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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    
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 郟志華）

    主題詞：冷涂鋅、表面處理、涂裝施工
    一． 前言
    近年來，在我國鋼結構防腐涂裝行業中，頻頻出現了一種新材名稱-------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）公司進入我國鋼結構市場；二00一年底，深圳彩虹環保建材公司的強力鋅通過技術鑒定，作為國內首創閃亮登場；二00四年初，日本ROVAL公司在上海馬陸投資建廠，以有五十年應用歷史的冷涂鋅（ROVAL）和其他四種冷涂鋅系列產品，引起鋼鋼結構行業的高度注意；二00四年底以來,筆者又陸續看到沈陽航達公司、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，各種冷涂鋅產品在國市很多重點工程上得到了應用，如上海磁懸浮列車軌道功能件、廣州新白云機場、粵海通道火車輪渡碼頭、蘇通大橋、廣東新龍特大橋、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。冷涂鋅以其優異的防腐蝕性能、便捷的施工性能、突出的環保性能深受鋼結構行業的歡迎，開拓了“冷涂鋅”的新領域，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。但根據它們的技術說明書，此類產品在材料組成、技術特性、涂層防腐年限上的提法，大同小異，均屬于同一類產品。要發揮冷涂鋅材料的優良性能，必須正確掌握冷涂鋅材料的涂裝施工技術。根據筆者五年來的工作實踐，應掌握好表面處理和冷涂鋅材料涂裝施工的技術關鍵。
    二． 鋼材表面處理的等級要求：
    眾所周知，表面處理的質量是影響涂膜質量的最主要因素，影響程度達到百分之五十。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：“鋼材經過機械除銹后，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。” 對于表面處理質量的另一個指標------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”施工說明書中，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，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（電）動工具除銹的辦法，除銹等級標準達到ISO8501-1 St3級，即非常徹底的手工和動力工具除銹。它的文字定義為：表面應無可見的油脂和污垢，并且幾乎沒有附著不牢固的氧化皮、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、復涂時，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，用冷涂鋅對焊縫進行修補，是經濟而有效的辦法。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，在所有冷涂鋅產品說明書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計中，沒有專門的封閉漆，也可用環氧云鐵中層漆，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： 優質的冷涂鋅，鋼材又經過符合規格的表面處理，還必修依靠良好的涂裝施工，才能充分發揮冷涂鋅的最大優越性，才能給予鋼材有效的保護。除了各種規格、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。為了適應現代化鋼結構制造行業，在使用無氣噴漆法時，應嚴格掌握施工技術條件。
    1． 無氣噴漆技術條件：
    （1）．噴漆機的選擇：由于冷涂鋅成份內鋅粉含量較高，無氣噴漆泵必修選擇富鋅涂料專用設備，因為這種富鋅類無氣噴漆機機械部件有較高的耐磨壽命。國外的產品有Graco Bulldog 33：1、WIWA WAGNU M 8032等等；我國重慶長江機械廠研制生產的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、三廠有著大批量施工的經驗。
    （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，需采用重慶長江機械長江生產的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，若發現扇形面積小于25%時。應及時調換噴嘴。
    （3）．噴漆壓力：冷涂鋅中鋅粉系重質顏料，噴涂中如果無氣噴漆機的噴漆壓力調得過高，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械廠的QPT3256噴漆機時，壓縮空氣的進風壓力應調節在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。“ROVAL”及“強力鋅”觸變性能較好，極易攪拌均勻，但有個別冷涂鋅產品，在無氣噴涂的同時，還需繼續攪拌，防止鋅粉沉淀，以保證涂裝質量。 第三是稀釋。同現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；但這些均需在生產廠家的技術人員指導下進行。特別需強調的是，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作冷涂鋅稀釋劑，否則后果嚴重。
    3．涂裝環境條件： 冷涂鋅可以在室內涂裝，更多的是在工地現場涂裝。溫、濕度等自然條件對涂裝質量一定的影響，雨雪天、大風天不宜涂裝。但與重防腐涂料相比，冷涂鋅材料對環境條件的要求并不高。如大多數冷涂鋅在技術說明書中標明，涂裝的溫度范圍為-5℃～＋50℃；盡管在技術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，不會影響涂層質量，只不過涂膜顏色變黑，1～2個月后自然恢復鋅灰色。ROVAL公司及彩虹公司的技術人員也認為：冷涂鋅涂層經過日曬雨淋，不會影響附著力，而且會變得越來越強。

    參考文獻：
    1． 李金桂、吳再思等，“防腐蝕表面工程技術” 北京化學工業出版社工業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量控制” 北京化學工業出版社工業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” 北京化學工業出版社 2001年
    4． 洪乃豐，“基礎設施腐蝕防護和耐久性問與答” 北京化學工業出版社工業裝備與信息工程出版中心 2003年
    5． INTERNATIONAL STANDARD
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