GCM钢结构防护.doc

论 文GCM钢结构防护工程的技术特点及应用前景中铁二十局集团第六工程有限公司 费永明摘要：由于GCM防腐防护涂料具有性能优异、制造方便、价格低廉等一些其它材料无法比拟的优点，因此在选择防腐措施时成为优先考虑的对象。随着防腐技术的成熟，防腐涂料也必将得到进一步发展。以宝鸡市广元路渭河大桥为例，探讨GCM钢结构防护系统的技术特点，防护成效，施工组织方法及其应用前景。关键词： GCM 不饱和聚酯树脂 玻璃纤维 防腐性能 隔离底层 增强层 耐候层为保证钢结构防护工程的设计和施工质量，避免因钢腐蚀而造成损失，隔绝腐蚀介质与金属基体。必须对钢结构在大气环境下进行防腐防护处理。GCM防护系统是指大气环境条件下钢结构表面包覄玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料的防护工樋，GCM是玻璃纄维复合材料“glass fiber composite material”的缩写。宝鸡市广元路渭沣大桡主桥部分由五跨钢管拱组成，其中72m一跨，64m四跨共五组十片拱肋。拱肋断面为圆端形扁放钢管。钢管拱外表采用喷涂桔红色GCM钢结构防系统，总面积为3084.236平方米。一 结构设计特点及涂装成品的适用性 GCM防护系统玻璃纤维不饱和聊酯树脂复合晐料的防护层采用三层防护结构（即由隔禳底层，堞强层和耐候层组成。首先在钢结构表面均匀喵涂丅饱和聚酭树脂胶料作为隔离底层，作用是增加钢管拱肃（钢结掄）防护层界面的粘接强度；其次铺贴玻璃纤维布增强不饱和聒酯树脂作为增强层，作用搯提高防护层强度；最后再均匀喷涂不饱和聚鄫树脂胶料作为耐候层，作用是提高防护层的耐老化性胼。宐鸡市广兂路昭河大桥工程所处环境为典型的北方性气候区域，冬夏间温差较大，增强呂采焨双呂玻璃纤维方格布增强不饱和聚酯树脂（第一层0.4mm，第二层0.2mm）。防护性能随着颜料的增加而增强，固化后大大提高涂料的防腐性能。增强了防护结构的耐腐性和成品的使用寿命。二 选取材料的防腐性能及力学性能玻璃纤维不饱和聚酯树脂复合材料由于具有较高的机械强度和粘接力、加工改性容易等特点，其防腐性能、应用范围也会进一步得到提高和扩大。防腐涂料性能的重点仍将是树脂的改性，这是涂料防腐性能的决定因素，另外新型颜填料、固化剂的也成为一个新的课题。在宝鸡市广元路渭河大桥GCM钢结构防护系统施工中，作为GCM钢结构防护系统结构的表层耐候层中不饱和聚酯树脂在使用前加入紫外线吸收剂、抗氧剂、防老剂等助剂。并采用过氧化甲乙酮（MEKP）作为固化剂（呈容液状，易于在容液中分散均匀），其活性含氧量9.5%；使用气相二氧化硅作为触变剂，其比表面积350/g。在投入使用时不饱和聚酯树脂的质量指标如下表：项 目酸值（mgKOH/g）25摄氏度粘度（Pas）25摄氏度凝胶时间（min）固体含量（%）隔 离 底 层用 树 脂14230.110.247145261增 强 层 用树 脂14230.100.237145261耐 候 层 用树 脂14230.150.347145163增强层材料采用非石蜡乳液型的中碱无捻粗纱玻璃纤维方格布，提高了玻璃纤维布与树脂之间的界面强度。因而整体统玻璃纤维不饱和聚酯树脂复合材料在大气中形成较强的抗腐性能。并且力学性能也有较大提高，增强层涂料采取涂刷施工，其涂膜抗酸、碱、盐雾、氯离子的渗透性良好，附着力强，表现出优良的力学性能。其力学性能指标如下表：项 目指 标抗拉强度（MPa）180弯曲强度（MPa）200冲击韧性（KJ/）80弯曲弹性模量（MPa）1.0104断裂延伸率（%）2.5三 施工组织工艺特点GCM高性能防腐蚀涂料防腐层结构的设计可根据所接触介质的腐蚀强度确定,防护层的施工按隔离底层，增强层，耐候层的顺序分层施工。系统结构分明，有利于施工方案的组织与实施。宝鸡市广元路渭河大桥钢管拱防护工艺流程如下图：表面预处理 涂刷隔离底层 涂刷增强层修 整质检 喷涂耐候层修 整 质检 验收 为提高结构层防护成效,GCM防腐层结构采用玻璃布作为增强材料，形成耐温、耐磨、抗蚀衬里。根据腐蚀的环境选择不同等级和结构的防腐层，见下表： 防腐蚀等级 结构 厚度（mm） 加强 底涂一道 / 玻璃布二层 / 面涂二道 2.0 GCM高性能防腐蚀涂料采用玻璃布作为增强材料，形成涂料的独特衬里。由于玻璃布在力学性能和抗变形性能上优于涂料，因此，玻璃布与涂料复合组成的结构，既发挥了涂料抗渗防腐耐磨性能好的优点，也保留了玻璃布整体性好、强度较高和耐温变性好的优点，弥补了涂料这方面的不足。该结构在许多场合可替代橡胶衬里、砖板衬里和塑料衬里。因此，此项技术的采用，为解决防腐提供了一条简便而易推广的新途径。为提高结构层防护成效，对施工过程的连续性及工艺方法要求较高。随时监控，规范细检在防护层施工过程中尤为重要。基层表面预处理中钢结构基层表面的除锈等级达到手工St2级，为提高基层和防护层之间的剥离强度，采用与原材料一致的不饱和聚酯树脂材料作为腻子进行修平整合。隔离底层与增强层的涂覆工艺方法可用不饱和聚酯树脂加固化剂以手工混合涂刷，其实用可操作性较强。为提高防护质量，增强层采用连续法施工，一次达到设计要求厚度。为保证增强层与耐厚层间的结合牢固，避免分层、起壳，掉皮，必须等到已喷涂的树脂完全固化后进行表面打磨处理，方可进行第二次喷涂。树脂的涂覆工艺方法要求，耐厚层只能用喷枪喷涂树脂。喷涂设备采用BINKS85型GCM喷涂机、1.6V1.0-1.05空气压缩机，而无须大型设备。节约成本，易于操作。GCM防护系统，工程量较大，容易产生小范围、局部的表观缺陷。如形成色差和花纹，为保证工程整体质量和经济效益，允许在产生小范围、局部的表观缺陷处采用手工打磨刮填和机器喷涂相结合的方法表面修平整合处理。四 结论：GCM高性能防腐蚀涂料能耐酸、碱、盐、油、等多种腐蚀介质的长期侵蚀，涂层与钢材和混凝土的粘结力强，耐磨耗性能突出；该产品的固体含量在95%以上，减少了由于溶剂挥发造成的资源浪费和环境污染；廉价填料、无溶剂化和厚涂等技术的采用，降低了防腐层的成本；高性能涂料玻璃布复合结构，具备抗渗、防腐、耐磨损、高强度、耐温变等多种优点，是应用于恶劣的腐蚀环境中的钢结构和混凝土结构防护的一种经济而又可靠的新技术。包覆玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料在环保产业中的应用，在我国刚刚起步，相信随着此项技术的推广，其经济效益和社会效益将会更加明显地呈现出来。由于GCM防护系统具有较强的抗腐性能，力学性能，施工方法简明，无须大型设备，节约成本，易于操作，玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料防腐防护涂料具有性