上海铁路南站大型钢结构工程的涂装防护

ecustar810 · 发表于 2009-1-17 20:50:03

上海铁路南站大型钢结构工程的涂装防护

孙凡1、王塘2、吴建兴3、吴贤官4、沈志聪5、孙芄6

摘要：本文介绍了上海铁路南站大型钢结构工程的涂装设计，并介绍了水性硅酸锂富锌底涂料、环氧封闭涂料、环氧云铁中间涂料、可覆涂性聚氨酯丙烯酸面涂料等相容涂料于工程中的涂装概况。

关键词：铁路南站、大型钢结构、涂装设计、涂装防护

The coating anticorrosion of great steel structure

in the Shanghai Southern Railway Station

Sun Fan1, Wang Tang2, Wu Jianxing3, Wu Xianguan4, Shen Zhicong5, Sun Wan6

Abstract: The paper is about the coating anticorrosion of great steel structure in the Shanghai Southern Railway Station.

Key words: Shanghai Southern Railway Station, great steel structure, coating design, coating anticorrosion

1．前言
上海铁路南站是我国国家发展计划委员会批准建设工程项目，于2004年初动工建设，2005年初大型钢结构屋盖安装完成，同年钢结构涂装防护也告结束，其它分项工程正在后期调试中，2005年底前将竣工验收，2006年1月春运时将投入运行。届时该站将接送我国南方和西南地区方向的浙、赣、湘、鄂、闽、粤、桂、云、贵、川、渝等地旅客及货物疏运，将缓解位于近市中心天目中路北侧现上海铁路站日趋增多的客流重荷。

2．工程概况
上海铁路南站位于上海市西南部的柳州路、沪闵（徐家汇—闵行）高架公路、桂林路、石龙路范围内的区域中。北与地铁1号线相连，南与城市交通轻轨3号线（明珠线）相接，东与规划中的地铁1.1号线相通，原有沪杭（上海—杭州）铁路线从上海地图纬线坐标H7和H8轴线中穿行。
该铁路客站是一座造型新颖、结构独特的大型钢结构建筑物，是当前世界上第一座主站建筑采用圆形平面造型的铁路客站。客站直径为ф278m，屋面高度42m，屋面由中心内亚环、钢柱、分叉钢梁、钢檀条、钢管等4000余件钢构件焊接而成，大型钢结构屋面通过地面均布的18根钢内柱和36根钢外柱、支撑于标高9.9m的环形钢筋混凝土结构的平台上。其结构造型犹如张开的巨伞，气势宏伟壮观。该钢结构工程安装面积6万余平方米，钢材用量7000余吨，防护涂料用量100余吨。

3．涂装设计
为保证钢结构工程底涂料的附着力、涂层系统（涂层结构）各类不同涂料的相容性（配套性）及涂装的可操作性，制定涂装设计前，工程建设单位和相关单位对工程拟用涂料进行了相容实验、附着力实验及层间附着实验，对工程拟用涂料的应用实例工程和正在实施的涂装工程进行了考察和调研，参考了有关《设计规范》、《施工规范》、有关工程应用实例，并根据涂装实验结果，确定了上海南站大型钢结构涂装设计方案和涂装作业方案，工程涂装前还对进场涂料实物进行了质量抽查送检和试涂。
钢结构涂装设计方案为：钢结构表面喷射处理/水性硅酸锂富锌底涂料一道/环氧封闭涂料一道/环氧云铁中间涂料一道/可覆涂性聚氨酯丙烯酸面涂料两道。设计涂层厚度为290μm。要求硅酸锂富锌底涂料与钢材表面拉开法附着力≥3.5MPa，各类涂膜之间的划格法层间附着＞1级。涂层设计预期使用寿命＞10年。
钢结构涂装作业方案为：①于钢结构企业工厂内实施钢构件制造、表面处理、硅酸锂富锌底涂涂料及环氧封闭涂料的涂装。②于工程现场实施钢构件安装、损坏涂膜的修复、环氧云铁中间涂料及聚氨酯丙烯酸面涂料的涂装。③涂装工艺（方法）为：依钢构件形状、多寡、面积等状况，采用刷涂、辊涂、高压无气喷涂或空气喷涂。
该钢结构涂装防护工程使用水性硅酸锂富锌底涂之目的与理由，主要是该底涂料对钢材表面不可避免污染的可溶盐具有良好的忍耐性[3]和长期可靠的阴极保护性[1]、[2]。使用环氧封闭涂料之目的和理由，主要是该工程钢构件数量多，工作量大，制造过程较长，按惯例涂装底涂料后至现场安装覆涂间隔时间也较长，富锌底涂膜长期处于裸露状态，涂膜中的锌可能与大气环境中的二氧化硫、氯化物等有害腐蚀性介质作用而降低底涂膜质量或破坏[1]、[5]。且无最大覆涂间隔时间的要求和制约。使用可覆涂性聚氨酯丙烯酸面涂料之目的与理由，主要是该工程后期涂装量不但很大，且覆涂时间相对集中，该涂料无最大覆涂间隔时间的要求与制约，对城市大气环境的耐蚀性能与聚氨酯面涂料相同，但后者因具有最大覆涂间隔时间要求而在大型工程中的实用受到制约，因此可覆涂性聚氨酯丙烯酸面涂料是大型钢结构涂装工程首选的防护面涂料品种之一[5]、[9]。

