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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(jié)構(gòu)網(wǎng)    
時間：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，在我國鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝行業(yè)中，頻頻出現(xiàn)了一種新材名稱-------冷涂鋅。最早的是二000年底，比利時Zingamatell公司的鋅加（Zinga）通過尚峰（上海）公司進(jìn)入我國鋼結(jié)構(gòu)市場；二00一年底，深圳彩虹環(huán)保建材公司的強(qiáng)力鋅通過技術(shù)鑒定，作為國內(nèi)首創(chuàng)閃亮登場；二00四年初，日本ROVAL公司在上海馬陸投資建廠，以有五十年應(yīng)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(jié)構(gòu)行業(yè)的高度注意；二00四年底以來,筆者又陸續(xù)看到沈陽航達(dá)公司、珠海冠宇涂料科技公司等冷涂鋅說明書；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上也占有一定的份額。所以近五年來，各種冷涂鋅產(chǎn)品在國市很多重點工程上得到了應(yīng)用，如上海磁懸浮列車軌道功能件、廣州新白云機(jī)場、粵海通道火車輪渡碼頭、蘇通大橋、廣東新龍?zhí)卮髽?、廣東大唐電廠、北京高牌店污水處理廠南京楊子巴斯夫石化公司、宜昌長江電力公司閘門維修工程等等。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(jié)構(gòu)行業(yè)的歡迎，開拓了“冷涂鋅”的新領(lǐng)域，顯示了它的強(qiáng)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。但根據(jù)它們的技術(shù)說明書，此類產(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(jù)筆者五年來的工作實踐，應(yīng)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(dá)到百分之五十。對冷涂鋅來說，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(jī)械除銹（噴砂、拋丸等）的辦法。使鋼材表面清潔度達(dá)到ISO8501-1的Sa2.5級，相當(dāng)于GB8923的Sa2.5級。它的文字定義為：“鋼材經(jīng)過機(jī)械除銹后，表面無油、無銹、無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)量的另一個指標(biāo)------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）的施工說明中，要求平均粗糙度 Ra=12.5μm，即粗糙度Rz=55～75μm。在“強(qiáng)力鋅”及“羅巴魯”施工說明書中，對粗糙度的要求略低，Rz=40～60μm。 筆者認(rèn)為，如果冷涂鋅單獨成膜，作為防腐涂層時，表面粗糙度可控制得略小一點，以保證涂層的厚度。在冷涂鋅表面復(fù)涂重防腐涂料時為保證整個涂層附著力，鋼材表面粗糙度Rz應(yīng)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）動工具除銹的辦法，除銹等級標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到ISO8501-1 St3級，即非常徹底的手工和動力工具除銹。它的文字定義為：表面應(yīng)無可見的油脂和污垢，并且?guī)缀鯖]有附著不牢固的氧化皮、鐵銹、舊涂層和異雜物。表面應(yīng)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，經(jīng)中國船舶工藝研究所測試，60～80μm D.F.T.的ROVAL涂層，對鋼材的附著力極好，拉開法可達(dá)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(bǔ)或復(fù)涂。噴涂冷涂鋅材料前除了去掉銹、油及其他污物外，同時必須去掉鋅鹽（白銹），以免影響ROVAL等附著力。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(bǔ)、復(fù)涂時，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(jié)構(gòu)件最易銹蝕的部位。實踐證明，在有電弧噴鋅（鋁）和熱浸涂層的鋼構(gòu)件焊接安裝后，用冷涂鋅對焊縫進(jìn)行修補(bǔ)，是經(jīng)濟(jì)而有效的辦法。但修補(bǔ)前，焊縫表面必須認(rèn)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)品說明書中還未有涂層空隙率指標(biāo)。但筆者認(rèn)為，冷涂鋅干膜中鋅粉含量高達(dá)96%；除Zinga和ROVAL α以外，又多為球形鋅粉，涂膜中粘結(jié)劑不能填滿鋅粉顆粒間空隙，涂膜肯定有空隙率，因此選擇合適的涂料封閉后，才可復(fù)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，亦稱連接漆。