2024-02-2378
随着我国交通基建技术的发展以及《交通强国建设纲要》的实施，作为交通枢纽的桥梁工程建设进入了极速发展阶段，建设跨海桥梁的数量也在逐渐增多。海洋大气复杂多变的环境中，因含有较多的Cl－、Mg2＋、SO2、NH3等腐蚀介质，且常年处于雨水、潮湿、日照辐射、温热等恶劣气候的状态下，金属表面同时受到了电化学腐蚀、化学腐蚀、物理腐蚀等的协同作用，且因受到强电解质溶液的不断侵蚀，金属表面极易造成局部点蚀而加速腐蚀速率，形成的锈层往往松散且不致密，加之在不断的应力冲击下，应力腐蚀断裂、腐蚀疲劳断裂等现象给桥梁的结构安全性带来了极大的隐患，而海洋环境所处地势特殊，维修难度系数极高，因此，在建设钢结构桥梁初期，选择防腐性能优异的涂装材料组成长效型、耐久性强的防腐涂层体系至关重要。
图1 福厦高铁安海湾跨海大桥效果图
1：桥梁所处环境
福厦高铁安海湾跨海大桥桥址区位于闽南沿海地区，是处于恶劣腐蚀环境之中的高速铁路线上钢桥，设计者选择了常规重防腐体系的升级创新款——高性能石墨烯锌基氟碳涂层技术，旨在大幅提高恶劣环境下钢桥的耐腐蚀性能和使用寿命，降低“海上”“高铁”双重不利环境条件下的桥梁维修养护频次，同时验证新型材料的实际应用效果，积累数据和经验，为今后大型钢桥防腐涂装体系的更新迭代提供实践支撑。
福厦高铁安海湾跨海大桥桥址区所处环境空气质量状况优良，《2021年度泉州市生态环境状态公报》显示：6项主要污染物浓度中，可吸入颗粒物、二氧化 硫、二氧化氮、一氧化碳达到环境空气质量一级标准，细颗粒物、臭氧达到环境空气质量二级标准；环境空气质量平均达标天数比例为98.7%。近海海域海水水质总体优良。桥址区海水具酸性侵蚀，化学环境作用等级H2；盐类结晶破坏环境作用等级为Y3；仅根据氯离子含量判定，氯盐环境等级为L3。桥址区二氧化碳环境作用侵蚀等级为T2。桥址区地下水对混凝土无侵蚀性。根据ISO 12944-2:2017《色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护第2部分：环境分类》的要求，福厦高铁安海湾跨海大桥属于高含盐度的沿海区域，适用于C5腐蚀环境分级。
2：采用技术
本桥的石墨烯锌基氟碳涂层技术是用石墨烯与片状锌粉的二维共轭导电性、片状结构屏蔽性、FEVE氟碳树脂的耐老化性协同作用，构建了全新重防腐体系，具有优异表面附着力、耐腐蚀性、耐紫外腐蚀、表面自洁能力。
其中。石墨烯材料的添加可有效提高鳞片型醇溶无机烯锌涂料涂层的内聚强度，进一步体现在涂层附着力 的提高。添加石墨烯材料的涂层具有更高的附着力。同时，石墨烯材料特殊的小尺寸纳米结构可以把涂层分成一个一个的小区域，减少了涂层开裂的倾向，提高了涂层的韧性。
整套防腐蚀体系采用鳞片型醇溶无机烯锌涂料作底涂层，环氧云铁（厚浆）涂料作为中间涂层，进口树脂氟碳面漆作为面涂层；通过耐盐雾、与水接触角、附着力、人工气候老化等测试方法对涂层性能进行了评价，对福厦高铁安海湾跨海大桥表面防腐涂层体系进行了研究；通过涂装前表面处理、防腐涂装体系要求和涂料产品技术要求等方面，严格控制大桥涂装质量，使配套体系满足福厦高铁安海湾跨海大桥使用寿命要求。
图2 现场吊装及后一道氟碳面漆施工
此外，为全面达到福厦高铁安海湾跨海大桥桥梁抵抗腐蚀介质侵蚀的长效防腐及美观耐久的效果，安海湾跨海大桥制定了单独适用本项目的钢桥涂装技术要求，包括：涂装前表面处理、防腐涂装体系要求和涂料产品技术要求，从材料和施工两方面严格控制大桥涂装质量，满足福厦高铁安海湾跨海大桥使用寿命要求，达到了预期的防腐效果。
目前大桥已经建造完成，即将通车。石墨烯锌基氟碳涂层体系虽具有良好的防腐性能，施工过程中也针对性地制定技术方案且获得了高于标准的实验值，但在大型钢桥上尚属应用，其长效防腐效果还有待时间检验，希望业界人士共同关注和见证。
摘录自CHINA COATINGS第37卷 第 12 期 ，如有侵权请告知删除。