高敏潔

摘要：本文主要對長三角地區(qū)現(xiàn)有鐵路客站雨棚鋼結(jié)構(gòu)涂層的劣化情況進行調(diào)研，總結(jié)雨棚不同部位鋼結(jié)構(gòu)涂層的劣化特征，并提出了雨棚鋼結(jié)構(gòu)涂裝的幾點建議。

為了給滬杭高速鐵路客站雨棚鋼結(jié)構(gòu)涂裝提供參考建議，提高涂層對鋼結(jié)構(gòu)的保護作用，延長鋼結(jié)構(gòu)的服役時間，我們對長三角地區(qū)現(xiàn)有鐵路客站雨棚鋼結(jié)構(gòu)進行了調(diào)研。長三角地區(qū)所處大氣環(huán)境是：東亞季風(fēng)氣候區(qū)，雨熱同季，降雨充沛，光熱充足。調(diào)研現(xiàn)有鋼構(gòu)站房雨棚涂層狀況對滬杭高鐵建設(shè)中的站房雨棚鋼結(jié)構(gòu)的涂層設(shè)計與施工具有一定指導(dǎo)意義。長三角地區(qū)內(nèi)的無錫站、蘇州站、上海站、嘉興站等的站房雨棚都是以混凝土結(jié)構(gòu)為主，且建成年份較早，與現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)所用涂層體系要求相去甚遠(yuǎn)。而南京站、揚州站、泰州站都是2003年以后新建的無站臺柱雨棚結(jié)構(gòu)，設(shè)計新穎，鋼結(jié)構(gòu)用量大，是標(biāo)志性的鋼結(jié)構(gòu)站房與雨棚。揚州站與泰州站的涂層體系為富鋅底漆+環(huán)氧中間漆+超薄型防火涂料，南京站的涂層體系不明。選擇這幾個站房雨棚來分別討論涂層在長三角地區(qū)大氣環(huán)境下的劣化情況以及不同結(jié)構(gòu)對涂層劣化的影響。

調(diào)研現(xiàn)狀

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，總結(jié)了三個客站雨棚鋼結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)部位的涂膜劣化特征。

（1）雨棚立柱的漆膜劣化特征

立柱均為埋地結(jié)構(gòu)，在立柱與地面混凝土的結(jié)合處容易出現(xiàn)涂層的破損與鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕。立柱長期暴露在日曬雨淋，且承重力大，其漆膜出現(xiàn)大片起皺、剝落以致鋼結(jié)構(gòu)失去保護出現(xiàn)銹蝕的狀況。

涂層極少部分剝落，剝落處出現(xiàn)銹蝕，上端斜拉柱與其焊接縫周圍出現(xiàn)銹蝕（見圖1-4）。

通過對漆膜厚度的測量以及對已剝落部位的漆膜觀察可得結(jié)論：立柱涂層體系為底漆、中間漆、超薄型防火漆；防火漆與中間漆之間的契合度不好，容易出現(xiàn)大面積龜裂并脫落，在防火涂料剝落后，涂層厚度在140?m左右，沒有足夠的保護作用，在剝落處附近還易出現(xiàn)漆膜粉化的情況。防火漆的表面并未再做面漆。

（2）雨棚頂棚的涂層劣化特征

站臺頂部雨棚問題主要出現(xiàn)在頂部跨梁與斜拉管上銹蝕、涂層剝落、剝落處粉化的出現(xiàn)，以及頂部雨棚擋板的涂層大片剝落，粉化（見圖5-8）。

圖5 頂部跨梁銹蝕情況

圖6 頂部雨棚擋板涂層剝落粉化情況

圖7 頂部跨梁涂層剝落

頂部跨梁涂層的剝落通常出現(xiàn)于某一處，集中于一根梁上，分析其原因為：該處涂層腐蝕環(huán)境較差，該根梁涂裝時表面處理不好或涂裝厚度薄。銹蝕處通常出現(xiàn)在焊接部位，一般為點狀銹蝕，因與焊渣處理的不完全從而導(dǎo)致涂層覆蓋不均勻有關(guān)。

（3）雨棚柱狀鋼結(jié)構(gòu)邊緣的涂層劣化特征

橫梁邊緣出現(xiàn)輕微腐蝕，基本每處都有，局部橫梁邊緣出現(xiàn)漆膜的剝落以及鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕。鋼結(jié)構(gòu)邊緣直角處理不好，涂層易在直角處剝落從而導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)銹蝕（見圖9-10）。

