鋼橋麵鋪裝鋼板（bǎn）除（chú）鏽處理（lǐ）現（xiàn）場施工檢測方法探究

公（gōng）路工程鋼（gāng）橋麵鋪裝不同於普通混凝（níng）土橋麵鋪裝，它是一項工序（xù）繁雜、質量要求（qiú）更高的（de）施工項目，其性能主（zhǔ）要（yào）表現（xiàn）在優良的耐久性、結構的穩定性、對變形的適應性、對溫度的穩定性、對鋼橋麵板（bǎn）優良保護性（xìng）等。其中，對鋼橋麵（miàn）板的保護性直接影響橋麵鋪裝的耐久性和橋梁（liáng）結構的使用壽命。因此（cǐ），在鋼橋麵鋪裝中對鋼板進（jìn）行保（bǎo）護，提高其防腐能力是重中之重，而對鋼橋麵板除鏽處理的優劣直接影響防腐層處理的效果。

國內鋼橋麵鋪裝（zhuāng）的施工通常是依據重慶（qìng）交通科研設（shè）計院主編的《公路鋼箱（xiāng）梁橋麵鋪裝（zhuāng）設計與施工技術指南》（以下簡（jiǎn）稱《指南》），並結合施工圖設計來組織實施的。《指南》中涵蓋設計、材料、施工、質檢（jiǎn）與驗收及部分參（cān）數的試驗方法等內容，但對相應試驗方法的錄入並不詳盡。《指南》中對鋼橋麵板的除鏽、防鏽處（chù）理中所（suǒ）涉及的相關試驗方法並未詳細列舉，需要查閱其他相關標準。筆者借清雲（yún）高速（sù）公路西江特大橋鋼橋麵鋪裝施工過程中檢測驗收的（de）契機，進一步查閱相關資料，匯集（jí）多種檢測方法，理（lǐ）清其檢測原理，對相關鋼橋麵（miàn）板的除鏽、防鏽處理檢測方法進行（háng）係統歸納，以便於了解檢測目的，熟（shú）悉檢測原理，掌握（wò）檢測方法，提（tí）高檢測效率。

1 設（shè）計要求（qiú）

對試驗檢測來說，了解設計意圖、熟悉施工工藝、判明檢測目的與（yǔ）意義，並據此製定工作目標是尤其重要的。

清雲高速公路西江（jiāng）特（tè）大橋地處夏季炎熱（rè）、冬季潮濕的地區，暴雨、陣雨現象比較常見，在（zài）這種氣候條件下，水（shuǐ）分極易導致（zhì）鋼板鏽蝕，進麵會影響鋼箱梁的使用壽命，因此，加強橋麵鋪裝（zhuāng）對鋼（gāng）板的保護作用和防腐作用是工程成敗的關（guān）鍵所在（zài）。本項目按功能要求對橋麵鋪裝層（céng）進行了分層設計，其鋪裝（zhuāng）結構（gòu）如圖1所示，對鋼板的處理提出了明確的指標要求，其中鋼板處理後的上一（yī）個（gè）功能（néng）層是防腐層，為了充分發揮防腐層的作用，就（jiù）需要做好鋼橋麵板的（de）除鏽處理。

2 鋼橋麵（miàn）板除鏽（xiù）處理（lǐ）試驗檢測

2.1 清潔度

在鋼材（cái）防腐中，清（qīng）除鋼材（cái）表麵的附著（zhe）物（wù）或生成物是重中之重，是提（tí）高鋼材基底表麵與（yǔ）防腐層附著力（lì）的關鍵，若清潔（jié）不徹底，不僅會（huì）嚴重影響防腐層的附（fù）著（zhe）力，而且會形成（chéng）防腐層下的腐蝕現象，造成防腐層過早剝離（lí），從（cóng）而使（shǐ）其失效，因此（cǐ）需要嚴格控製清潔度等級。

