般認為其防腐蝕能力是來自油中的脂肪酸和鉛形成的鉛皂，鉛皂是一種緩蝕劑；但也有人認為，紅丹顏料的保護作用與陰極和陽極腐蝕反應的極化有關。鐵基體的陰極反應因低溶解度Pb化合物的生成而極化，而陽極反應則因從可溶性Fe形成不溶的Fe化合物，並與Pb的氧化物、氫氧化物一起沉積在金屬晶格中而極化。
由於鉛毒的存在，為了保護環境，現在紅丹防鏽漆正在逐漸為其他防鏽底漆所代替，但鐵路鋼橋作為永久性的重要鋼結構，所以在我國鋼橋上仍普遍使用。
紅丹防鏽漆可以是紅丹酚醛防鏽漆，也可以是紅丹醇酸防鏽漆，其中紅丹含量在不揮發物中含量不低於65%。

2 富鋅底漆

富鋅底漆是陰極保護型的重防腐塗料，分為無機富鋅底漆和有機富鋅底漆兩大類。
無機富鋅底漆包括水玻璃型和水解矽酸乙酯型兩種，其中在鋼橋上作為底漆使用的足前者。水玻璃型無機富鋅底漆也稱為水性無機富鋅底漆。
我國使用的水性無機富鋅底漆大多是二次固化型，它是由鈉水玻璃(泡花鹼)、鋅粉組成，塗層成膜後需塗刷固化劑使塗層固化。目前在我國鐵路已開始使用水性自固型無機富鋅塗料，它主要是由鉀水玻璃、鋅粉組成，塗層在幾小時內即可實現完全自固化，不怕雨淋，大大縮短了施工周期。已在我國新建的秦沈客車專運線丁香橋、渝懷線長壽橋等使用。
有機富鋅底漆主要是環氧富鋅底漆。由於環氧樹脂與鋼基板的附著性好，所以用量較大。

3灰雲鐵醇酸面漆

按照片狀顏料可以延長面漆耐候壽命的思路，1978年研製成功了灰雲鐵醇酸面漆。該面漆採用雲鐵作為主要原料，利用其片狀結構、化學惰性等特點，塗層耐候壽命也達到了10年以上。

4灰鋁粉石墨醇酸面漆

1993年研製了鐵路鋼樑面漆——灰鋁粉石墨醇酸面漆(又稱018-2醇酸面漆)。其中的顏料使用的是鱗片狀的鋁粉石墨複合材料，它的耐候壽命能夠達到15年以上。

5 丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆

明確規定了採用脂肪族異氰酸酯、含羥基丙烯酸樹脂及耐候顏料製備聚氨酯面漆，它的耐候壽命能夠達到20年以上。

6 氟碳面漆

氟碳面漆在國外也稱為含氟的聚氨酯面漆，由於其中存在C-F鍵，其鍵能為485kJ/mol，原子間結合力強，所以其更耐大氣曝曬，更耐酸、鹼、鹽等有害介質的侵襲，其保光性遠遠優於聚氨酯面漆，更適合用於對景觀有要求的鋼結構防腐塗裝。

7聚氨酯上蓋板塗料

鐵路鋼橋的縱梁、上承板梁和箱形梁的上蓋板頂面使用耐磨塗料。它是由2道棕黃聚氨酯底漆(每道乾膜最小厚度50μm)和4道灰聚氨酯蓋板面漆(每道乾膜最小厚度40μm)組成。這種塗裝體系的特點是耐磨性好。

8灰雲鐵環氧中間漆

該漆在富鋅底漆和鋼鐵的噴鋅、噴鋁層上具有優良的附著力和封閉性能。作為環氧富鋅底漆、水性無機富鋅底漆等高性能防鏽漆的中間封閉塗層，增強整個塗層的層間附著力和保護性能。它能與環氧型、聚氨酯型和氯化橡膠型等塗料配套，也能與醇酸、酚醛等傳統型塗料進行配套。

9環氧瀝青塗料

主要用於非密封的箱形梁內表面的塗裝。一般塗裝4道，每道乾膜最小厚度為60μm。

鋼橋塗裝體系

為了獲得較好的保護效果，使保護塗裝具有最佳的防腐耐久性能，要根據鋼橋的不同部位及所處環境科學合理地配套選用不同塗料，制定出塗裝體系。下表列出了我國鐵路鋼橋目前所使用的塗裝體系。
表2 鋼橋塗裝體系

