高铁客站钢结构防腐修复工程施工技术研究.docx

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高铁客站钢结构防腐修复工程施工技术研究

高铁客站钢结构防腐修复工程施工技术研究

高铁客站钢结构防腐修复工程施工技术研究高铁客站钢结构防腐修复工程施工技术研究傅　强　（上海房产建筑段，上海　200434）摘　要：

分析了高铁客站钢结构所处的腐蚀环境，针对高铁客站钢结构防腐修复工程特点，筛选了其防腐配套涂料体系方案，选定了新型低表面处理重防腐配套涂料体系方案，满足了防腐涂层长期使用寿命的要求。

关键词：

高铁客站钢结构防腐修复工程；低表面处理重防腐涂料体系；长效防腐0　引言随着我国高铁建设的迅速发展，高质量已成为建设的重点，与之配套的新型现代化车站建设，其钢结构呈现量大、跨度大、结构形状美观、新颖等特点。

这给设计、施工等诸方面带来较高的技术难度，同时也使竣工交付后进行有效的管理、维护面临新难题。

要求维修的钢结构表面处理用防腐涂料能直接在轻微锈层、潮湿、附着牢固的旧漆面上涂装，涂料适用环境性强、节能环保、干燥快、物化性能优异、施工简便等。

为此，设计提出高铁客站钢结构采用水分散体防腐配套涂料体系，使用年限为10a以上的防腐要求，并对其防护年限内的耐久性提出明确指标，即底漆加速盐雾试验1500h以上，无明显物理变化；面漆人工加速老化试验1500h，粉化为0级，变色为2级等。

高铁客站，特别是沿海地区的户外钢结构，受沿海高湿度、高盐度、台风等极端天气、盐雾的影响；长期受高电流（约30000V）、动车组通过速度达300km的频繁振动影响，及施工维修时间限于凌晨零点至3点的恶劣施工环境等影响，对高铁客站钢结构的防腐施工构成最大的难题。

因此，采用何种防腐配套涂料体系、如何控制涂装施工质量成为高铁客站钢结构工程修复成败的关键。

鉴于上述情况，下面从以下几方面进行研究：

（1）防腐配套涂料体系；

（2）防腐涂装施工工艺及涂装质量控制措施；（3）工程应用。

1　防腐涂装配套涂料体系1.1　高铁客站钢结构腐蚀环境分析根据裸露钢板所处环境的腐蚀程度，ISO12944—1998将大气的腐蚀等级划分为5个级别（表1）；同时，ISO12944—1998还定义了3个防腐年限（表2）。

表1　ISO12944—1998大气腐蚀环境的划分及典型环境

Table1　ThepartitionandtypicalenvironmentofISO12944—1998atmospherecorrosionenvironment腐蚀等级　质量损失/（g·m-2）　典型环境C1（很低）　≤10　加热的建筑物内部、空气洁净C2（低）　10~200　低污染的乡间、有供暖的室内/中性的大气环境C3（中）　200~400　城市工业大气环境、中等SO2水平C4（高）　400~650　高盐度的工业区和沿海区域C5-I（很高、工业环境）　650~1500　具有高湿度、强腐蚀环境的工业地区C5-M（很高、海洋环境）　650~1500　海洋环境、海上平台及高盐分的海岸地区表2　ISO12944—1998定义的防腐年限

Table2　TheanticorrosionservicelifedefinedaccordingtoISO12944—1998腐蚀等级　防腐年限/a低15由表1和表2可见：

高铁客站的钢结构所处环境涉及到C3（中）、C4（高）、C5-I（很高、工业环境）、C5-M（很高、海洋环境）腐蚀等级，考虑高铁客站钢结构工程的重要性，在进行防腐涂装体系设计时，应根据其所处大气腐蚀环境进行5~15a腐蚀等级设计。

1.2　防腐修复涂装配套方案设计对于高铁客站钢结构工程防腐，应以涂料防护为主。

应采用涂装施工环境适应性强、环保性要求高、价格适中、施工方便、效果明显及适用性强的防腐配套涂料体系。

根据高铁客站钢结构所处大气腐蚀环境及夜间涂装施工作业环境，为确保钢结构的长效防腐要求，其防腐配套涂料体系应满足以下要求：

底漆：

能在低表面处理等级（St1级）、轻微锈层、潮湿（没有明显露水）、牢固旧漆膜表面直接涂装施工；涂料无毒、无害、不燃、干燥快、附着力好，漆膜具有优良的物化性能和防锈性能。

