橋梁處在跨越江河湖海的自然環境下，長期暴露在風雨、潮濕和被污染的環境中，而且長期承受動載和靜載，很容易遭受腐蝕破壞，國內外都有鋼結構破壞失效的實例，而且這些破壞失效引起的安全事故和經濟上的損失是非常慘重的。為了保證橋梁的安全營運，需要對橋梁鋼結構系統進行防腐保護。目前應用較多的是通過熱鍍鋅、熱噴鋅和多層涂料涂裝進行鋼結構腐蝕防護。近年來冷噴鋅涂料的開發應用，又為橋梁鋼結構實用新型長效防護系統提供了新的防腐技術和材料。

    1、 冷噴鋅涂料及特點

    金屬腐蝕防護措施主要應用以下 3 個基本原理：①屏障保護。利用涂層膜形成屏障，將鋼鐵表面和環境中的電解質隔離，在鋼鐵表面形成一道對空氣中的水蒸氣和氧氣等的保護屏障。②化學抑制。在涂料中添加的有效化學成分，能抑制金屬陽極或陰極反應。③電流 （ 陰極 ） 保護。利用涂料中的大量金屬 （ 鋅、鋁等 ） 粒子積聚對鋼鐵產生電流保護，如同在鋼鐵表面上形成鋅 （ 鋁 ） 陽極。實際使用的一般金屬防護主要是應用陰極保護和屏障保護 2 種防護功能，冷噴鋅涂料兼顧這兩種防護體系的優點。常規應用的富鋅涂料也有同 時利用陰極保護和屏障保護的特點，但實用富鋅涂料 因含鋅量低、陰極保護作用不強，與普通涂料一樣以屏障保護作用為主，防腐蝕性不如冷噴鋅涂料。

    1.1 冷噴鋅涂料

    用于鋼結構防腐保護的冷噴鋅涂料是由純度高于 99%以原子化提煉的鋅粉 （ 干膜中含96 ％以上的純鋅 ） 、揮發性溶劑和有機樹脂三部分配制而成的單組分的系列產品。它不含任何鉛、鎘等重金屬成分，溶劑中不含甲苯、二甲苯、一氯甲烷或甲乙酮等有機溶劑，具備環保功能。由于含鋅量高，冷噴鋅干膜含有96%以上的純鋅，足以為鋼結構材料提供較好的陰極保護。當冷噴鋅被氧化時，會在冷噴鋅表面緩慢產生一層鋅鹽層來提供屏障保護。同時，冷噴鋅中的黏結劑能提供一層附加的屏障保護，從而減緩鋅的氧化。冷噴鋅的復合防 腐性能，有效地結合了鋅層的鍍鋅性質和有機涂料的 屏障保護，對鋼鐵的防銹效果優異。

    在防護性能方面冷噴鋅涂層具有優良的柔韌性和很強的抗機械磨損性能，冷噴鋅涂層與鋼結構表面具有機械結合和化學結合優良的附著力，即使受到磨損破壞，冷噴鋅也不會剝落。冷噴鋅涂層具備易于重涂維修的優 點，使用冷噴鋅涂層可用于替代熱浸鋅、熱噴鋅防護；已 經應用過熱噴鋅、熱鍍鋅的鋼結構還可應用冷噴鋅作為 長期保護。對于使用熱鍍鋅不方便的結構和使用熱鍍 鋅容易引起變形的結構，使用冷噴鋅保護就更具優勢。冷噴鋅的適用性較強，可用于潮濕的表面和環境，對于由焊接、切割、鉆孔、鉚接等引起的防護層破壞和損害，夢能冷噴鋅是比較理想的涂裝防護修補涂料。

    1.2 鋼結構防護應用冷噴鋅的優點

    實用結果表明，熱鍍鋅、熱噴鋅 （ 鋁 ） 是鋼結構比較有效的保護技術，利用鋅 （ 鋁 ） 作為犧牲陽極，可以使鋼鐵表面受到保護，但這種鍍鋅保護技術較難在工地現 場應用，鍍鋅、噴鋁 （ 鋅 ） 防護的施工要求較高，勞動強度較大，質量易受操作者情緒變化和施工條件的影響。