《指南》中要求鋼板（bǎn）清潔度（dù）應達到《塗覆塗料前鋼材表麵處理 表麵清潔（jié）度的目視評定 第1部分：未塗覆過的鋼材（cái）表麵和全麵（miàn）清除原有塗層後（hòu）的鋼材表麵的（de）鏽蝕等級和處理等級》（GB/T 8923.1—2011）中Sa2.5級①，采用比對樣板照片的方法進行（háng）評定;檢查鋼板表麵時需要在良好的散射日光下或在照度相當的人工照明條件下進行，並且應憑借（jiè）正常視力，將鋼板表麵與每一（yī）張樣片進行比較，樣片應盡量靠（kào）近待測麵，並與待（dài）測麵置於同一平麵上。評定鏽蝕等級時，應記錄最差的等（děng）級作為評（píng）定結果（guǒ）;同時，由於存在較多的影響（xiǎng）因素，因此需要按相似相近原則處理[1]。評定處理等級時應注意以下幾個影響因素：①照明不均勻、表麵不平整、鏽蝕程度不同會造成表麵粗糙度有差異;②因噴射（shè）丸砂衝擊鋼板表（biǎo）麵的角度不同麵導致光線在除鏽表麵反射（shè）不同，造成表麵色調有差異;③對於鋼板表麵有塗覆過的鋼材，在評定表麵處理等級時（shí），僅可根據鋼材表麵點蝕程度選用帶有鏽蝕等（děng）級C或D的樣片;④為（wéi）更準確、更容易地評定清潔度，有必要在噴射處理前先進行鋼板鏽蝕程（chéng）度的等級評定（dìng），然後再根據其鏽（xiù）蝕等級來選用對（duì）應A、B、C、D清潔度等級樣片②。

2.2 粗糙度（[Rz]）

2.2.1 粗糙度分析。粗糙度（[Rz]）是指取樣長度[L]內粗糙麵峰穀最大高度[2]，即粗糙輪廓峰頂與穀（gǔ）底之間的（de）距離（見圖2）。本研究利用“仿形（xíng）法”來（lái）測量鋼板噴砂、拋（pāo）丸後的表麵粗糙度（[Rz]）。對於防腐層而言，表麵粗（cū）糙（cāo）度同樣會嚴重影響防腐層與鋼材表麵的黏（nián）結力，一個合適的粗糙（cāo）度可以增加（jiā）鋼材比表麵積，使防腐（fǔ）層黏結麵增（zēng）大，表麵粗糙輪廓波穀內嵌入的防腐層會增加其徑向和切向的摩擦力（lì），從而增加防腐層與鋼材表麵的黏結力。但是，過大的粗（cū）糙度不僅會浪費塗料，而且可能在表麵粗糙（cāo）輪廓（kuò）波穀（gǔ）處截留空氣，在波峰處還（hái）可能（néng）會出現刺破防腐層的（de）現象，進而破壞防腐（fǔ）層的完（wán）整性，導（dǎo）致鋼材鏽蝕[3]。

2.2.2 測試步驟（拓片仿形法）[4]。①用毛（máo）刷（shuā）掃除鋼板表麵的灰塵和殘餘噴砂磨料;②目測評估鋼板表麵（miàn）粗糙度（dù），選擇適當的複製膠帶（每種膠帶在其測量範圍的中間部位，測量數（shù）據最精確（què），超出測量範圍的測量值是不可靠的）;③從Testex複製膠（jiāo）帶盒裏（lǐ）抽出一條複製膠帶，揭掉背麵的貼紙;④將複製膠帶粘貼（tiē）在噴過砂、沒有（yǒu）灰塵殘（cán）餘的金屬表麵;⑤用成套工具裏麵配置的研磨棒研磨複製（zhì）膠帶的白（bái）色圓圈的海綿泡沫，直至（zhì）圓圈裏的海綿泡沫完全變成均勻的灰色;⑥調整粗糙度儀（千分（fèn）尺）讀數至-50 μm（根據不（bú）同規格粗（cū）糙度儀調整，如圖3和圖4所示的儀器可調（diào）整讀數為150時即為-50 μm，既複製膠帶本（běn）身不可壓縮的厚度，也可以實測其不可壓縮的實際厚（hòu）度）;⑦從鋼板表（biǎo）麵輕輕取下複製膠帶，將變色的圓（yuán）形海綿（mián）泡沫部位放在（zài）千（qiān）分尺的砧板上測量（liàng）膠帶的厚度並記錄表麵粗糙度讀數;⑧在複製膠帶上記錄實際鋼板表麵粗糙度，並（bìng）把複製膠帶粘貼在質量檢驗記錄上。