中间漆：

涂料无毒、无害、不燃、干燥快，与底涂层附着力好，漆膜具有良好的物化性能，优良的防锈屏障性。

面漆：

涂料无毒、无害、不燃、干燥快，漆膜具有优良的物化性能和抗紫外光照性，耐酸性、耐碱性、耐盐性好。

不同配套涂料体系方案见表3。

表3　不同配套涂料体系方案

Table3　Thedifferentsupportingcoatingssystemscheme涂装间隔/h底漆　环氧防锈底漆（溶涂层类型方案1　方案2　方案3涂料品种　道数/道厚度/μm涂装间隔/h　涂料品种　道数/道厚度/μm涂装间隔/h涂料品种　道数/道厚度/μm剂型双组分）　2　50~60　24~168　水性改性丙烯酸带锈底漆　2　50~70　8~24　XJL-900水性防腐底漆（单组分）　2　70~80　8~24中间漆　环氧中间漆（溶剂型双组分）　1　100　24~72　水性改性丙烯酸中间漆　1　50　4~12面漆　丙烯酸聚氨酯面漆（溶剂型双组分）　2　50　4~48　水性硅丙防腐面漆　2　50　8~12　XJL-900水性防腐面漆（双组分）　2　180~190　8~24合计　5200~260　5150~170　4250~2701.3　防腐配套涂料体系方案选定根据表3列出的3个防腐配套涂料体系方案，分别从物化性能、耐盐雾性、耐候性及环保性等方面进行试验研究，最终确定应用于高铁客站钢结构防腐修复工程的配套涂料方案，试验结果分别见表4、表5和表6。

根据表4~6的测试结果，并综合考虑方案的经济性及技术可靠性等因素，最终选定方案3作为高铁客站钢结构防腐修复的防腐配套涂料体系。

1.4　配套涂料体系相关产品说明1.4.1　XJL-900底漆（单组分）XJL-900底漆是一种新型低表面处理钢结构防腐水分散体涂料，它采用LDHS（低泡沫乳化剂壬基酚聚氧乙烯）乳化的纳米胞合成聚氨酯改性环氧树脂乳液（ASA乳液）为成膜物质，节能环保，渗透螯合力强，漆膜致密、屏障性优异，能直接在轻微锈层、潮湿（露水）面、牢固旧漆面等低表面处理（St1级）钢结构基面上涂装施工。

该涂料干燥快，附着力强，抗锈蚀、耐盐雾性优异，施工简便。

1.4.2　XJL-900面漆（双组分）XJL-900面漆是ASA乳液和改性亲水性多异氰酸酯制成的纳米级涂料，具有节能环保、施工性好、干燥快、附着力强、耐酸碱性好、耐盐类腐蚀性及抗紫外光照性优异等特点，确保整个配套涂层体系能达到10a以上的防护寿命。

表4　主要物化性能测试结果

Table4　Thetestresultsofmainphysicochemicalproperties方案编号　涂料细度　干燥时间　划格附着力/级弯曲试验/mm耐冲击性/cm　耐碱性　耐酸性方案1　底漆、中间漆≤50μm，面漆≤35μm面漆：

10%H2SO4，168h，通过方案2　底漆、中间漆≤40μm，面漆≤35μm表干时间≤4h，实干时间≤24h表干时间≤120min，实干时间≤24h底漆：

表干时间≤2h，实干时间24h中间漆、面漆：

表干时间120min，实干时间≤24h11≤215050面漆：

10%NaOH，168h，通过11115050面漆：

10%NaOH，168h，通过面漆：

10%H2SO4，168h，通过方案3　底漆、面漆50~100μm表干时间≤120min，实干时间≤24h　1　1　50　面漆：

10%NaOH，168h，通过面漆：

10%H2SO4，168h，通过表5　耐盐雾性及耐候性测试结果

Table5　Thetestresultsofsaltsprayresistanceandweatherresistance检测项目　方案1　方案2　方案3底漆：