    冷噴鋅具備施工簡便的優點，防護用冷噴鋅涂料采用 單組分包裝，開罐充分攪拌后即可直接使用，一般不必稀釋。應用時可以采用刷 （ 輥 ） 涂、有氣噴涂、無氣噴涂 或浸涂，也可使用噴罐包裝冷噴鋅直接進行噴涂，冷噴鋅既可以在室內條件下涂裝施工，亦可在室外現場涂裝施 工，施工方法靈活簡單。只要去除鋼結構表面的油污 和浮銹，冷噴鋅即可涂裝，輕度銹蝕的鋼結構表面也不影 響冷噴鋅涂裝的防護效果。鋼結構維修保養時，可以直 接在舊的冷噴鋅涂層上涂裝新的冷噴鋅涂層，在這種使用條件下，舊的冷噴鋅涂層可以重新溶解和新的冷噴鋅涂層 融合成單一的冷噴鋅涂層。冷噴鋅可以應用于熱鍍鋅、熱噴鋅鋼構件的重涂和維修更新，使用冷噴鋅涂層防護效 果好，維修施工方便，且節省費用。

    2、冷噴鋅涂料在橋梁鋼結構中的應用

    由于橋梁鋼結構的重要性和后期維護困難，一直 優先采用性能優良的重防腐涂料涂裝、特殊包覆密封 等防護技術。各種先進的防腐新技術、新工藝、新材料在橋梁鋼結構防護中有較好的市場前景和投資效益，近年來冷噴鋅涂料在橋梁鋼結構中也得到了開發應用。由于冷噴鋅涂料施工方法簡單、靈活、方便，冷噴鋅涂料可 廣泛用于各種橋梁鋼結構的腐蝕防護和維修。

    2.1 冷噴鋅涂料在橋梁纜索系防護中的應用

    冷噴鋅涂料可以方便地用于懸索橋纜索錨固結構、主鞍和散索鞍 （ 含埋件 ） 、索夾、主纜和吊索錨具等的腐 蝕防護；用于斜拉橋的斜拉索錨固結構和錨具等的防 護；用于拱橋吊索錨具結構部分和拱結構的防護。

    2.2 冷噴鋅涂料在橋梁鋼箱粱、鋼塔防護中的應用

    可以選用冷噴鋅涂料作為橋梁鋼塔、鋼箱梁、鋼桁梁、鋼錨固件等鋼結構的防護涂料。在這些橋梁鋼結 構上應用冷噴鋅涂料，主要是用于重防腐涂裝的底層，與 其他配套涂層一起形成可靠的長效涂裝保護層。

    3、冷噴鋅涂料應用

    索鞍是一種結構比較復雜的特大型結構件，質量大、加工難度大，是懸索橋的永久結構件，由于體積大 不能實施熱鍍鋅，以前防護主要是熱噴鋅，由于結構復 雜有一定的施工難度，為了適應工期要求，減少防護難度，廣州珠江黃埔大橋在懸索橋主鞍和散索鞍 （ 含埋件制造 ） 中應用了冷噴鋅涂料防護。

