石墨烯在钢结构桥梁上的应用

因钢结构桥梁具有结构轻巧、综合机械性能好、建设效率高等优点，在越来越多的基建项目中得以采用，国内绝大多数的钢桥全寿命都定为100年，随之而来的钢桥防腐也不得不受到重视。

最新版的《公路桥梁钢结构防腐涂料技术规范》JT/T722-2021中也将主体钢结构的防腐年限由08版的15～25年统一提高到30年，这对防腐材料的选择也提出了新的挑战，设计时应充分考虑各种腐蚀因素，采取更合适的油漆防腐方案，达到长效防腐、减少重涂次数、延长使用寿命的目的。

钢桥防腐体系设计原则及依据

防腐方案的设计思路一般是根据腐蚀环境或介质、表面处理条件的不同，并且按照防护年限要求及技术经济比较结果，最终确定涂料的品种及涂装厚度。

ISO12944标准――腐蚀定义和环境

防腐方案简析

防腐方案分类

以前钢桥防腐方案主要有老式富锌漆和“冷喷锌”两种。

老式富锌漆方案

富锌底漆具有一定的屏障功能，以前在很多工程作为钢结构、辅机和管道的底漆。但随着设计要求的提高，老式富锌漆防护周期较短，越来越难满足使用长年限的要求。如江西吉安钢拱桥，高海公路海口桥，当涂凌云桥等，在建成五六年后就重新维护刷漆，浪费大量人力物力，影响正常交通。

“冷喷锌”方案

“冷喷锌”其实是一种不太正确的习惯性叫法，是单组份涂料，没有固化剂参与漆膜成膜物的化学反应，仅靠5%的胶水类树脂将95%的锌粉粘附在钢构表面。所以“冷喷锌”的附着力很低，国标HG/T4845-2015里提到冷涂锌的附着力只有3兆帕(而常规富锌底漆或石墨烯涂料的国标都要求附着力达到6兆帕以上)

另外由于冷涂锌表面疏松多孔，很难与后续涂层完美匹配，所以冷涂锌的研发初衷只是为了小面积的修补热镀锌瑕疵，这一点也从国标里正规品名叫“冷涂锌”而得到佐证，小瑕疵的用毛刷“涂”一下比较方便，严格意义上的冷喷锌是另外一种工艺(用超音速300～1200m/s将1～50微米的锌粉高速撞击钢构，引起锌粉塑性变形而黏附在钢构表面)。冷涂锌涂料的易脱落和难匹配性已成为行业的一个痛点。

随着科技的进步，近年来钢结构防腐行业出现了纯烯锌 (一种高性能石墨烯涂料)

纯烯锌是一种双组份、低VOC、高固含、自干、厚浆型涂料，由改性树脂、锌粉、纯石墨烯、助剂、和稀料等组成，纯烯锌作为通用型长效底涂提供严重腐蚀环境下的材料表面防护。纯烯锌能降低腐蚀的影响并提供优异的防腐保护，石墨烯具有优异的导电性能，涂膜中含有石墨烯可以使锌粉之间导电加强，使涂层中的锌粉利用率达到极致。