4．钢结构表面处理和涂装
4.1 钢结构工厂表面处理和涂装
4.1.1钢结构表面处理
表面喷砂处理
表面处理质量等级Sa2 1/2级
表面粗糙度40~70μm
4.1.2钢结构表面涂装
第一道涂装
硅酸锂富锌底涂料
干膜厚度
100μm
最小覆涂间隔时间
≥24h（25℃，RH≥65%）
最大覆涂间隔时间
≤144h（25℃，避免大气污染降低质量）
第二道涂装
环氧封闭涂料
干膜厚度
30μm
最小覆涂间隔时间≥6h（25℃）
4.2工程现场安装钢结构后的涂装
4.2.1修补运输和安装时不慎损坏的涂膜
4.2.2现场涂装
第三道涂装环氧铁红中间涂料
干膜厚度80μm
最小覆涂间隔时间≥6h（25℃）
第四道涂装聚氨酯丙烯酸面涂料（中灰色）
干膜厚度40μm
最小覆涂间隔时间≥6h（25℃）
第五道涂装聚氨酯丙烯酸面涂料
干膜厚度80μm
涂层厚度＞290μm

5．结论
上海铁路南站钢结构耗钢量7000余吨，钢构件为4000余件，于钢结构工厂内的制造过程所需时间较长，涂装底涂料后至工程现场安装覆涂间隔时间超过3个月以上，按惯例若仅涂装任何一种富锌底涂料，底涂膜长期暴露于大气环境中必然产生不利的负面影响，因此富锌底涂膜表面覆涂环氧封闭涂料予以保护是必要的。环氧封闭涂料作为涂层系统中的一个具有屏蔽性、耐蚀性的有效组成部分也是合理的和有益的。由于该工程钢结构件现场安装后涂覆工作量很大，覆涂时间比较集中，且多为高空涂装作业，因此防护涂层系统中采用不受最大覆涂间隔时间制约的环氧云铁中间涂料和具有可覆涂性的聚氨酯丙烯酸面涂料也是明智之举。此外，在涂装设计和涂装方案论证前，工程建设单位、设计单位、涂装单位等有关单位对拟用涂料进行了相关实验，已确定各类涂料的相容性、层间附着力及底涂膜附着力，从而保证了工程的涂装设计、涂装质量、涂装实施及工程进度的可靠性[5]。实践表明，上海铁路南站建设单位对其大型钢结构工程的涂装设计、涂装方案、涂装实验、涂料抽检等技术管理举措，是保证钢结构涂装工程质量和涂装工程进度的重要因素[7]、[8]、[9]，对今后类似的、涂装工作量较大的、覆涂时间较长的、覆涂工作量较集中的大型钢结构涂装工程，也有着有益的借鉴和指导作用。

参考文献
[1]虞兆年，防腐蚀涂料和涂装[M]，化学工业出版社，2001：210~213。
[2]中国腐蚀与防护学会，金属腐蚀手册[M]，上海科学技术出版社，1997：47~50。
[3]徐永祥、严川伟等，基体金属上可溶盐污染对涂层下金属腐蚀和涂层失效的影响[J]，腐蚀与防护，2002，23（11）：469~473。
[4]顾根福、曹廉访，硅酸酯车间底漆若干因素探讨[Z]，上海市涂料研究所，1997。
[5]吴贤官，建设工程涂装质量管理[M]，化学工业出版社，2004：292~295。
[6]王塘、沈志聪，2003年度上海重点工程钢结构的防护涂装[J]，腐蚀与防护，2005，26（2）：80~81。
[7]国家标准GB50205-1995《钢结构工程施工及验收规范》[S]。
[8]国家标准GB50221-1995《钢结构工程质量检验评定标准》[S]。
[9]国家标准GB50046-95《工业建筑仿佛是设计规范》[S]。
[10]国家标准GB2705-91《涂料产品分类、命名和型号》[S]。