肖祥定，何 畅，段金弟，曹梦玲，李长春

(1. 武汉材料保护研究所有限公司，湖北 武汉 430030；2. 四川省公路规划勘测设计研究院有限公司，四川 成都 610400)

0 前 言

随着环境保护力度和节能意识的不断增强，各国限制挥发性有机化合物(VOC)排放的政策不断出台，迫使涂料生产商对环保涂料进行转型和升级。水性涂料以其安全、环保、VOC含量低、节能等优势在各个工业领域中取得了一定范围的应用，但在桥梁领域以往多采用油性涂料，全水性体系在桥梁钢结构中的应用很少见[1-3]，缺乏全水性体系涂层性能的评价数据和技术标准是主要原因之一。本工作以《G4216线仁寿经沐川至屏山新市(含马边支线)段高速公路─犍为岷江特大桥工程》项目全水性涂料体系的防腐需求为依托，依据行业标准JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”和国际标准ISO 12944-2018“色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护”的油性涂料配套体系的性能评价指标，对该项目设计的全水性涂层体系进行性能评价，考察针对该项目桥梁钢结构设计的全水性配套体系的防腐性能是否能满足技术指标要求[4，5]，为评估全水性配套涂料体系在该工程项目中的适用性提供了技术参考。

1 试验方案

1.1 工程项目水性防腐涂层配套方案

《G4216线仁寿经沐川至屏山新市(含马边支线)段高速公路─犍为岷江特大桥工程》[该工程服役环境为C3、C4腐蚀环境(依据ISO 12944-2018分类)，设计寿命为15～25 a]中桥梁钢结构涂装设计方案如表1所示。

表1 公路桥梁钢结构水性防腐涂装体系设计方案

1.2 涂层评价试验方法

选取A、B、C 3家涂料厂家提供的不同水性涂料，依据涂层配套方案，对3家涂料厂家提供的水性涂料及配套体系进行防腐性能评价。

1.3 涂料及涂层性能评价试验方法

不挥发物含量依据GB/T 1725-2007 “色漆、清漆和塑料不挥发物含量的测定”测定。不挥发物中金属锌含量依据HG/T 3668-2009“富锌底漆”测定。干燥时间依据GB/T 1728-1989“漆膜、腻子膜干燥时间测定法”测定。细度依据GB/T 6753.1-2007“色漆、清漆和印刷油墨研磨细度的测定”测定。耐冲击性依据GB/T 1732-1993“漆膜耐冲击测定法”测定。弯曲性能依据GB/T 6742-2007“漆膜弯曲试验”测定。耐磨性依据GB/T 1768-2006“色漆和清漆耐磨性的测定”测定。铅笔硬度依据GB/T 6739-2006“色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度”测定。挥发性有机化合物(VOC)含量依据GB/T 18582-2008“室内装饰装修材料内墙涂料中有害物质限量”测定。冻融稳定性依据GB/T 9268-2008“乳胶漆耐冻融性的测定”测定。附着力依据GB/T 5210-2006“色漆和清漆拉开法测附着力试验”测定。耐盐雾性能依据GB/T 1771-2007“色漆和清漆耐中性盐雾性能测定”测定。耐水性依据GB/T 1733-1993“漆膜耐水性测定法”测定。耐盐水性、耐酸性、耐碱性依据GB/T 9274-1988“色漆和清漆耐液体介质的测定”测定。人工加速老化依据GB/T1865-2009“色漆和清漆人工气候老化和人工辐射曝露”测定。循环老化试验依据ISO12944.6-2018“色漆和清漆 防腐涂料体系对钢结构防腐蚀保护 实验室测定方法”测定。

2 试验结果及分析

对选定的3家涂料厂家提供的水性涂料进行单一涂层和配套体系的性能测试，检验试验结果是否满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”及《G4216仁沐高速犍为跨岷江特大桥》项目相关设计技术指标的要求。

2.1 水性无机富锌底漆性能测试

涂料厂家A、B、C(以下简称A、B、C)提供的水性无机富锌底漆的性能检验结果如表2所示。

表2 水性无机富锌底漆的性能检验结果

从表2试验结果可以看出，A、B、C提供的水性底漆的耐盐雾性能差异不大，经2 400 h盐雾试验，划痕处腐蚀扩散在2 mm左右，C底漆稍差。

A、B、C提供的水性无机富锌底漆所检验的项目均满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”及“G4216仁沐高速犍为跨岷江特大桥”项目相关设计要求。