（4）雨棚鋼結(jié)構(gòu)外接構(gòu)件的涂層劣化特征

懸掛站牌顯示器的鋼管表面腐蝕嚴(yán)重，與其連接的橫梁也出現(xiàn)銹蝕；后期添加的細(xì)鋼管表面銹蝕嚴(yán)重，基本整根管子已全部銹蝕。后添加構(gòu)件以及連接處出現(xiàn)銹蝕的原因是：一后添加構(gòu)件本身的涂裝并沒達到防腐標(biāo)準(zhǔn)，二是連接時對原構(gòu)件和添加構(gòu)件連接處處理失當(dāng)。（見圖11-14）

根據(jù)調(diào)研的結(jié)果總結(jié)雨棚鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕特點

1）因為表面處理不到位，部分漆膜起泡鼓起，從鋼結(jié)構(gòu)表面脫離。此時鋼結(jié)構(gòu)失去保護，容易出現(xiàn)銹蝕。

2）日曬雨淋時間較長的部位，涂層更容易失效、龜裂、粉化，既影響美觀，也會使鋼結(jié)構(gòu)失去保護，縮短鋼結(jié)構(gòu)使用壽命。

3）鉚釘、螺栓或其他連接物，焊接處，豁縫（特別是跳焊或靠在一起的表面）、重疊表面（如水儲槽的頂板）、定位拙劣或錯綜安排的角鐵、螺紋狀區(qū)域、不相似的金屬、銳邊，特別是那些角落，或粗糙切割的板材、結(jié)構(gòu)輔助物等難以到達的區(qū)域也容易出現(xiàn)涂裝不當(dāng)，從而導(dǎo)致這些部位銹蝕。

在這三個站臺涂層體系最突出的問題是在防火涂料上并未再涂裝耐候性較好的面漆，雖然室外型防火涂料有一定的耐候性，但是在長期的日曬雨淋下，為了確保涂層的使用年限，推薦使用與防火涂料配套性較好的面漆，面漆的耐候性以及抗污性將明顯提高涂層的美觀以及使用年限。

客站雨棚鋼結(jié)構(gòu)涂裝建議

一些常見的設(shè)計缺陷包括：難以到達或不可接近的區(qū)域；鉚釘，螺栓或其他連接物；焊接處；豁縫（特別是跳焊或靠在一起的表面）；重疊表面（如水儲槽的頂板）；定位拙劣或錯綜安排的角鐵；螺紋狀區(qū)域；不相似的金屬；銳邊，特別是那些角落，或粗糙切割的板材；結(jié)構(gòu)輔助物；難以到達的區(qū)域。

對于這些區(qū)域需特別加以注意，以保證合適地涂裝。

（1）鉚釘和螺栓結(jié)構(gòu)物 會留下難以清潔和涂裝的豁縫和區(qū)域。在這種條件下就難以保護螺栓。在可能的地方應(yīng)該采用焊接來代替鉚釘和螺栓結(jié)構(gòu)物。

（2）焊接處 通常情況下焊縫是平整表面上粗糙、不連續(xù)的區(qū)域，并且可能會有許多銳邊。焊縫往往清理不適當(dāng)，或根本不清理而留下焊接飛濺物、焊渣和酸性焊劑殘留物，如果這些缺陷不除去，可能會促進腐蝕。焊接飛濺物是焊接時所產(chǎn)生的熔化金屬粒子噴射至進行焊接的鄰近的表面上。飛濺物有時易于用鏟錘除去，但多數(shù)飛濺物，如要成功除去的話，則必須用沖擊工具（如砂輪或帶角的磨輪）磨掉。焊接飛濺物可能會高出底材0.5mm（500?m）或以上，難以用合適厚度的涂料遮蓋。結(jié)果薄涂膜遮蓋在焊接飛濺物上，會造成涂料早期損壞，產(chǎn)生腐蝕，隨后在涂膜下蔓延。因此，焊接飛濺物的處理時非常重要的，必須在規(guī)格所要求的任何噴砂處理前采用機械方法除去。粗糙焊縫應(yīng)進行打磨或修整以除去銳邊和其他不規(guī)則形狀。焊接中的空白點可用涂料搭接。隆脊和尖峰處難以涂裝，涂料會從隆脊邊上流回，而使該處的涂膜薄得多。重要的是所有焊接處都應(yīng)進行打磨或修整以產(chǎn)生一個較光滑的表面。咬邊及針孔應(yīng)采用焊接填沒。