2000h耐盐雾性　不合格　不合格　合格配套涂料体系：

1500h耐湿热性　合格　合格　合格（2000h）面漆：

耐人工气候老化性（2000h）不合格　合格　合格表6　挥发性有机化合物含量检测结果

Table6　ThetestresultsofVOCcontent检测项目　方案1　方案2　方案3挥发性有机化合物含量/（g·L-1）底漆：

600中间漆：

400面漆：

550底漆：

18中间漆：

15面漆：

13底漆：

≤13面漆：

≤102　施工工艺及其施工环境要求2.1　施工工艺在实际施工时，按照以下的施工工艺进行涂装：

（1）在经过表面处理，并达到规定的表面处理等级St1级钢结构表面上，采用刷涂、辊涂、高压无气喷涂法施涂1道底漆，控制干膜厚度在30~40μm之间。

如采用湿膜仪测定湿膜厚度，误差较大，因此规定凌晨零点至3点施工时，12h后用干膜测厚仪测定干膜厚度；白天施工（15~25℃）时，6~8h后测定膜厚，同时进行第2道底漆涂装，两道底漆干膜厚度应达到70μm以上。

如达不到膜厚要求，可将底漆用水稀释至适当黏度，再有气薄喷涂1道。

（2）喷涂完底漆后，干燥24h，即可采用刷涂、辊涂、高压无气喷涂施涂1道面漆，24h后进行干膜测定，复合膜厚应达到160μm以上。

涂刷第2道面漆，复合层总厚度应达到250μm，如达不到厚度要求，需补喷1道清漆。

2.2　施工环境要求涂装的适宜温度为5~35℃，下雨、下雪、结冰、下雾、风力超过5级等天气，不能进行涂装作业，以免影响涂层质量和耐久性。

3　漆膜修补漆膜修补主要涉及漆膜弊病及损伤部位的修补，修补工艺如下。

3.1　漆膜弊病的修补在涂料涂装过程中，由于施工方法或环境原因等产生气泡、针孔、流挂、起皱等漆膜弊病，必须进行修补。

修补的方法是将漆膜弊病处用纸砂皮进行打磨处理，清理表面尘埃，再用XJL-900清漆罩面处理。

3.2　漆膜损伤的修补在施工过程中，对涂装后损伤的漆膜需要进行修补。

对于没有损伤到底材的部位（底漆完好），可用砂纸打磨，经表面除尘后，再涂上相应的涂料，直至达到规定的厚度。

对于已损伤到底材，即底漆涂层已破损的部位，先进行表面处理达到St1级，再按2道底漆、3道面漆进行修补，并达到规定的厚度。

4　涂装质量控制要保证高铁客站钢结构维修的涂装施工质量，在各种涂装材料已经选定的前提下，应进行全过程质量控制，从钢结构表面处理到各涂层漆膜厚度、漆膜成型质量、涂层间附着力的测定及漏点检查等控制。

4.1　责任界定及总体质量控制为解决以往大型钢结构工程涂装责任界定不清的问题，高铁客站钢结构维修施工时主要采取以下措施。

4.1.1　涂料供应总承包单位与涂料供应商签订采购合同，并同时要求涂料供应商派技术人员到现场，从钢结构表面处理到涂装工艺、从各涂层漆膜厚度到漆膜成型质量等进行涂装全过程的技术指导和施工质量控制，同时，也可避免涂装施工时发生偷工减料行为，从而最大限度地保证涂装施工质量。

4.1.2　涂装施工总承包单位应分步向涂装施工单位供应涂料进行涂装施工，且应与涂装施工单位签订涂料损耗约定，规定涂装用量不得超过规定的损耗量，从而最大限度地避免涂料的浪费。