如果在涂層的配套設(shè)計中，沒有專門的封閉漆，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(dá)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)過符合規(guī)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(hù)。除了各種規(guī)格、各種類型的冷涂鋅氣霧罐外，冷涂鋅最常用的辦法是：刷涂、空氣噴涂和高壓無氣噴涂三種。為了適應(yīng)現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)制造行業(yè)，在使用無氣噴漆法時，應(yīng)嚴(yán)格掌握施工技術(shù)條件。
    1． 無氣噴漆技術(shù)條件：
    （1）．噴漆機(jī)的選擇：由于冷涂鋅成份內(nèi)鋅粉含量較高，無氣噴漆泵必修選擇富鋅涂料專用設(shè)備，因為這種富鋅類無氣噴漆機(jī)機(jī)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；我國重慶長江機(jī)械廠研制生產(chǎn)的QPT9C、QPT3256（高壓比32：1，最大流量5600ml/min），完全適應(yīng)于噴涂冷涂鋅材料，這在杭州杭宵鋼結(jié)構(gòu)公司、上海寶冶鋼結(jié)構(gòu)一廠、三廠有著大批量施工的經(jīng)驗。
    （2）．噴嘴的選擇：噴嘴類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(guī)工藝中，需采用重慶長江機(jī)械長江生產(chǎn)的Z型噴嘴，噴嘴的孔徑、噴幅應(yīng)根據(jù)冷涂鋅的規(guī)定膜厚和鋼構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀來決定。表一為ROVAL的噴嘴選擇表： ROVAL重慶長江噴嘴（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 說明： 1． 一次性噴涂ROVAL干膜在40～60 μm； 2． 隨時檢查噴嘴磨損情況，并及時更新； (以上僅供參考) 隨著噴嘴的逐步磨損，孔徑變大，噴幅變小，會影響涂層的成形與厚度，在噴涂中，若發(fā)現(xiàn)扇形面積小于25%時。應(yīng)及時調(diào)換噴嘴。
    （3）．噴漆壓力：冷涂鋅中鋅粉系重質(zhì)顏料，噴涂中如果無氣噴漆機(jī)的噴漆壓力調(diào)得過高，會使液料壓榨出粉料，因此噴漆壓力比一般重防腐涂料低得很多，僅為8.0～10.0Mpa，也就是說明重慶長江機(jī)械廠的QPT3256噴漆機(jī)時，壓縮空氣的進(jìn)風(fēng)壓力應(yīng)調(diào)節(jié)在3kg/cm2以下。
    2．涂裝前的準(zhǔn)備工作： 噴涂冷涂鋅前包括三方面的準(zhǔn)備工作。一是開罐前要確準(zhǔn)冷涂鋅牌號、品種、批號等，并作詳細(xì)記錄。 二是攪拌。冷涂鋅中鋅粉密度大，易沉淀、結(jié)塊。使用前，均需機(jī)械攪拌使材料均勻如一?！癛OVAL”及“強(qiáng)力鋅”觸變性能較好，極易攪拌均勻，但有個別冷涂鋅產(chǎn)品，在無氣噴涂的同時，還需繼續(xù)攪拌，防止鋅粉沉淀，以保證涂裝質(zhì)量。 第三是稀釋。同現(xiàn)代化的重防腐涂料一樣，冷涂鋅通常開罐、攪拌后即可使用。稀釋劑主要是用來清洗工具的，對冷涂鋅材料來說，在手工滾、刷涂或空氣噴涂時，可加入＜5%的稀釋劑，以易于施工。冷涂鋅材料在無氣噴涂時，在冬季溫度低時，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)廠家的技術(shù)人員指導(dǎo)下進(jìn)行。特別需強(qiáng)調(diào)的是，必須采用專用的稀釋劑。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(dāng)作冷涂鋅稀釋劑，否則后果嚴(yán)重。
    3．涂裝環(huán)境條件： 冷涂鋅可以在室內(nèi)涂裝，更多的是在工地現(xiàn)場涂裝。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(shù)冷涂鋅在技術(shù)說明書中標(biāo)明，涂裝的溫度范圍為-5℃～＋50℃；盡管在技術(shù)說明書中推薦的濕度范圍必須小于85%，鋼材表面溫度大于露點溫度3℃時，才能涂裝施工。但實踐證明：冷涂鋅可以在相對濕度大于85%的條件下施工。比利時Zinga甚至提出：可以在潮濕表面涂裝；涂裝后2小時下大雨，不會影響涂層質(zhì)量，只不過涂膜顏色變黑，1～2個月后自然恢復(fù)鋅灰色。ROVAL公司及彩虹公司的技術(shù)人員也認(rèn)為：冷涂鋅涂層經(jīng)過日曬雨淋，不會影響附著力，而且會變得越來越強(qiáng)。

    參考文獻(xiàn)：
    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(yuǎn)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(chǔ)設(shè)施腐蝕防護(hù)和耐久性問與答” 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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