塗裝體系	塗料（塗層）名稱	每道乾膜最小厚度/μm	至少塗裝道數	總乾膜最小厚度/μm	適用部位
1	特製紅丹酚醛（醇酸）防鏽底漆	35	2	70	墩台吊籃、圍欄和橋樑檢查車等橋樑附屬鋼結構
灰鋁粉石墨或灰雲鐵醇酸面漆	35	2	70
2	電弧噴鋁層			200	鋼橋明橋面的縱梁、上承板梁、箱型樑上蓋板
環氧類封孔劑	20	1	20
棕黃聚氨酯蓋板底漆	50	2	100
灰聚氨酯蓋板面漆	40	4	160
3	無機富鋅防鏽防滑塗料或電弧噴鋁層	80	1	80	栓焊梁連線部分摩擦面
		100
4	環氧瀝青塗料或環氧瀝青厚漿塗料	60	4	240	非密封的箱形梁和箱形桿件內表面
120	2	240
5	特製環氧富鋅防鏽底漆	40	2	80	鋼樑主體，用於氣候乾燥、腐蝕環境較輕的地區
或水性無機富鋅防鏽底漆
棕紅雲鐵環氧中間漆	40	1	40
灰鋁粉石墨醇酸面漆	35	2	70
6	特製環氧富鋅防鏽底漆 或水性無機富鋅防鏽底漆 棕紅雲鐵環氧中間漆 灰色丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆	40	2	80	鋼樑主體，用於腐蝕環境較嚴重的地區
40	1	40
35	2	70
7	特製環氧富鋅防鏽底漆或水性無機富鋅防鏽底漆棕紅雲鐵環氧中間漆氟碳面漆	40	2	80	鋼樑主體，用於酸雨、沿海等腐蝕環境嚴重、紫外線輻射強、有景觀要求的地區
40	1	40
30	：2	60

鐵路鋼橋防腐蝕塗裝

1 南京長江大橋的塗裝
南京長江大橋目前使用的油漆塗裝體系是表2中的第1體系即2道紅丹酚醛底漆和3道雲鐵醇酸面漆。該體系使用中一般每隔(7～8)年需進行一次維護塗裝，即塗裝一次面漆。
2 蕪湖長江大橋的塗裝
蕪湖長江大橋足1998年開始修建的，使用的油漆塗裝體系是表2中的第5體系即2道環氧富鋅底漆、1道雲鐵環氧中間漆和2道灰鋁粉石墨醇酸面漆。該體系使用中一般每隔(12～15)年需進行一次維護性塗裝。
3 萬州長江特大橋鋼樑的防腐塗裝
萬州長江特大橋足萬宜鐵路的重點工程，該橋地處腐蝕嚴重的重慶萬州地區，目前正在建設中，所使用的塗裝體系為環氧富鋅2道，雲鐵環氧中間漆1道，氟碳面漆2道。該體系使用壽命預計可達到30年以上。

國外鋼橋塗裝

1 英國鋼橋塗裝
英國鋼樑塗料防鏽以長期保護為主要目標，在城區也有裝飾性塗料塗裝的鋼樑。採用噴鋅、封孔中間漆和雲鐵面漆塗裝體系的鋼樑較多，防蝕方法和防蝕路線比較保守。近幾十年來，採用鋅黃防鏽漆或富鋅塗料、雲鐵中間漆和各種面漆的保護塗裝方法。他們認為：在一般環境下，用普通標準塗料即可，在惡劣環境下，需採用噴鋅或富鋅塗料，然後塗裝保護面漆。在箱形梁內側，因不易維修，冷凝水又多，採用無溶劑和重防腐塗料保護。在維修方面，採用每6年左右重塗一次，防止原塗層深度老化破壞。
2 美國鋼橋塗裝
美國鋼樑塗料防鏽也是以長期保護為主要目標，也有裝飾性保護性塗裝的鋼樑。多採用富鋅塗料為底漆，上塗聚乙烯、聚氨酯等塗料，在一般環境下，也採用紅丹防鏽漆和鉻酸鋅等防鏽底漆。他們重視初始除裝，除銹徹底，認為以富鋅塗料為底漆，上塗耐久的面漆，多層塗裝，使用壽命可達20年以上。他們總結出幾條結論：a.在惡劣環境下，鋼樑要噴砂除銹，粗糙度要合適；b.塗層需要的乾膜厚度與塗料的性能有關；C.底漆應避免過多的填料；d.油性塗料和醇酸防鏽漆在一般環境中性能良好e.富鋅塗料在惡劣的環境下性能很好，但效果隨品種和其配套面漆不同而有差異；f.底漆和面漆配套很重要，施工中應注意。
3 日本鋼橋塗裝
日本鋼樑注意防護性和裝飾性，最早採用紅丹防鏽漆和醇酸面漆，在20世紀70、80年代採用富鋅塗抖、氯化橡膠塗料、聚氨酯塗料等，近幾年也採用超耐候的氟碳塗料作為鋼樑保護用材料。由於日本已進人老齡化社會，鋼結構的維修費用和難度越來越大，聽以日本很重視長壽命塗料和塗裝體系的研究和使田，並用全壽命成本分析方法選用、評定塗料和塗裝體系。

