高敏潔

摘要：本文主要對(duì)長(zhǎng)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(jìn)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(diǎn)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(duì)鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)作用，延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)的服役時(shí)間，我們對(duì)長(zhǎng)三角地區(qū)現(xiàn)有鐵路客站雨棚鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)研。長(zhǎng)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(duì)滬杭高鐵建設(shè)中的站房雨棚鋼結(jié)構(gòu)的涂層設(shè)計(jì)與施工具有一定指導(dǎo)意義。長(zhǎng)三角地區(qū)內(nèi)的無(wú)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(yáng)州站、泰州站都是2003年以后新建的無(wú)站臺(tái)柱雨棚結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)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(yáng)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(gè)站房雨棚來(lái)分別討論涂層在長(zhǎng)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(duì)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(gè)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(zhǎng)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(hù)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(jiàn)圖1-4）。

通過(guò)對(duì)漆膜厚度的測(cè)量以及對(duì)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(méi)有足夠的保護(hù)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(tái)頂部雨棚問(wèn)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(jiàn)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?yàn)椋涸撎幫繉痈g環(huán)境較差，該根梁涂裝時(shí)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(diǎn)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(jiàn)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(méi)達(dá)到防腐標(biāo)準(zhǔn)，二是連接時(shí)對(duì)原構(gòu)件和添加構(gòu)件連接處處理失當(dāng)。（見(jiàn)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(diǎn)

1）因?yàn)楸砻嫣幚聿坏轿?，部分漆膜起泡鼓起，從鋼結(jié)構(gòu)表面脫離。此時(shí)鋼結(jié)構(gòu)失去保護(hù)，容易出現(xiàn)銹蝕。

2）日曬雨淋時(shí)間較長(zhǎng)的部位，涂層更容易失效、龜裂、粉化，既影響美觀，也會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)失去保護(hù)，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(chǔ)槽的頂板）、定位拙劣或錯(cuò)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(dá)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(gè)站臺(tái)涂層體系最突出的問(wèn)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(zhǎng)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(jiàn)的設(shè)計(jì)缺陷包括：難以到達(dá)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(chǔ)槽的頂板）；定位拙劣或錯(cuò)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(dá)的區(qū)域。

對(duì)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(huì)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(hù)螺栓。在可能的地方應(yīng)該采用焊接來(lái)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(huì)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(huì)促進(jìn)腐蝕。焊接飛濺物是焊接時(shí)所產(chǎn)生的熔化金屬粒子噴射至進(jìn)行焊接的鄰近的表面上。飛濺物有時(shí)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(huì)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(huì)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(shí)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(jī)械方法除去。粗糙焊縫應(yīng)進(jìn)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(diǎn)可用涂料搭接。隆脊和尖峰處難以涂裝，涂料會(huì)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(jìn)行打磨或修整以產(chǎn)生一個(gè)較光滑的表面。咬邊及針孔應(yīng)采用焊接填沒(méi)。

焊接應(yīng)是連續(xù)的，而不是點(diǎn)滴型和間斷型的。連續(xù)焊接價(jià)格比點(diǎn)滴焊接貴，但一般來(lái)講，延長(zhǎng)涂料壽命所節(jié)約的費(fèi)用抵消焊接多花的費(fèi)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(jìn)行預(yù)涂。如果不可能進(jìn)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(guò)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(wú)法預(yù)涂，但有時(shí)會(huì)采用鍍鋅或無(wú)機(jī)鋅等進(jìn)行預(yù)涂。角與角之間的區(qū)域或許不可能進(jìn)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(jìn)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(shí)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(lái)了問(wèn)題。由于表面張力，涂料趨于從銳邊上縮回，特別會(huì)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(hù)涂料。銳邊應(yīng)磨圓。在涂裝過(guò)程中，自由邊至少應(yīng)進(jìn)行一次預(yù)涂，最好在每道涂層都進(jìn)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(huì)發(fā)生相同的腐蝕作用，也應(yīng)像自由邊一樣進(jìn)行預(yù)涂。而內(nèi)角有兩個(gè)問(wèn)題：施工在內(nèi)角落上的涂料會(huì)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(shí)稱作“墻紙作用”；角落會(huì)容留臟物或堆積垃圾，這樣涂料就會(huì)施工在一個(gè)污染的表面上。內(nèi)角應(yīng)像其他表面一樣進(jìn)行清理，除去臟物灰塵等，最好在施工主要涂料前進(jìn)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(gè)空白點(diǎn)，會(huì)聚集潮氣，引起腐蝕。

（6）重疊板面 重疊板面之間的小裂縫，會(huì)容留潮氣堆積，并且因?yàn)樵搮^(qū)域或許不能進(jìn)行清理和涂裝，所以會(huì)發(fā)生腐蝕。鉚釘、螺栓頭和螺母都難以進(jìn)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?yàn)橛性S多裂縫會(huì)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(dá)標(biāo)，并且在焊接于原鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，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(gè)站房基本在同一時(shí)期建造，距今在9年左右，按照對(duì)涂層使用壽命的預(yù)測(cè)與要求，涂層的使用壽命應(yīng)該在10年以上，目前看來(lái)涂層的劣化程度已經(jīng)不能確保對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的保護(hù)功能。這與涂層體系的設(shè)計(jì)密不可分。

因此，通過(guò)對(duì)以上三個(gè)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(duì)雨棚客站鋼結(jié)構(gòu)涂層體系的設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范或者設(shè)計(jì)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(jìn)行：涂層使用環(huán)境的污染等級(jí)調(diào)查——確定污染等級(jí)——根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)確定該污染等級(jí)適用的防腐涂層體系——試驗(yàn)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(jìn)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(cè)。