2.2.3 注意事項。在試（shì）驗過程中，應注重以下相關事項。

第一，由於Testex複製膠帶的海綿泡沫在60 ℃以（yǐ）上時可能會軟化，導致檢測結果不準確，因此，在檢驗前建議進行不同（tóng）溫度下標準塊粗糙度（dù）的測試，經多次測試後確定其（qí）有效使用溫度，建議使用時鋼板及環（huán）境溫（wēn）度不超過65 ℃。

第二（èr），通常采用一次測（cè）得值（zhí）作為測試（shì）結果（guǒ），但（dàn）如（rú）果使用（yòng）Coarse或X-Coarse複製膠帶所得的測（cè）量值為38～64 μm，則需要再做第二次測試;用另外型號複製膠帶對同一部（bù）位進行二次測量，如果（guǒ）兩次測量值（zhí）都在上述範圍內，取兩次（cì）測量值之平均值作為粗（cū）糙度，如果使用任一型號複製膠帶所得（dé）測量（liàng）值不在此範圍之（zhī）內，則（zé）應使用（yòng）第二次測得（dé）的值，即不用計算平均值（zhí）。

第三，一般情況下，要求鋼橋麵鋪裝（zhuāng）鋼板噴砂處理的粗糙度在80 μm以上，X-Coarse規格可以檢測的範圍為64～147 μm，因此一般隻需要配備X-Coarse規（guī）格即可。

2.3 鋼板表麵水溶性（xìng）鹽分含量檢測

2.3.1 檢測方法概述。根據鋼材鏽蝕作用機理，鋼材的鏽蝕可分為化學鏽蝕、電化學鏽蝕（shí）和生物腐蝕三種。其中，電化學鏽蝕是鋼材鏽蝕的最主要形式，一些鹵素離子，特別是氯離子能破壞鋼材表麵原有的氧化保護膜，當（dāng）形成銅、鋅原電池的鋼材表麵可溶性（xìng）的氯化物接觸到水和氧氣時，就會生鏽腐蝕並促進鏽蝕反應，使（shǐ）鏽（xiù）蝕（shí）迅速發展。因此，為（wéi）防止鏽蝕的產生，嚴格（gé）控製鋼板表（biǎo）麵的氯化物含量就顯得尤其重要。

按照《指南》中要求，在噴砂除鏽（xiù）時需用ISO 8502-9的標準測定氯化物含量，但根據筆者查閱相關規（guī）範，該標準中的方法對應著《覆（fù）塗料前鋼材表麵處理（lǐ） 表麵（miàn）清潔度的評定試（shì）驗 第9部分：水溶性（xìng）鹽的現場電導率測定》（GB/T 18570.9—2005）檢測方法，此方法是用“Bresle鹽分貼片”提取鋼板表麵水溶性（xìng）鹽，主要是氯化物（wù）和硫酸鹽的總表麵濃度的現場評定方法，而非單獨的氯化物的表（biǎo）麵濃度。

《指南》要求鋼板表（biǎo）麵水溶（róng）性鹽含量現場檢測采用兩種方法，分（fèn）別為“Bresle鹽分貼片法”和“ISO 8502-1鐵氰化鉀試紙法”（ISO 8502-1標準為“2，2′-聯吡啶（dìng）試紙法”檢測水溶性鐵離（lí）子，《指南》中要求以“鐵（tiě）氰化鉀試紙”替代“2，2′-聯吡（bǐ）啶試紙”來進行測試;鐵氰化鉀與酚酞混合可（kě）得到鐵鏽指示劑，遇到亞鐵離子會變藍（滕氏藍），可用於檢測金屬的鏽蝕程度）。對於（yú）輕度腐蝕、表麵較平整、易於粘貼的鋼板（bǎn）表麵（miàn）可采用“Bresle鹽分貼片法”;對於重度腐蝕或者起鱗（lín）的鋼板表麵（miàn）不適用（yòng）於（yú）“Bresle鹽分貼片法”。這主要是（shì）因為鹽分（fèn）貼不易粘貼，易滲漏;鹽分會藏在重度鏽蝕和鱗片下麵，不能有效（xiào）地溶解和提取鹽分，測得結果會偏小。

2.3.2 Bresle鹽分貼（tiē）片法試驗設備及（jí）材料。電導率儀（見圖5）及Bresle鹽分貼片（見圖6）、注射（shè）器（可選5 mL規（guī）格，要求最大容積8 mL，最大針頭直徑1 mm，最大針頭長度50 mm）、秒表、50 mL燒杯（bēi）、蒸餾水、橡膠手（shǒu）套等。

