桥梁处在跨越江河湖海的自然环境下，长期暴露在风雨、潮湿和被污染的环境中，而且长期承受动载和静载，很容易遭受腐蚀破坏，国内外都有钢结构破坏失效的实例，而且这些破坏失效引起的安全事故和经济上的损失是非常惨重的。为了保证桥梁的安全营运，需要对桥梁钢结构系统进行防腐保护。目前应用较多的是通过热镀锌、热喷锌和多层涂料涂装进行钢结构腐蚀防护。近年来冷喷锌涂料的开发应用，又为桥梁钢结构实用新型长效防护系统提供了新的防腐技术和材料。

    1、 冷喷锌涂料及特点

    金属腐蚀防护措施主要应用以下 3 个基本原理：①屏障保护。利用涂层膜形成屏障，将钢铁表面和环境中的电解质隔离，在钢铁表面形成一道对空气中的水蒸气和氧气等的保护屏障。②化学抑制。在涂料中添加的有效化学成分，能抑制金属阳极或阴极反应。③电流 （ 阴极 ） 保护。利用涂料中的大量金属 （ 锌、铝等 ） 粒子积聚对钢铁产生电流保护，如同在钢铁表面上形成锌 （ 铝 ） 阳极。实际使用的一般金属防护主要是应用阴极保护和屏障保护 2 种防护功能，冷喷锌涂料兼顾这两种防护体系的优点。常规应用的富锌涂料也有同 时利用阴极保护和屏障保护的特点，但实用富锌涂料 因含锌量低、阴极保护作用不强，与普通涂料一样以屏障保护作用为主，防腐蚀性不如冷喷锌涂料。

    1.1 冷喷锌涂料

    用于钢结构防腐保护的冷喷锌涂料是由纯度高于 99%以原子化提炼的锌粉 （ 干膜中含96 ％以上的纯锌 ） 、挥发性溶剂和有机树脂三部分配制而成的单组分的系列产品。它不含任何铅、镉等重金属成分，溶剂中不含甲苯、二甲苯、一氯甲烷或甲乙酮等有机溶剂，具备环保功能。由于含锌量高，冷喷锌干膜含有96%以上的纯锌，足以为钢结构材料提供较好的阴极保护。当冷喷锌被氧化时，会在冷喷锌表面缓慢产生一层锌盐层来提供屏障保护。同时，冷喷锌中的黏结剂能提供一层附加的屏障保护，从而减缓锌的氧化。冷喷锌的复合防 腐性能，有效地结合了锌层的镀锌性质和有机涂料的 屏障保护，对钢铁的防锈效果优异。

    在防护性能方面冷喷锌涂层具有优良的柔韧性和很强的抗机械磨损性能，冷喷锌涂层与钢结构表面具有机械结合和化学结合优良的附着力，即使受到磨损破坏，冷喷锌也不会剥落。冷喷锌涂层具备易于重涂维修的优 点，使用冷喷锌涂层可用于替代热浸锌、热喷锌防护；已 经应用过热喷锌、热镀锌的钢结构还可应用冷喷锌作为 长期保护。对于使用热镀锌不方便的结构和使用热镀 锌容易引起变形的结构，使用冷喷锌保护就更具优势。冷喷锌的适用性较强，可用于潮湿的表面和环境，对于由焊接、切割、钻孔、铆接等引起的防护层破坏和损害，梦能冷喷锌是比较理想的涂装防护修补涂料。

    1.2 钢结构防护应用冷喷锌的优点

    实用结果表明，热镀锌、热喷锌 （ 铝 ） 是钢结构比较有效的保护技术，利用锌 （ 铝 ） 作为牺牲阳极，可以使钢铁表面受到保护，但这种镀锌保护技术较难在工地现 场应用，镀锌、喷铝 （ 锌 ） 防护的施工要求较高，劳动强度较大，质量易受操作者情绪变化和施工条件的影响。

    冷喷锌具备施工简便的优点，防护用冷喷锌涂料采用 单组分包装，开罐充分搅拌后即可直接使用，一般不必稀释。应用时可以采用刷 （ 辊 ） 涂、有气喷涂、无气喷涂 或浸涂，也可使用喷罐包装冷喷锌直接进行喷涂，冷喷锌既可以在室内条件下涂装施工，亦可在室外现场涂装施 工，施工方法灵活简单。只要去除钢结构表面的油污 和浮锈，冷喷锌即可涂装，轻度锈蚀的钢结构表面也不影 响冷喷锌涂装的防护效果。钢结构维修保养时，可以直 接在旧的冷喷锌涂层上涂装新的冷喷锌涂层，在这种使用条件下，旧的冷喷锌涂层可以重新溶解和新的冷喷锌涂层 融合成单一的冷喷锌涂层。冷喷锌可以应用于热镀锌、热喷锌钢构件的重涂和维修更新，使用冷喷锌涂层防护效 果好，维修施工方便，且节省费用。

    2、冷喷锌涂料在桥梁钢结构中的应用

    由于桥梁钢结构的重要性和后期维护困难，一直 优先采用性能优良的重防腐涂料涂装、特殊包覆密封 等防护技术。各种先进的防腐新技术、新工艺、新材料在桥梁钢结构防护中有较好的市场前景和投资效益，近年来冷喷锌涂料在桥梁钢结构中也得到了开发应用。由于冷喷锌涂料施工方法简单、灵活、方便，冷喷锌涂料可 广泛用于各种桥梁钢结构的腐蚀防护和维修。