2.2 水性环氧封闭漆性能测试

A、B、C提供的水性环氧封闭漆的性能检验结果如表3所示。从表3可以看出A、B、C提供的水性环氧封闭漆的性能差别不大，C提供的水性环氧封闭漆的VOC含量低于A和B提供的。A、B、C提供的水性环氧封闭漆所检验的项目均满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”及“G4216仁沐高速犍为跨岷江特大桥”项目相关设计要求。

表3 水性环氧封闭漆的性能检验结果

2.3 水性环氧中间漆性能测试

A、B、C提供的水性环氧中间漆的性能检验结果如表4所示。从表4可以看出，A、B、C提供的水性环氧中间漆的性能差别不大，不挥发物含量在64%～68%之间，低于JT/T 722-2008中的技术要求； A提供的水性环氧中间漆的VOC含量低于C和B提供的。A、B、C提供的水性环氧中间漆所测试的项目除“不挥发物含量”外，其它的检验结果均满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”及《G4216仁沐高速犍为跨岷江特大桥》项目相关设计要求。

2.4 水性聚氨酯面漆性能测试

A、B、C提供的水性聚氨酯面漆的性能检验结果如表5所示。从表5可以看出，A、B、C提供的水性聚氨酯面漆的性能差别不大， A、B、C提供的水性聚氨酯面

表4 水性环氧中间漆的性能检验结果

漆所测试的项目检验结果均满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”及《G4216仁沐高速犍为跨岷江特大桥》项目相关设计要求。

表5 水性聚氨酯面漆的性能检验结果

2.5 配套体系涂层性能测试

配套体系涂层耐盐雾性能测试结果如表6所示。配套体系涂层的耐人工加速老化性能测试结果如表7所示。配套体系涂层的耐液体介质性能测试结果如表8所示。配套体系涂层的耐循环老化性能测试结果如表9所示。

表6 配套体系涂层的耐盐雾性能测试结果

表7 配套体系涂层的耐人工加速老化性能测试结果

表8 配套体系涂层的耐液体介质性能测试结果

表9 配套体系涂层的耐循环老化性能测试结果

从表6、7、8、9可以得出如下观点：

(1)A和B提供的配套涂层体系的性能满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”中对配套体系在C3、C4环境条件下防腐寿命为15～25 a的指标技术要求，且满足《G4216线仁寿经沐川至屏山新市(含马边支线)段高速公路─犍为岷江特大桥工程》设计要求。

(2)A和B提供的配套涂层体系的性能满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”中对配套体系在C5 - Ⅰ、C5 - M环境条件下防腐寿命为10～15 a的性能指标技术要求。

(3)B提供的配套涂层体系的耐循环老化性能满足ISO 12944.6-2018“色漆和清漆 防腐涂料体系对钢结构防腐蚀保护 实验室测定方法”中对配套体系在腐蚀级别C4环境条件下试验模式2的相关技术要求；满足ISO 12944.9-2018“色漆和清漆 防腐涂料体系对钢结构防腐蚀保护 海上建筑及相关结构用防护涂料体系和实验室测定方法”中对配套体系在腐蚀环境级别为CX(离岸)条件下的相关技术要求。

(4)C提供的配套涂层体系的性能不满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”中对配套体系在C4环境条件下的耐人工加速老化性能指标的技术要求；A提供的配套涂层体系的耐循环老化性能及老化后涂层附着性能不满足ISO 12944.6-2018“色漆和清漆 防腐涂料体系对钢结构防腐蚀保护 实验室测定方法”中对配套体系在腐蚀级别C4环境条件下试验模式2的相关技术要求。

3 结 语

(1)目前水性工业涂料的防腐性能在技术上能满足JT/T 722-2008“公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件”中C4环境条件下各项目性能指标技术要求，部分水性涂料还可以满足C5 - Ⅰ、C5 - M腐蚀级别条件下对桥梁钢结构涂层的性能要求；性能较优的水性涂料还可以满足CX(离岸)腐蚀环境级别条件下对海上建筑及相关结构用防护涂料体系的性能要求。

(2)市场上水性工业漆产品性能良莠不齐。“三分涂料，七分施工”，推进水性涂料在桥梁防腐中的应用，需要涂料供应商和钢结构厂家协同提高水性涂料涂装的适应性和涂装工艺水平。