2.3.3 Bresle鹽分貼片法操作步驟。Bresle鹽分貼片法操作步驟主要（yào）有以下兩步[5]。

第一步，空白試驗（以消除燒杯、注射器和電極上的外來雜質對檢測（cè）結果的影響）。①根據（jù）電導率儀規格型號取10～20 mL蒸餾水（[V]）倒入燒杯（為便於計（jì）算，通常取10 mL或20 mL）;②用注射器（qì）從燒杯（bēi）中抽滿水（shuǐ），再（zài）排注回燒杯（bēi）中;③將電導率儀探頭完全（quán）浸入燒杯中，緩緩攪（jiǎo）動，記錄下電（diàn）導率（[γ0]）。

第二步，鋼（gāng）板表麵鹽分提取及結果計算。

①取一Bresle鹽分貼片[規（guī）格A-1250，截麵（miàn）大小為（wéi）（1 250±13） mm2]，去掉外麵的保護紙和（hé）中間的泡（pào）沫填料。

②壓下帶膠的（de）邊（biān）框粘貼到測試表麵，裏麵的空氣量要盡（jìn）可能地少。

③確認鹽分貼片已經牢固地粘貼在表麵，在燒杯中抽取（qǔ）3～5 mL的水（約為燒杯內水量的1/4）。

④在鹽分貼片邊緣，以30°角把注射器針筒插入測試部位，如難以（yǐ）進入測試部位，可以把針頭彎曲一下再注水（shuǐ）刺入測試部位充分浸潤表麵。

⑤不斷按壓Bresle片表麵10～15 s，使蒸餾水和測試表麵得到充分接觸，等待1 min後抽取（qǔ）溶（róng）液回到針筒裏，以使表麵可溶性鹽類得到充分溶解。

⑥不（bú）要把針從鹽分貼片中抽出，在空格內反複地抽取和注射溶液，一共進行10個循（xún）環[《塗覆塗料前鋼材表麵處理 表麵清潔度的評定試驗 第6部分：可溶性雜質的取樣 Bresle法》（GB/T 18570.6-2011）中要求為4個循環，這時可以提取（qǔ）到超過95%的鹽分（fèn），為盡可能地將鋼板表麵可（kě）溶性鹽類充分溶解，建議做10個循環，這樣可以有效地（dì）提取接近於100%的表麵可溶性（xìng）鹽分]。

⑦在最後一（yī）個循環後，抽取回（huí）收盡可能多的溶液到玻璃燒（shāo）杯中，這樣（yàng）恢（huī）複其水量到接近原來的容量（[V]）。

⑧將電導率（lǜ）儀探（tàn）頭完全浸入燒杯（bēi）中，緩緩（huǎn）攪動（dòng），記錄下電導率[γ1]。

⑨鋼板表麵氯化物含量結果（guǒ）整理：

2.3.4 注意事項（xiàng）。第一，注意電導率單位的轉換，有的電導率（lǜ）儀（yí）測量結果單位可（kě）能是μS/m或μS/cm，而1 mS/m=100 μS/m=10 μS/cm。《覆塗料前（qián）鋼材表麵處理 表麵清潔度的評定試驗 第9部分：水溶性鹽的現場電（diàn）導率（lǜ）測定》（GB/T 18570.9—2005）中（zhōng）給出的計算公式測得值單位為kg/m2，與《指（zhǐ）南》中給出規定值的單位不一致，計算（suàn）時也比較煩瑣，這裏將計算結果的單位與（yǔ）《指南》統一，以便於比較。第二，在提取鹽（yán）分的注射（shè）和抽取（qǔ）過程中，不能有溶（róng）液的損（sǔn）失，如果有損失或溢出，必須在另選一點重新檢測。第三，如果總鹽含量檢測結果超出標準值要求，在排除檢測方（fāng）法（fǎ）及除鏽處理（lǐ）不徹底的問題後（hòu），需要對噴砂磨料進行（háng）鹽（yán）分檢（jiǎn）測，優選更換或清潔噴砂（shā）磨料，以免噴砂磨料中過多的雜質影響（xiǎng）鋼板表麵鹽分含量。