焊接應(yīng)是連續(xù)的，而不是點滴型和間斷型的。連續(xù)焊接價格比點滴焊接貴，但一般來講，延長涂料壽命所節(jié)約的費用抵消焊接多花的費用后尚有多余。封閉該區(qū)域“最好”的方法是連續(xù)焊接，然后清理并磨光，再按規(guī)則涂裝進行預(yù)涂。如果不可能進行連續(xù)焊接，則在預(yù)涂前，用與涂料體系相容的堵縫化合物填塞經(jīng)過處理的重疊連接部位。環(huán)氧和硅基料的堵縫材料已經(jīng)成功使用。

（3）背面相靠的角 在建造中，經(jīng)常采用背面相靠的角，形成背-背結(jié)構(gòu)。這些角的背面往往無法預(yù)涂，但有時會采用鍍鋅或無機鋅等進行預(yù)涂。角與角之間的區(qū)域或許不可能進行清理和涂裝。角周圍的空間可采用填縫材料或厚漿涂料進行密封，以防止發(fā)生腐蝕及可能出現(xiàn)的邊上涂料的咬邊現(xiàn)象。

（4）邊 在典型的鋼結(jié)構(gòu)中，有許多直線型銳邊，可以稱之為自由邊。特別是裝配時產(chǎn)生的切邊往往不像I梁和H梁那樣是圓的，這就給以后的涂裝工序帶來了問題。由于表面張力，涂料趨于從銳邊上縮回，特別會發(fā)生在涂料干燥和（或）固化的回縮階段，從而在邊上留下較薄、較少的保護涂料。銳邊應(yīng)磨圓。在涂裝過程中，自由邊至少應(yīng)進行一次預(yù)涂，最好在每道涂層都進行預(yù)涂，以增加邊上的涂層厚度。

（5）角落 結(jié)構(gòu)上的角有外角和內(nèi)角，外角落像邊一樣會發(fā)生相同的腐蝕作用，也應(yīng)像自由邊一樣進行預(yù)涂。而內(nèi)角有兩個問題：施工在內(nèi)角落上的涂料會像在邊上一樣發(fā)生收縮，趨于形成與底材接觸不好的橋梁，這種現(xiàn)象有時稱作“墻紙作用”；角落會容留臟物或堆積垃圾，這樣涂料就會施工在一個污染的表面上。內(nèi)角應(yīng)像其他表面一樣進行清理，除去臟物灰塵等，最好在施工主要涂料前進行預(yù)涂。涂料在內(nèi)角處的涂裝，搭接在鋒利彎曲處底部，可能造成一個空白點，會聚集潮氣，引起腐蝕。

（6）重疊板面 重疊板面之間的小裂縫，會容留潮氣堆積，并且因為該區(qū)域或許不能進行清理和涂裝，所以會發(fā)生腐蝕。鉚釘、螺栓頭和螺母都難以進行涂裝，需要加以注意以保證所有表面適當(dāng)清理并涂裝，因為有許多裂縫會造成腐蝕。

（7）后期添加構(gòu)件 例如：喇叭、水管、掛牌等，通常采用跳焊或單面焊的方式焊接在原鋼結(jié)構(gòu)上。后期構(gòu)建本身的表面處理以及涂裝也許并不達標(biāo)，并且在焊接于原鋼結(jié)構(gòu)時，損壞了涂層，焊接處處理不完整等，容易引起腐蝕。后期添加構(gòu)件本身必須需要表面適當(dāng)處理并涂裝，并且處理好焊接部位以及焊接部位的原鋼結(jié)構(gòu)，在焊接后，適當(dāng)處理表面并涂裝。

這三個站房基本在同一時期建造，距今在9年左右，按照對涂層使用壽命的預(yù)測與要求，涂層的使用壽命應(yīng)該在10年以上，目前看來涂層的劣化程度已經(jīng)不能確保對鋼結(jié)構(gòu)的保護功能。這與涂層體系的設(shè)計密不可分。

因此，通過對以上三個客站雨棚鋼結(jié)構(gòu)涂層體系的調(diào)研結(jié)果分析，我們應(yīng)該對雨棚客站鋼結(jié)構(gòu)涂層體系的設(shè)計加以重視，一般的鋼結(jié)構(gòu)涂層體系都是底漆加防火涂料，涂層厚度滿足設(shè)計規(guī)范或者設(shè)計指標(biāo)就可以，但是客站雨棚鋼結(jié)構(gòu)的涂層體系應(yīng)該按以下步驟進行：涂層使用環(huán)境的污染等級調(diào)查——確定污染等級——根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定該污染等級適用的防腐涂層體系——試驗涂層與防火涂料的配套性——選擇幾種合適的體系及不同廠家的涂料進行涂料類型及廠家的篩選（防腐性能的差異）——制定涂層完整的施工手冊。