    2.1 冷喷锌涂料在桥梁缆索系防护中的应用

    冷喷锌涂料可以方便地用于悬索桥缆索锚固结构、主鞍和散索鞍 （ 含埋件 ） 、索夹、主缆和吊索锚具等的腐 蚀防护；用于斜拉桥的斜拉索锚固结构和锚具等的防 护；用于拱桥吊索锚具结构部分和拱结构的防护。

    2.2 冷喷锌涂料在桥梁钢箱粱、钢塔防护中的应用

    可以选用冷喷锌涂料作为桥梁钢塔、钢箱梁、钢桁梁、钢锚固件等钢结构的防护涂料。在这些桥梁钢结 构上应用冷喷锌涂料，主要是用于重防腐涂装的底层，与 其他配套涂层一起形成可靠的长效涂装保护层。

    3、冷喷锌涂料应用

    索鞍是一种结构比较复杂的特大型结构件，质量大、加工难度大，是悬索桥的永久结构件，由于体积大 不能实施热镀锌，以前防护主要是热喷锌，由于结构复 杂有一定的施工难度，为了适应工期要求，减少防护难度，广州珠江黄埔大桥在悬索桥主鞍和散索鞍 （ 含埋件制造 ） 中应用了冷喷锌涂料防护。

    3.1 冷喷锌材料

    冷镀锌主要由自制特种树脂、高纯度锌粉、环保溶剂和助剂等组成的单组份长效新型重防腐涂料。

    3.2 冷喷锌涂装工艺

    冷喷锌涂料可根据钢结构和涂装条件的具体情况， 灵活运用不同的涂装方法和涂装工艺。冷喷锌涂装的控制主要是表面处理、涂装施工和质量检查 3 个环节。

冷镀锌样板膜存检测

钢结构桥梁采用冷镀锌防腐

冷镀锌施工现场

    3.3 应用改进措施

    珠江黄埔大桥索鞍 （ 含埋件 ） 应用冷喷锌涂装后取得了较好的涂装效果，使用过程中也暴露出一些问题。埋件涂装后是直接埋地使用，没有后续工序，由于冷喷锌涂层与混凝土结合较好，又能防腐，使用效果较好。而索鞍还有一些后续辅助工序，组配吊装等容易造成涂层破坏和二次污染，影响二道涂层的涂装质量，而且影响外观。由于冷喷锌涂料的特点是阴极保护功能，涂装层暴露一段时间后容易出现表面氧化反应，使涂层表面有色差变化，而且在室外环境下涂层容易污染和损伤，对涂装和涂装后的一些工序造成影响，污染和损伤还会影响涂层的防护效果。根据使用中暴露的问题建议在冷喷锌涂层表面增加一道涂料防护，即加强屏蔽保护层，以便适应后续辅助工序和吊装运输。根据冷喷锌供应商提供的资料，冷喷锌涂层上除不能复涂醇酸类油性涂料外，环氧树脂涂料、氯化橡胶涂料、环氧沥青涂料、乙烯树脂涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料等均可复涂。在冷喷锌外层复涂面层涂料后，可以方便后续施工和运输、吊装。根据使用情况，在长期暴露在外的钢结构复合防护中，冷喷锌宜于用作底层涂料，如果在冷喷锌涂层上涂装有效的中层和面层涂料，形成的多层涂装系统能有效延长防护年限。在桥梁钢结构中可以直接借用成熟的配套涂装防护方案，用冷喷锌涂层，替代原防护系统的底层涂料或热镀锌、热喷锌等防护层，然后应用匹配的中间涂层和面层涂料。一方面提供涂层的屏蔽 作用，强化防护和延长防护年限；另一方面表层涂料可 适用各种表面外观颜色，提供涂层较强的耐蚀性、耐候性 （ 抗紫外线 ） 等特殊防护功能。

    4、结语

    近年来桥梁工程领域中钢结构得到了越来越多的应用，随着社会经济的发展和技术进步，钢结构已成为现代大跨度桥梁的主要结构件。由于桥梁结构的特殊要求和重要性，冷喷锌涂料作为一种新材料在桥梁钢结构腐蚀防护中有良好的应用前景。特别是对于需要重防腐而又难以实施热镀锌和热喷锌的钢结构，应用冷喷锌涂料使用简单、操作方便、容易修补，有一定优势。冷喷锌涂料可以用于桥梁缆索 （ 斜拉索、主缆索股、吊索等 ） 锚具、锚固系统的外层防护；可以用于悬索桥的埋件和索鞍索夹防护；可以用于桥梁钢塔、钢箱梁、钢桁梁、钢拱和其他钢结构的底层涂装防护。

    冷喷锌涂料的性能直接影响防腐效果，目前主要是采用进口冷喷锌涂料，由于从国外进口，存在冷喷锌涂料价格偏高的问题，目前价格对冷喷锌涂料的推广应用有一定的制约。冷喷锌涂料对涂装配合和涂装工艺技术有一些特殊要求，二次污染和损坏也影响涂装质量和效果， 需要改进和提高冷喷锌涂料的使用性能，重视涂装技术和工艺的开发研究。在涂料涂装实用中，由于工艺或施工操作不当造成的问题比较多，一定要重视涂装质量和施工质量控制，施工过程造成的缺陷、损伤和破坏 要及时修补。用于室外环境和后续工地作业条件下， 为了真正体现出冷喷锌涂料的优势和特点， 冷喷锌宜用作底层涂料，与其他长效中层和面层涂料配套使用，改进和提高桥梁钢结构腐蚀防护效果，延长桥梁的安全使用寿命。

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责任编辑：殷鹏飞

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