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冷涂鋅材料的表面處理及涂裝施工

作者：建筑鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-22 20:25:58 [收藏]

    （上海羅巴魯富鋅涂料有限公司 李敏風(fēng) 郟志華）

    主題詞：冷涂鋅、表面處理、涂裝施工
    一． 前言
    近年來(lái)，在我國鋼結構防腐涂裝行業(yè)中，頻頻出現了一種新材名稱(chēng)-------冷涂鋅。最早的是二000年底，比利時(shí)Zingamatell公司的鋅加（Zinga）通過(guò)尚峰（上海）公司進(jìn)入我國鋼結構市場(chǎng)；二00一年底，深圳彩虹環(huán)保建材公司的強力鋅通過(guò)技術(shù)鑒定，作為國內首創(chuàng )閃亮登場(chǎng)；二00四年初，日本ROVAL公司在上海馬陸投資建廠(chǎng)，以有五十年應用歷史的冷涂鋅（ROVAL）和其他四種冷涂鋅系列產(chǎn)品，引起鋼鋼結構行業(yè)的高度注意；二00四年底以來(lái),筆者又陸續看到沈陽(yáng)航達公司、珠海冠宇涂料科技公司等冷涂鋅說(shuō)明書(shū)；另外，美國的ZRC、CRC，德國的WURTH等國外的冷涂鋅產(chǎn)品在我國的重防腐蝕市場(chǎng)上也占有一定的份額。所以近五年來(lái)，各種冷涂鋅產(chǎn)品在國市很多重點(diǎn)工程上得到了應用，如上海磁懸浮列車(chē)軌道功能件、廣州新白云機場(chǎng)、粵海通道火車(chē)輪渡碼頭、蘇通大橋、廣東新龍特大橋、廣東大唐電廠(chǎng)、北京高牌店污水處理廠(chǎng)南京楊子巴斯夫石化公司、宜昌長(cháng)江電力公司閘門(mén)維修工程等等。冷涂鋅以其優(yōu)異的防腐蝕性能、便捷的施工性能、突出的環(huán)保性能深受鋼結構行業(yè)的歡迎，開(kāi)拓了“冷涂鋅”的新領(lǐng)域，顯示了它的強大生命力。 此文中，對冷涂鋅的提法是否確切，我不作探討和評價(jià)。但根據它們的技術(shù)說(shuō)明書(shū)，此類(lèi)產(chǎn)品在材料組成、技術(shù)特性、涂層防腐年限上的提法，大同小異，均屬于同一類(lèi)產(chǎn)品。要發(fā)揮冷涂鋅材料的優(yōu)良性能，必須正確掌握冷涂鋅材料的涂裝施工技術(shù)。根據筆者五年來(lái)的工作實(shí)踐，應掌握好表面處理和冷涂鋅材料涂裝施工的技術(shù)關(guān)鍵。
    二． 鋼材表面處理的等級要求：
    眾所周知，表面處理的質(zhì)量是影響涂膜質(zhì)量的最主要因素，影響程度達到百分之五十。對冷涂鋅來(lái)說(shuō)，表面處理同樣重要，不同的鋼材表面有不同的處理方式和等級水平。
    1． 新的鋼材表面： 噴涂冷涂鋅前，最好選擇以機械除銹（噴砂、拋丸等）的辦法。使鋼材表面清潔度達到ISO8501-1的Sa2.5級，相當于GB8923的Sa2.5級。它的文字定義為：“鋼材經(jīng)過(guò)機械除銹后，表面無(wú)油、無(wú)銹、無(wú)氧化皮及其他的污物，或僅留輕微的痕跡；95%鋼材表面受到鋼丸（砂）沖擊，露出金屬的光澤?！?對于表面處理質(zhì)量的另一個(gè)指標------粗糙度，不同的冷涂鋅材料對粗糙度的要求都有所不同。在鋅加（Zinga）的施工說(shuō)明中，要求平均粗糙度 Ra=12.5μm，即粗糙度Rz=55～75μm。在“強力鋅”及“羅巴魯”施工說(shuō)明書(shū)中，對粗糙度的要求略低，Rz=40～60μm。 筆者認為，如果冷涂鋅單獨成膜，作為防腐涂層時(shí)，表面粗糙度可控制得略小一點(diǎn)，以保證涂層的厚度。在冷涂鋅表面復涂重防腐涂料時(shí)為保證整個(gè)涂層附著(zhù)力，鋼材表面粗糙度Rz應大于60μm。