發展趨勢

隨著鐵路向高速、電氣化的發展，對鋼橋維修、大修的要求更高，不可能像以前那樣經常在橋樑上進行施工操作，這都要求研製防腐性能更好、使用壽命更長的塗裝體系，在整個鋼橋使用過程中只進行一、二次保護塗裝，同時應研製對環境污染小的水性塗料、環保型塗料。
1 高性能塗料
如常溫固化氟碳塗料，它具有超常的耐候性、突出的耐鹽霧性、優異的耐化學介質和良好的抗沾污性及耐沖刷性。國內的氟碳塗料在主要性能上與國外產品尚有一定差距，所以應加強氟碳塗料尤其是氟碳樹脂的研發力度，生產出真正意義上的氟碳塗料。
2 水性塗料
隨著生活水平的不斷提高，人們的環保意識也在不斷增強，鋼橋塗裝使用水性塗料是必然趨勢。水性無機富鋅漆作為預塗底漆已在我國鋼結構加工中廣泛套用，也已開始在我國鋼橋上作為配套底漆使用，但使用中仍存在一些問題，如塗層較脆，與其它塗料配套性不好等，還有待進一步的改進和研究。
3 複合保護材料
鋼橋表面電弧噴塗金屬再塗面漆。噴金屬保護始於1910年，至今已有90多年的歷史。國外的20世紀30年代已廣泛採用噴鋅塗層繼而用噴鋁塗層保護鐵路和公路橋樑、各種水工鋼結構和水電站設備、石油化工裝備以及船舶等。我國從50年代開始套用至今也已經有50年的歷史。實踐證明噴金屬防腐是一種長效、適用的防腐蝕方法。經過90多年的發展，噴金屬已不單能噴鋅、噴鋁而且可噴鋁合金、噴鋁鎂合金以及噴鋁稀土合金等；在噴塗工藝上也從火焰噴塗逐步發展為電弧噴塗甚至高速電弧噴塗等。電弧噴塗金屬再漆面漆近年來在我國港口碼頭、橋樑等開始套用，如粵海棧橋工程。
4 鐵路鋼筋混凝土橋的保護材料
現在鐵路鋼筋混凝土橋的設計壽命也和鋼橋一樣，是100年，另外，既有線上的混凝土橋也不同程度地出現了腐蝕等破壞。因此需要對其進行修補或保護，其中一個主要的保護措施是研製防護塗料，並制定相應的施工工藝。
下表為國內外使用塗料品種參考
表1 國內外常用的鋼橋塗料

國別	底漆	中間漆	面漆
中國	紅丹防鏽漆、富鋅底漆	雲鐵環氧漆	灰雲母氧化鐵醇酸面漆，灰鋁粉石墨醇酸面漆，聚氨酯面漆、氟碳面漆等
德國	紅丹醇酸底漆、油性紅丹漆		雲鐵鋁粉醇酸面漆
英國	鋅黃酚醛底漆，富鋅底漆		雲鐵酚醛面漆，雲鐵聚氨酯面漆
法國	紅丹底漆		雲鐵面漆
美國	富鋅底漆	流平罩漆，環氧漆	鋁粉酚醛面漆，鋁粉聚乙烯面漆，聚氨酯面漆
日本	富逛鋅底漆，油性紅丹底漆，富鋅底漆	雲鐵環氧漆	聚氨酯面漆，氯化橡膠面漆，醇酯面漆、氟碳面漆