桃夭门大桥是舟山市大陆连岛工程中的第三座大桥,桥梁等级为一级、双向、四车道公路特大桥,主跨为双塔、双索面钢箱梁-混凝土梁混合式斜拉桥,大桥总长888m。 桃夭门大桥钢箱梁及其它钢结构部件的防腐涂装,是桃夭门大桥建设项目的重要组成部分。
本方案编制参照有关技术依据:
1、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 (GB8923-88)
2、《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》 (GB50201-91)
3、《金属和其它无机覆盖层热喷涂锌、铝及其合金》 (GB/T9793-1997)
4、《热喷涂金属件表面预处理通则》 (GB11373-89)
5、《热喷涂层厚度的无损测量方法》 (GB11374-89)
6、《腐蚀科学与防护技术》 (AS1305-92)
7、《涂装膜厚检测方法》 (GB/Z227-86)
8、《金属和其它无机覆盖层热喷涂操作安全》 (GB11375-1999)
9、《热喷涂自熔合金涂层》 (GB/T16T44-1997)
10、《磁性金属基体上非磁性覆盖层厚度测量磁性方法》 (GB4956-85)
11、《金属和其它无机覆盖层厚度测量》 (GB3190-82)
13、《锌锭》 (GB/T470-1999)
14、《色漆和清漆的划格实验》 (GB9286-88)
15、其它与工程有关的技术质量标准文件
二、钢箱梁及桥面(及其它钢结构附件)电弧喷涂施工工艺
(一)喷涂工艺原理
电弧喷涂属于金属热喷涂工艺的一种,对大界面钢结构物来讲,是一种快捷、高效而且可靠的防腐涂装技术。该工艺原理是:电弧喷枪以电弧为热源,将铝丝、锌丝等喷涂材料,加热到熔融(熔化)状态,同时用压缩空气将熔化的铝、锌等金属材料吹成雾状,并形成受约束的颗粒流,冲击到基体表面上,迅速变形、伸平、冷却,紧紧附着在基体表面上,不断均匀喷射堆积后,形成喷涂保护层。
铝、锌等金属涂层为颗粒状的堆积层,比重比铝、锌实体金属轻很多,涂层中颗粒间多空隙,因此必须在铝、锌等金属涂层上面喷涂封闭漆等。钢箱梁等基体上喷涂封闭漆、中间漆、面漆的喷涂工艺原理,也是利用压缩空气的动力,将油漆罐(桶)内的油漆通过喷枪喷出,形成细密的雾状微粒,均匀喷涂到基体的表面上,经自干(或烘干)形成漆膜。
(二)钢箱梁及桥面(及其它钢结构附件)涂装工艺流程及操作要点
1、根据业主的要求,桃夭门大桥不同部位的涂装工艺流程如下:
钢箱梁及风嘴外表面、检验车、防撞护栏和检修道涂装工艺流程:
喷砂除锈(Sa3)—→电弧喷铝(200μm)—→有色金属环氧封闭漆2道—→有色金属环氧中间漆1道(50μm)—→丙烯酸聚氨脂面漆2道(40μm×2)
风嘴内部涂装工艺流程:
喷砂除锈(Sa2.5)—→水性无机盐硅酸锌底漆(80μm)—→环氧厚浆漆1道(50μm)—→环氧面漆2道(125μm)
钢箱梁内部涂装工艺流程:
二次表处(除油垢、除锈、除尘St2.5)—→改性环氧耐磨漆1道(125μm)
桥面(现场)涂装工艺流程:
(方案一) 喷砂除锈(Sa3)——→电弧喷锌1道(120-180μm)
(方案二) 喷砂除锈(Sa2.5)—→水性无机盐硅酸锌底漆(80μm)
2、钢箱梁及桥面(及其它钢结构附件)涂装工艺流程的主要步骤内容如下:
第一步:表面清理
喷砂除锈前,首先检查钢箱梁及其它基体构件表面的外观,对表面有焊瘤、飞溅物、针孔、飞边和毛刺突兀等,进行打磨清理,锋利的边角,处理成半径2mm以上的圆角;用清洁剂或溶剂等清洗除去钢箱梁等基体表面的油垢、油脂、锈、氧化皮等及其它污物。
主要使用工具、材料:
铁砂纸、刮刀、铲刀、钢丝刷,清洗剂、有机溶剂(二甲苯、汽油、酒精等),电动刷、电砂轮等。
第二步: 喷砂除锈
喷砂除锈是关系钢箱梁及其它金属构件涂装防护效果的主要因素之一。为了达到Sa3(或Sa2.5)级的喷砂除锈标准,砂粒采用带棱角钢砂等。砂粒大小在0.5—1.5mm,含水率小于1%,并清洁干净。(回收砂要重新清洁、晒干、筛选)。
喷砂施工前先进行喷砂除锈实验,确定合适的喷砂距离、角度、喷砂时间和气体压力等。
喷砂气体保持干净和干燥,喷砂过程中保持喷砂气体压力稳定,大致在0.5—0.60Mpa。
喷砂距离大致保持在100—200mm范围内,根据基体表面的硬度的小大相应调整距离的大小,硬度大的距离相对近些。