    2． 舊的鋼材表面： 最好亦是采用噴砂的辦法，去除舊漆膜、銹斑后，鋼材表面尚有一定的粗糙度。若條件限制，也可采用手工打磨及風(fēng)（電）動(dòng)工具除銹的辦法，除銹等級標準達到ISO8501-1 St3級，即非常徹底的手工和動(dòng)力工具除銹。它的文字定義為：表面應無(wú)可見(jiàn)的油脂和污垢，并且幾乎沒(méi)有附著(zhù)不牢固的氧化皮、鐵銹、舊涂層和異雜物。表面應具有金屬底材的光澤。不同品牌的冷涂鋅材料對表面處理的等級水平各有不同。如比利時(shí)Zinga在涂裝前，允許鋼材表面有5%左右輕微銹蝕面積：ROVAL在對鋼材表面打磨到St3級時(shí)，經(jīng)中國船舶工藝研究所測試，60～80μm D.F.T.的ROVAL涂層，對鋼材的附著(zhù)力極好，拉開(kāi)法可達到6.1Mpa。
    3． 涂鋅鋼材表面： 冷涂鋅材料一般用作舊涂鋅鋼板或熱浸涂鋅鋼材表面的修補或復涂。噴涂冷涂鋅材料前除了去掉銹、油及其他污物外，同時(shí)必須去掉鋅鹽（白銹），以免影響ROVAL等附著(zhù)力。常用鋅鹽的去除方法有掃砂、打磨處理、清水沖洗等，允許留有輕微的痕跡。 同樣ROVAL等冷涂鋅材料單獨作為防銹涂層，在修補、復涂時(shí)，也采用上述表面處理的辦法冷涂鋅層間重融性能，更為優(yōu)異。
    4． 電焊縫的表面處理 眾所周知，電焊縫部位是鋼結構件最易銹蝕的部位。實(shí)踐證明，在有電弧噴鋅（鋁）和熱浸涂層的鋼構件焊接安裝后，用冷涂鋅對焊縫進(jìn)行修補，是經(jīng)濟而有效的辦法。但修補前，焊縫表面必須認真去掉“飛濺”、“焊渣”，去除油脂、去除焊縫探傷劑及其他污物，打磨處理至ISO8501-1的St2級。表面處理完畢后，立即涂裝第一道冷涂鋅。
    三． 重視冷涂鋅涂層的封閉處理：
    至今，在所有冷涂鋅產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中還未有涂層空隙率指標。但筆者認為，冷涂鋅干膜中鋅粉含量高達96%；除Zinga和ROVAL α以外，又多為球形鋅粉，涂膜中粘結劑不能填滿(mǎn)鋅粉顆粒間空隙，涂膜肯定有空隙率，因此選擇合適的涂料封閉后，才可復涂重防腐涂料。封閉涂料以環(huán)氧涂料為主，如“IP”的Intergard269等，薄噴一道30μm左右。有時(shí)，亦稱(chēng)連接漆。如果在涂層的配套設計中，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的封閉漆，也可用環(huán)氧云鐵中層漆，稀釋30～40%后，同樣采用霧噴法，干燥控制在30μm左右，使之充分滲透，待固化后達到填封孔隙之目的。在此值得一提的是含Pb的紅丹漆、醇酸類(lèi)油性漆均不能作為冷涂鋅涂層的封閉涂料。
    四． 涂裝施工條件： 優(yōu)質(zhì)的冷涂鋅，鋼材又經(jīng)過(guò)符合規格的表面處理，還必修依靠良好的涂裝施工，才能充分發(fā)揮冷涂鋅的最大優(yōu)越性，才能給予鋼材有效的保護。除了各種規格、各種類(lèi)型的冷涂鋅氣霧罐外，冷涂鋅最常用的辦法是：刷涂、空氣噴涂和高壓無(wú)氣噴涂三種。為了適應現代化鋼結構制造行業(yè)，在使用無(wú)氣噴漆法時(shí)，應嚴格掌握施工技術(shù)條件。
    1． 無(wú)氣噴漆技術(shù)條件：
    （1）．噴漆機的選擇：由于冷涂鋅成份內鋅粉含量較高，無(wú)氣噴漆泵必修選擇富鋅涂料專(zhuān)用設備，因為這種富鋅類(lèi)無(wú)氣噴漆機機械部件有較高的耐磨壽命。國外的產(chǎn)品有Graco Bulldog 33：1、WIWA WAGNU M 8032等等；我國重慶長(cháng)江機械廠(chǎng)研制生產(chǎn)的QPT9C、QPT3256（高壓比32：1，最大流量5600ml/min），完全適應于噴涂冷涂鋅材料，這在杭州杭宵鋼結構公司、上海寶冶鋼結構一廠(chǎng)、三廠(chǎng)有著(zhù)大批量施工的經(jīng)驗。
    （2）．噴嘴的選擇：噴嘴類(lèi)型及孔徑大小的選擇對冷涂鋅的涂裝質(zhì)量和對材料消耗量的控制影響很大。冷涂鋅中鋅粉含量高，對噴嘴的磨損也就大。在常規工藝中，需采用重慶長(cháng)江機械長(cháng)江生產(chǎn)的Z型噴嘴，噴嘴的孔徑、噴幅應根據冷涂鋅的規定膜厚和鋼構件的結構形狀來(lái)決定。表一為ROVAL的噴嘴選擇表： ROVAL重慶長(cháng)江噴嘴（Z型）選擇表： 口徑（mm） 流量（cc/min） （幅度范圍20?25cm） （幅度范圍：30? 40cm） 0.48 1300 13Z20、13Z25 13Z30、13Z35 0.53 1600 16Z25 16Z30、16Z35、16Z40 0.59 1900 19Z25 19Z30、19Z35、19Z40 0.63 2300 23Z25 23Z30、23Z35、23Z40 說(shuō)明： 1． 一次性噴涂ROVAL干膜在40～60 μm； 2． 隨時(shí)檢查噴嘴磨損情況，并及時(shí)更新； (以上僅供參考) 隨著(zhù)噴嘴的逐步磨損，孔徑變大，噴幅變小，會(huì )影響涂層的成形與厚度，在噴涂中，若發(fā)現扇形面積小于25%時(shí)。應及時(shí)調換噴嘴。
