我国的桥梁建设进入高速发展时期,钢结构桥梁具有造型美观、施工快、长效环保等特性,在现代桥梁中越来越多的使用。但是钢材在环境的作用下,均会发生腐蚀,破坏桥梁的美观、耐久甚至是安全可靠性,造成经济和安全损失。
目前国内钢结构桥梁的防腐措施主要有镀层防护(镀锌、热喷锌和冷喷锌、热喷锌铝合金等)和重防腐涂料(环氧富锌漆、无机富锌漆等)等方式,都需要在20年左右进行大维护或重涂,部分小型桥梁一般10年左右就需要进行大的维护,桥梁中某些部位甚至无法维护,在腐蚀严重的环境中腐蚀控制困难,因此亟需一种高性能、全寿命防腐涂层,满足钢结构桥梁在100~120年应对恶劣、复杂的使用环境需求。
基于上述背景,江苏省交通工程建设局、华设设计集团股份有限公司牵头,联合东南大学、吉林大学以及江苏鑫能材料科技有限公司组成课题组,研制一种桥梁专用的特种防腐涂层——聚芳醚酮。聚芳醚酮(PAEK)防腐涂层是由聚芳醚酮树脂和填料组成的一种高性能涂料,它具有出色的防腐性能,硬度高、耐高温、耐磨、耐刮伤、电绝缘、施工过程绿色环保等优点,因其具有如此优异的综合性能,近年来对PAEK防腐涂层的研究呈逐渐增加的趋势,但目前还未见将PAEK防腐涂层应用到桥梁上的实例,主要是因为PAEK防腐涂层技术门槛较高,施工条件苛刻。
本课题组对聚芳醚酮(PAEK)总体技术方案的设计和现场试验研究,通过依托工程将PAEK防腐涂层应用到桥梁钢结构上,发挥聚芳醚酮重防腐涂层的性能优势。主要研究内容包括:PAEK原材料合成工艺、PAEK防腐涂层的制备工艺、施工工艺等研究。根据不同构件、不同环境、不同要求设计桥梁专用的聚芳醚酮重防腐涂料和施工工艺;通过PAEK涂层基本性能、长期性能和现场性能测试,综合评价PAEK防腐涂层的可行性,与现有标准涂层体系全方面的对比,分析其全生命周期成本,解决聚芳醚酮在桥梁领域应用遇到的技术难题,
这对课题组来说既是一个难题,又是一个机遇。本项目如成功研究,将会使PAEK防腐涂层的应用扩展至更多应用领域中,如桥梁钢中钢索、船体等,解决一直存在的防腐难题,给行业带来颠覆性改变,促进行业跨越式发展,带来巨大的经济和社会效益。