国内外钢桥的防腐系统和借鉴
1．日本的钢桥梁涂装
日本的桥梁早期使用的也是与同时期我国常用的红丹底漆和长油度醋酸面漆的体系。在1967年以后，日本开始采用氯化橡胶涂料和环氧涂料；1968年后，从英国进进口了专利技术，开始采用新的涂装体系喷锌十酚醛系面漆，主要体现在1970年建造的关门桥上面。表2体现了日本一般的钢桥涂装体系。需要注意的是，氯化橡胶涂料目前已经不大使用，主要的涂装体系是“体系3”。
表2 日本钢桥涂装体系
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涂装环境 |
涂装体系 |
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一般乡村大气 |
磷化底漆
（15μm） |
油性防锈底漆
（2×35μm） |
长油度醇酸中间漆
（30μm） |
长油度醇酸面漆
（30μm） |
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海岸及工业大气 |
体系1 |
磷化底漆
（15μm） |
油性防锈底漆（2×35μm） |
酚醛云铁底漆（40μm） |
氯化橡胶中间漆
（35μm） |
氯化橡胶中间漆
（30μm） |
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体系2 |
富锌底漆
（15μm） |
氯化橡胶底漆（2×35μm） |
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氯化橡胶中间漆
（35μm） |
氯化橡胶中间漆
（30μm） |
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体系3 |
富锌底漆
（15μm） |
环氧底漆（2×35μm） |
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聚氨酯中间漆
（35μm） |
聚氨酯面漆
（30μm） |
日本钢管加用技术研究所在1974年开始在连接濑户内海的新两国桥进行的实桥涂装试验，多种涂料配套体系分别在1、3、5、7、10、15（1989年）的检查，综合评定的结果是删除了厚膜型无机富锌+酚醛云铁+氯化橡胶及镀锌的涂装体系。1991年l0月日本“钢质公路桥涂装便览”进行厂大修订，底漆是无机富锌和超厚膜型环氧涂料，氟树脂涂料作为面漆正式列入桥梁涂装规格书。典型的涂装体系如下：
底逐 厚膜型无机富锌涂料 面漆 氟碳中涂漆
中间漆 厚膜到环氧树脂底漆 面漆 氟树脂面漆
该涂装体系在横跨东京湾公路桥，关西新国际机场联络桥的上部钢结构及海上大气部分钢结构上得到了具体应用，见表3。
表3 90年代后日本钢桥典型涂装系统
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工序 |
涂料名称、处理 |
使用量/g·m-2 |
膜厚/μm |
涂装间隔 |
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一次表面处理 |
钢板喷砂到SIS Sa2.5 |
－ |
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－ |
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车间底漆 |
无机富锌底漆 |
200 |
20 |
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二次表面处理 |
构件喷砂到SIS Sa2.5 |
－ |
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－ |
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第一层 |
厚膜型无机富锌底漆 |
700 |
75 |
不超过6个月 |
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第二层 |
雾喷涂层 |
160 |
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2天内 |
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第三层 |
厚膜型环氧底漆 |
500 |
100 |
一天～1个月 |
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第四层 |
厚膜型环氧底漆 |
500 |
100 |
一天～3个月 |
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第五层 |
氟树脂中涂漆 |
170 |
30 |
1～7天 |
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第六层 |
氟树脂面漆 |
140 |
20－30 |
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2、英国的钢桥涂装体系
英国的钢桥涂装体系主要是由铁路部门的工程专家进行研究制订的，这和其他国家一样，因为铁路是当时最主要的交通动脉。据统计，在英国约有1万座不同大小和类型的钢桥，其中大型的有10座。
1960年，英国提出了BR-70规格，明确要求取消含铅油漆和采用无气喷除法作为主要的施工方法，经过铁路工程专家4年多的广泛调查，于同年产生《国内油漆工程手册》第10版，内容涉及到表面处理、表面保护和结构的装饰。
金属涂层由于有着突出的优点，开始作为基本的保护体系，与有机涂层组成复合型保护体系。第一座使用喷铝保护的钢质桥梁是位于南威尔士的莫色提维，于1954年施工，30多年的运行使用说明防护效果很好。这也是在英同为什么富锌底漆不太被采用于桥梁方面的主要原出。
玻璃鳞片涂料在1992年应用于英国的一座桥梁，但是并不为公路局所采用。
公路饲桥的涂装规范由英国公路局(原交通部)制订(表4)。
表4 涂装规格书草案（1995～1996）