    3.1 冷噴鋅材料

    冷鍍鋅主要由自制特種樹脂、高純度鋅粉、環保溶劑和助劑等組成的單組份長效新型重防腐涂料。

    3.2 冷噴鋅涂裝工藝

    冷噴鋅涂料可根據鋼結構和涂裝條件的具體情況， 靈活運用不同的涂裝方法和涂裝工藝。冷噴鋅涂裝的控制主要是表面處理、涂裝施工和質量檢查 3 個環節。

冷鍍鋅樣板膜存檢測

鋼結構橋梁采用冷鍍鋅防腐

冷鍍鋅施工現場

    3.3 應用改進措施

    珠江黃埔大橋索鞍 （ 含埋件 ） 應用冷噴鋅涂裝后取得了較好的涂裝效果，使用過程中也暴露出一些問題。埋件涂裝后是直接埋地使用，沒有后續工序，由于冷噴鋅涂層與混凝土結合較好，又能防腐，使用效果較好。而索鞍還有一些后續輔助工序，組配吊裝等容易造成涂層破壞和二次污染，影響二道涂層的涂裝質量，而且影響外觀。由于冷噴鋅涂料的特點是陰極保護功能，涂裝層暴露一段時間后容易出現表面氧化反應，使涂層表面有色差變化，而且在室外環境下涂層容易污染和損傷，對涂裝和涂裝后的一些工序造成影響，污染和損傷還會影響涂層的防護效果。根據使用中暴露的問題建議在冷噴鋅涂層表面增加一道涂料防護，即加強屏蔽保護層，以便適應后續輔助工序和吊裝運輸。根據冷噴鋅供應商提供的資料，冷噴鋅涂層上除不能復涂醇酸類油性涂料外，環氧樹脂涂料、氯化橡膠涂料、環氧瀝青涂料、乙烯樹脂涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等均可復涂。在冷噴鋅外層復涂面層涂料后，可以方便后續施工和運輸、吊裝。根據使用情況，在長期暴露在外的鋼結構復合防護中，冷噴鋅宜于用作底層涂料，如果在冷噴鋅涂層上涂裝有效的中層和面層涂料，形成的多層涂裝系統能有效延長防護年限。在橋梁鋼結構中可以直接借用成熟的配套涂裝防護方案，用冷噴鋅涂層，替代原防護系統的底層涂料或熱鍍鋅、熱噴鋅等防護層，然后應用匹配的中間涂層和面層涂料。一方面提供涂層的屏蔽 作用，強化防護和延長防護年限；另一方面表層涂料可 適用各種表面外觀顏色，提供涂層較強的耐蝕性、耐候性 （ 抗紫外線 ） 等特殊防護功能。

    4、結語

    近年來橋梁工程領域中鋼結構得到了越來越多的應用，隨著社會經濟的發展和技術進步，鋼結構已成為現代大跨度橋梁的主要結構件。由于橋梁結構的特殊要求和重要性，冷噴鋅涂料作為一種新材料在橋梁鋼結構腐蝕防護中有良好的應用前景。特別是對于需要重防腐而又難以實施熱鍍鋅和熱噴鋅的鋼結構，應用冷噴鋅涂料使用簡單、操作方便、容易修補，有一定優勢。冷噴鋅涂料可以用于橋梁纜索 （ 斜拉索、主纜索股、吊索等 ） 錨具、錨固系統的外層防護；可以用于懸索橋的埋件和索鞍索夾防護；可以用于橋梁鋼塔、鋼箱梁、鋼桁梁、鋼拱和其他鋼結構的底層涂裝防護。

    冷噴鋅涂料的性能直接影響防腐效果，目前主要是采用進口冷噴鋅涂料，由于從國外進口，存在冷噴鋅涂料價格偏高的問題，目前價格對冷噴鋅涂料的推廣應用有一定的制約。冷噴鋅涂料對涂裝配合和涂裝工藝技術有一些特殊要求，二次污染和損壞也影響涂裝質量和效果， 需要改進和提高冷噴鋅涂料的使用性能，重視涂裝技術和工藝的開發研究。在涂料涂裝實用中，由于工藝或施工操作不當造成的問題比較多，一定要重視涂裝質量和施工質量控制，施工過程造成的缺陷、損傷和破壞 要及時修補。用于室外環境和后續工地作業條件下， 為了真正體現出冷噴鋅涂料的優勢和特點， 冷噴鋅宜用作底層涂料，與其他長效中層和面層涂料配套使用，改進和提高橋梁鋼結構腐蝕防護效果，延長橋梁的安全使用壽命。

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責任編輯：殷鵬飛

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