4.1.3　总体涂装质量控制在实际施工时，总承包单位应授权涂料供应商代表总承包单位对施工单位进行管理，要求各施工单位必须按照涂料供应商的要求进行涂装施工。

为了保证涂装施工质量，涂料供应商应派技术人员进驻施工现场，对防腐涂装施工质量进行全过程、全方位的控制。

技术服务人员主要进行以下工作：

（1）验收钢结构表面处理结果，若达不到标准，则不允许涂装，经技术服务代表签字认可后方可进行涂装；

（2）检验涂装过程的每一道工序，不符合要求时，有权提出返工或重新涂装；（3）检测漆膜的厚度和外观，要求做好记录，并通报总承包工程部主管人员。

4.2　涂装质量控制重点及方法钢结构维修施工现场技术人员在涂装质量控制时，重点从原材料复验，漆膜外观、厚度、附着力测定和漏点检测等方面进行质量控制。

4.2.1　原材料复验涂料到现场后，按照生产批次进行原材料复验，主要进行关键性能指标的检验。

4.2.2　漆膜外观检查用肉眼观察，漆膜表面应无针孔、气泡、裂纹、脱落、流挂、漏涂等弊病。

如发现上述弊病，必须进行修补或补涂，允许少量的气泡和流挂现象出现，但不允许大平面上出现漆膜弊病。

4.2.3　漆膜厚度测定为使配套涂料体系涂层总厚度达到设计规定的厚度（250μm），在涂覆每道涂料时，漆膜固化后，均需用干膜测厚仪测定干膜厚度。

在进行干膜测定时，要遵循“80-20原则”：

即80%的测定值应达到规定的厚度，其余20%的测定值不得低于规定厚度的80%。

4.2.4　漆膜附着力测定可采用划格法进行附着力测试，合格标准为1级，即交叉处有小块的剥离，影响面积4.2.5　漆膜漏点测定当按配套涂料体系完成所有涂料的涂装后，采用湿海绵针孔检测仪进行漏点测定。

如发现针孔，需用本涂料清漆进行补涂。

5　施工工艺5.1　涂装方法根据钢结构截面尺寸及涂料类型，分别可采用刷涂、辊涂、无气喷涂或有气喷涂进行施工。

5.2　高空涂装平台选择进行高空表面处理及涂装时，主要可采用电动吊篮或自控马蹄扣吊板两种操作平台。

其中，电动吊篮主要用于立面结构大面积或部分次结构的涂装施工；而大多数立面结构的表面处理及各道涂料的涂装，均采用自控马蹄扣吊板为操作平台并结合爬梯、脚手架进行施工。

5.3　涂装施工

（1）雨棚外平面可采用喷涂施工；内顶部可采用喷涂、刷涂、辊涂（平板类）施工；雨棚网架以刷涂、辊涂方法进行涂装施工；钢立柱采用喷涂施工，装饰效果好。

（2）立面钢结构采用喷涂施工时，应通过控制喷枪与构件表面的距离，控制漆雾扩散量来减少对周围环境的污染。

（3）对立面钢结构进行涂装时，应充分利用风向来减少喷涂时产生的漆雾漂浮物对周围环境的污染。

另外，当风力达到4级以上时，应停止喷涂作业。

6　结语高铁客站钢结构站台所处环境十分复杂，在沿海地区受海洋大气、海风的侵蚀，加速了对防腐涂层和钢结构的腐蚀破坏，缩短了钢结构的使用寿命，给钢结构和设备带来安全隐患，造成人身安全和经济损失，所以，迫切需要尽快研究适用于高铁客站钢结构防腐涂装的配套涂层与涂装施工技术，解决钢结构的防腐问题，消除安全隐患，延长设备的使用寿命。

由XJL-900底漆、XJL-900面漆组成的钢结构防腐涂料配套体系（方案3）是一种环保型低表面处理钢结构重防腐涂料体系，该体系无毒、无害、不燃、施工简便、省工、省时，钢结构表面处理等级为St1级标准，底漆能直接在轻微锈层、潮湿（没有明显露水）基面、附着牢固旧漆层及较恶劣的环境条件下涂装施工；漆膜附着力强、高密度屏障性、卓越的抗盐雾性（2000h以上），已超过普通溶剂型防锈漆的水平。

面漆具有优异的物理机械性能、耐酸碱性、耐紫外光照性（2000h以上），具有长寿命效果。

其底、面配套体系具备使用寿命10a以上效果。

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（ShanghaiRealEstateConstructionSection，Shanghai，200434，China）Abstract：

Thecorrosionenvironmentofsteelstructureforhigh-speedrailwaystationwasanalyzed.Forfeaturesofsteelstructureanticorrosionrenovationprojectofhigh-speedrailwaystation，theanticorrosionsupportingcoatingssystemschemewasscreened.Thesupportingcoatingssystemofnewsurfacetolerantenvironmentally-friendlyheavy-dutycoatingswaschosen.Thelongservicelifeofanticorrosioncoatingwasfulfilled.KeyWords：

steelstructureanticorrosionrenovationprojectofhigh-speedrailwaystation；surfacetolerantheavydutycoatingssystem；longservicelifeofanticorrosion中图分类号：

TQ639文献标识码：

A文章编号：

1009-1696（2016）01-0041-05[收稿日期]2015-12-05[作者简介]傅强，男，现任上海铁建实业有限公司总经理、上海铁路局上海房产建筑段段长，长期从事铁路房建设备设施的维修养护和管理工作。