喷砂角度应保持在700—800最佳喷砂水平,基体粗糙度随喷砂角度的增大而应增大。为达到工程要求的Rz40—80μm的粗糙度的要求,喷砂时间应在基体表面达到Sa3级清洁度以后,相应延长适当时间。
喷砂环境要求相对湿度小于等于85%,室外禁止在雨雪、结露等天气作业。
桥面喷砂除锈采用带吸尘装置的移动式喷砂机,边缘部分采用手提式喷砂机。
喷砂时,喷砂用的高压管应尽可能的拉直,并经常检查喷砂管内壁的磨损程度,及时更换。
对于钢箱梁表面的非喷砂部位,在喷砂时应采取措施加以保护,避免喷砂时磨料的飞溅造成非喷涂部位的损伤。
喷砂时应防止和避免喷射的磨料对人体的伤害,操作者应作好自身的防护工作。
喷砂除锈效果达到:无锈迹、无污垢、无氧化皮、无油垢油脂、无灰尘及其它污染,表面圆滑,基体表面呈现均匀的金属本色,表面粗糙度达到Rz40—80μm级别。
喷砂质量检测,先自检、后由监理工程师(及业主)组织检测。喷砂粗糙度的检测方法采用塑胶贴纸法等测量,每一个施工段测量3个点。
主要使用工具:
空压机、砂枪、砂罐、油水分离器、砂粒筛选用具、防尘安全用具,自动喷砂机,自动吸砂机,移动式无尘喷砂机,高压水清洗设备,空气净化装置,去湿机,粗糙度测量仪等。
第三步:电弧喷铝200μm(锌120-180μm)
钢箱梁等基体表面喷砂处理后要尽快进行电弧喷铝(锌)施工,间隔时间最长不宜超过4小时。因此,在采用机械化喷涂前,准备工作要做好。
在钢箱梁及桥面正式喷铝(锌)之前,应在喷铝(锌)基体表面选择1—5m2的钢面板作喷铝(锌)实验评定,以确定电弧电压、工作电流、雾化气体压力、喷涂距离、喷涂角度和速度、送丝速度、移动速度等工艺参数,作为大正式施工时的参数依据。
喷铝(锌)基体表面应该在清洁干燥、无灰尘、无油脂、无污垢的情况下进行,钢箱梁等基体表面温度至少比露点温度高30C以上。
钢箱梁等基体(除桥面在施工安装现场进行以外),其它全部在室内进行,为确保施工质量和效率,施工采用机械化自动喷涂装置;室外喷涂严禁在雨雪或结露等天气下进行。
在工地桥面喷涂施工时,施工期间应搭设风雨棚,同时配备抽湿机,加强现场封闭措施,以便达到最理想的施工效果。
喷涂用的线状铝(锌)丝,质量要求应符合标准,铝的纯度大99.95%,锌的纯度大于99.99%(由供货厂家提供质检报告及质量担保),线材直径规格在Ø1.6—Ø2.0,表面光滑干净,无刮屑、缺口、严重扭弯和扭结,无氧化、无油脂或其它污染。
电弧喷涂时喷枪与钢箱梁等基体表面应成直角方向,无法垂直的部位斜度不宜小于450;距离大致保持在120—160mm范围内,喷枪均匀移动速度在300—400mm/s,铝(锌)丝的 输送速度为1—4m/min。
因为喷涂铝(锌)层超过100μm,宜采用分层喷涂,前一层与后一层的喷涂方向必须是900和450交叉,以保证涂层的均匀与高粘结性。
喷锌、铝过程中,要注意钢箱梁等基体表面的温度情况,尤其是小件或薄件,基体表面温度不宜超过1000C,如果温度过高,可停止喷涂,待其适当冷却。
在保证维护电弧稳定燃烧的前提下,电弧电压适当控制在较低水平,以防止涂层质量降低和减少电源浪费;根据铝丝、锌丝的直径与供丝速度,调节电弧电流;为提高喷涂效率,减少气孔率与氧化物含量,提高涂层质量,喷涂时可保持高工作电流水平。
压缩空气应保持0.5—0.6Mpa。配备空气滤清器,确保所用气体干燥且不含油气。
质量检测,包括外观检查、厚度检查、孔隙率检查和涂层结合强度(粘合力)等。
外观检查要求铝(锌)金属层颗粒细密、厚薄均匀,不得有固体杂质、气泡、孔洞、裂缝等。先自检合格,然后请监理工程师和业主检查;合格后方可进行下道工序。
厚度检查按照GB/T11374-1989规定,铝层不低于200μm,锌层120-180μm。
孔隙率检查采用化学反应方法:首先清理涂层表面并进行干燥,然后用浸有10克/升氰化钾和20克/升氯化钠溶液的滤纸覆盖在喷涂层上5-10分钟,观察滤纸是否出现蓝斑点;检测面积不宜少于总面积的5%。
结合强度检测按照GB/T9793-1997标准与规定进行,按设计要求铝层大于9.0Mpa,锌层大于5.9Mpa。一般来讲,锌铝层的附着强度足够大,可用扁铁试样实验检测,扁铁上铝(锌)涂层在扁铁弯曲或变形时,看是否有涂层剥离现象发生。
主要使用工具:
空压机、自动电弧喷涂机、手持电弧喷涂机、电弧喷枪、车床(旋转和直线运动)、过滤器、电源,风机,金属丝转动器,磁性测厚仪等。