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环境 |
体系 |
金属喷涂 |
第1道 |
第2道 |
第3道 |
第4道 |
第5道 |
第6道 |
最小干膜厚度 |
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内陆 |
4 |
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丙烯酸磷酸锌喷射底漆 |
丙烯酸磷酸锌中间漆 |
丙烯酸磷酸锌中间漆 |
丙烯酸云铁中间漆 |
丙烯酸面漆 |
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250μm |
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内陆 |
4替代 |
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厚浆型环氧磷酸锌快干漆 |
厚浆型环氧快干中间漆 |
双组分或湿固化聚氨酯面漆 |
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300μm |
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海洋 |
8 |
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丙烯酸磷酸锌喷射底漆 |
丙烯酸磷酸锌中间漆 |
丙烯酸磷酸锌中间漆 |
丙烯酸云铁中间漆 |
丙烯酸中间漆 |
丙烯酸面漆 |
300μm |
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海洋 |
8替代 |
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厚浆型环氧磷酸锌快干漆 |
厚浆型环氧快干中间漆 |
双组分或湿固化聚氨酯面漆 |
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300μm |
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海洋或内陆 |
10 |
喷铝（100μm） |
环氧铝粉封闭漆 |
丙烯酸磷酸锌中间漆 |
丙烯酸云铁中间漆 |
丙烯酸云铁中间漆 |
丙烯酸面漆 |
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250μm |
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海洋或内陆 |
10替代 |
喷铝（100μm） |
环氧铝粉封闭漆 |
厚浆型环氧磷酸锌快干漆 |
厚浆型环氧云铁快干面漆 |
双组分或湿固化聚氨酯面漆 |
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300μm |
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箱梁内部 |
11 |
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丙烯酸磷酸锌喷射底漆 |
厚浆型环氧云铁快干面漆 |
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200μm |
注：粗线条表示工厂预制到现场的涂装间隔
3、我国常见的涂装体系
除了铁路桥上的涂料体系严格按照铁路部门的标难来执行外，在长江上面近十年来建造的大量公路钢桥的涂装体系，特别是主要的涂装部位钢箱梁外表面基本上按5的方案处理。
(1)车间底漆。
车间底漆对钢箱梁的保护时间较短，主要用于喷砂后钢结构不超过1年的短期保护，钢箱梁组装完成后，需要重新喷砂，去除车间底漆后，再进行二次涂装。钢箱梁外表面采用醇溶性无机硅酸锌车间底漆，其防腐蚀原理是利用金属锌对钢板起阴极保护的电化学作用，主要用于钢箱梁的防锈、防油、防水、防热。
(2)醇溶性天机富锌底漆。
当钢箱梁运至拼装广时，还需要对梁段进行二次表面处理。钢箱梁底、斜腹板等的外表面二次涂装时，采用醇溶性无机富锌底漆，其成膜机理是依靠硅酸乙酯(基料)吸收空气中的水分，发生水解反应，自身发生缩聚，并同时与钢铁反应生成复合盐类，在干燥的同时牢固地附着于钢材表面。由于锌的电极电值为一0.76v，与铁的电极电位(一0.409V)相比较低，这样由锌作为阳极,铁作为阴极受到保护。锌的含量达到理论值80％时，会在钢结构表面形成一层锌粉膜，一旦锌粉与空气中的二氧化碳、二氧化硫或盐分子中的氯离间接触生成锌的各种盐类，均为难溶的碱式盐，会填没涂层中的间隙，起到保护作用。
(3)环氧封闭漆。二次处理时，在底漆上再涂一层环氧封闭漆，环氧封闭漆是双组分产品，主要组分是环氧树脂，因化剂为聚酰胺及多元胺，一般使用湿度在5℃以上，低于这一温度固化反比将停止，但如果涂装时环境温度较低，可以加入特殊的催化剂以适应低温环境的使用。环氧封闭漆用于填充、封闭无机富锌漆表面空隙，由了与下一道中层漆具有相同组分－环氧树脂，因此涂层之间黏结力较紧密!
（4）环氧(云铁)漆以云母氧化铁作为原料，云母氧化铁光敏性较弱，不易起化学反应．目能一定程度上防止紫外线辐射，遇到风霜雨雪及日光不易破坏，云母氧化铁呈鳞片状，加大了水汽渗透阻力，并有利于面漆黏结。
环氧树脂涂料具有优异的耐碱性，附着力强，成膜后涂层强度高，涂装后起泡及剥离的可能件，但其在太阳下易受紫外线作用而导致涂层粉化，所以作为中间漆使用。
(5)聚氯酯面漆。可以看到的钢结构的外表面采用聚氨酯而漆，聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，但由于其不能由氨基甲酸配单体聚合，因此用多元醇和化学性较为活泼的异氰醒酪R—N＝C＝O聚合而成。在聚合过程中没有其他副产品生成，因此固化后体积收缩很小。其漆膜耐磨性特别强，附着力强，耐水性及耐化学品性都十分好，其中芳香族聚氨酯涂料的耐候件较差，似脂肪族聚氨酌涂料的耐候性较好，实例证明其保光、保色及抗紫外线和抗老化能力较强。
于领先地位，并率先通过了国际质量体系认证。