    （3）．噴漆壓力：冷涂鋅中鋅粉系重質(zhì)顏料，噴涂中如果無(wú)氣噴漆機的噴漆壓力調得過(guò)高，會(huì )使液料壓榨出粉料，因此噴漆壓力比一般重防腐涂料低得很多，僅為8.0～10.0Mpa，也就是說(shuō)明重慶長(cháng)江機械廠(chǎng)的QPT3256噴漆機時(shí)，壓縮空氣的進(jìn)風(fēng)壓力應調節在3kg/cm2以下。
    2．涂裝前的準備工作： 噴涂冷涂鋅前包括三方面的準備工作。一是開(kāi)罐前要確準冷涂鋅牌號、品種、批號等，并作詳細記錄。 二是攪拌。冷涂鋅中鋅粉密度大，易沉淀、結塊。使用前，均需機械攪拌使材料均勻如一?！癛OVAL”及“強力鋅”觸變性能較好，極易攪拌均勻，但有個(gè)別冷涂鋅產(chǎn)品，在無(wú)氣噴涂的同時(shí)，還需繼續攪拌，防止鋅粉沉淀，以保證涂裝質(zhì)量。 第三是稀釋。同現代化的重防腐涂料一樣，冷涂鋅通常開(kāi)罐、攪拌后即可使用。稀釋劑主要是用來(lái)清洗工具的，對冷涂鋅材料來(lái)說(shuō)，在手工滾、刷涂或空氣噴涂時(shí)，可加入＜5%的稀釋劑，以易于施工。冷涂鋅材料在無(wú)氣噴涂時(shí)，在冬季溫度低時(shí)，可加入適量稀釋劑；為控制膜厚可以加入適量稀釋劑；但這些均需在生產(chǎn)廠(chǎng)家的技術(shù)人員指導下進(jìn)行。特別需強調的是，必須采用專(zhuān)用的稀釋劑。不同品牌的冷涂鋅稀釋劑不能互用；更不能將重防腐涂料的稀釋劑當作冷涂鋅稀釋劑，否則后果嚴重。
    3．涂裝環(huán)境條件： 冷涂鋅可以在室內涂裝，更多的是在工地現場(chǎng)涂裝。溫、濕度等自然條件對涂裝質(zhì)量一定的影響，雨雪天、大風(fēng)天不宜涂裝。但與重防腐涂料相比，冷涂鋅材料對環(huán)境條件的要求并不高。如大多數冷涂鋅在技術(shù)說(shuō)明書(shū)中標明，涂裝的溫度范圍為-5℃～＋50℃；盡管在技術(shù)說(shuō)明書(shū)中推薦的濕度范圍必須小于85%，鋼材表面溫度大于露點(diǎn)溫度3℃時(shí)，才能涂裝施工。但實(shí)踐證明：冷涂鋅可以在相對濕度大于85%的條件下施工。比利時(shí)Zinga甚至提出：可以在潮濕表面涂裝；涂裝后2小時(shí)下大雨，不會(huì )影響涂層質(zhì)量，只不過(guò)涂膜顏色變黑，1～2個(gè)月后自然恢復鋅灰色。ROVAL公司及彩虹公司的技術(shù)人員也認為：冷涂鋅涂層經(jīng)過(guò)日曬雨淋，不會(huì )影響附著(zhù)力，而且會(huì )變得越來(lái)越強。

    參考文獻：
    1． 李金桂、吳再思等，“防腐蝕表面工程技術(shù)” 北京化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)裝備與信息工程出版中心 2003年
    2． 龐啟財，“防腐蝕涂料涂裝和質(zhì)量控制” 北京化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)裝備與信息工程出版中心 2000年
    3． 張遠聲，“腐蝕破壞事故100例” 北京化學(xué)工業(yè)出版社 2001年
    4． 洪乃豐，“基礎設施腐蝕防護和耐久性問(wèn)與答” 北京化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)裝備與信息工程出版中心 2003年
    5． INTERNATIONAL STANDARD
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