國際標準組織(ISO)整合各國規範與實務經驗,針對鋼構造防蝕塗裝系統,訂定了一個標準ISO12944〔1〕。規範共分成八個部分(12944-1~12944-8):總則(-1)、環境分類(-2)、設計考量(-3)、表面類型及表面處理(-4)、保護塗料系統(-5)、實驗室性能測試方法(-6)、塗裝工程的施作與管理(-7)、新建與維護作業說明書之制定(-8)。這八個部分中,以第五部分保護塗料系統,收集各種塗料系統,整理成表格的方式,提供大家可用直接查表的方式,來決定膜厚,相當簡便。
表中防蝕的主要參數有:造成腐蝕的環境、防蝕的年限,油漆種類和膜厚等。其中大氣腐蝕環境分類,根據12944-2表1(如附表1),共分C1~C4及C5-I,C5-M共六種大氣環境;另外還有三種浸蝕的環境,分別是淡水(Im1)、海水或鹹水(Im2)、以及土壤中(Im3)。不過在油漆系統的選擇表上,規範對於這三種環境,尚未做特別的區別,在系統上僅單一的表格。可能這種塗料,一般比較特別,使用時其塗裝方式,仍應以參考生產廠家的說明書為主。至於防蝕的年限,L代表低,年限為2~5年;M為中,5~15年;H為高,達到15年以上。前述防蝕年限,指的是油漆塗裝後到預計需要第一次修補的時間;與合約上的保固年限,意義上是不同的。
根據ISO12944-5附錄A,表格共有A.1~A.8等八個表格。
表格編號 |
表格內容 |
A.1 |
A.2~A.5表格的總整理 |
A.2 |
C2環境下適合的油漆種類與膜厚 (C1膜厚參照C2) |
A.3 |
C3環境下適合的油漆種類與膜厚 |
A.4 |
C4環境下適合的油漆種類與膜厚 |
A.5 |
C5-I,C5-M環境下適合的油漆種類與膜厚 |
A.6 |
Im1~Im3環境下適合的油漆種類與膜厚 |
A.7 |
熱浸鍍鋅在C2~C5I,C5-M的油漆種類與膜厚 |
A.8 |
熱熔射在C4,C5I,C5-M的油漆種類與膜厚 |
ISO12944-5附錄A.1及A.7,A.8表,節錄如表2~4。由各表中來看,基本上仍以面漆做分別,然後根據不同的底漆、膜厚與道數,而有不同的防蝕等級。為了方便起見,甚至可以直接在設計說明上指定。例如ISO12944-5/A7.07代表在熱浸鍍鋅的表面,採用一道80μm的壓克力底漆,及一道壓克力面漆,共兩道,總膜厚為160μm,可在C3環境下,達到高度防蝕年限的效果。
在油漆時所有構件的角隅,都要做倒角處理。因為除了尖角容易磨損外,尖角處油漆,兩個面兩個方向的的表面張力相拉,會使尖角處的膜厚度變得很薄,成為防蝕的弱點(如圖1)。此外在設計上,ISO建議不連續銲及點銲,只能用於『腐蝕的風險可以被忽略的地方』。狹窄通道、看不見的縫隙、和重疊連接處,都會因濕氣和汙染物的滯留,成為腐蝕發生的潛在部位(如圖2)。暴露在表面濕氣環境的開口箱體和空心構件,需要設計排水口和採取有效防腐蝕措施。
除非另有規定,油漆膜厚量測時,單點乾膜厚度必須大於指定(設計)乾膜厚度的80%,總平均膜厚必須大於指定乾膜厚度。這與國內施工規範〔2〕規定相同。另外建議,最大乾膜厚度不可高於指定乾膜厚度的三倍(國內規定若有規定時為上限值之120%)。
土木工程師對於防蝕塗裝一般都極為陌生,但在鋼結構設計的時候,又常面臨必須要指定塗裝系統的窘境。雖然翻遍國內設計與施工規範,似乎也沒有可以做為指引的東西,因此介紹這篇塗裝的國際規範,大家有需要時可以參閱。
參考文獻
﹝1﹞「Paints and varnishes—Corrosion protection of steel structures by protective paint systems」ISO 12944,2007.
﹝2﹞鋼構造建築物鋼結構施工規範(96年)。內政部。
表1 大氣腐蝕分類和典型環境說明
腐蝕 分類 |
單位面積重量/厚度損失(1年暴露) |
溫帶氣候下典型環境例 |
||||
低碳鋼 |
鋅板 |
外部 |
內部 |
|||
質量損失 g/m2 |
厚度損失 μm |
質量損失 g/m2 |
厚度損失 μm |
|||
C1 非常低 |
≦10 |
≦1.3 |
≦0.7 |
≦0.1 |
— |
乾淨的空氣與熱的建築物內部,如辦公室 |
C2 低 |
>100~200 |
>1.3~2.5 |
>0.7~5 |
>0.1~0.7 |
低汙染的大氣,鄉村地區 |
不會熱的建築物,冷凝水發生,如庫房、體育館 |
C3 中 |
>200~400 |
>25~50 |
>5~15 |
>0.7~2.1 |
都市和工業大氣,中等的二氧化硫汙染以及低鹽度沿海地區 |
高濕度和有些空氣汙染的廠房內,如洗衣場、酒廠 |
C4 高 |
>400~650 |
>50~80 |
>15~30 |
>2.1~4.2 |
工業區和中等鹽度的沿海地區 |
化工廠、游泳池、沿海造船廠 |
C5-I 工業 |
>650~1500 |
>80~200 |
>30~60 |
>4.2~8.4 |
高濕度和惡劣大氣的工業區域 |
冷凝和高汙染持續發生的建築 |
C5-M 海洋 |
>650~1500 |
>80~200 |
>30~60 |
>4.2~8.4 |
高含鹽度的沿海和海上區域 |
冷凝和高汙染持續發生的建築 |
表2 低合金鋼的塗裝系統(ISO 12944-5表A.1略)
編號 |
底漆 |
其他層漆 |
總塗裝 |
耐久性 |
||||||||||||||||
黏著劑 |
顏料 |
道數 |
膜厚μm |
黏著劑 |
道數 |
膜厚μm |
C3 |
C4 |
C5-I |
C5-M |
||||||||||
L |
M |
H |
L |
M |
H |
L |
M |
H |
L |
M |
H |
|||||||||
A1.3 |
AK |
其他 |
1-2 |
80 |
AK |
2-3 |
120 |
|||||||||||||
A1.4 |
AK |
其他 |
1-2 |
80 |
AK |
2-4 |
160 |
|||||||||||||
A1.5 |
AK |
其他 |
1-2 |
80 |
AK |
3-5 |
200 |
|||||||||||||
A1.6 |
EP |
其他 |
1 |
160 |
AY |
2 |
200 |
|||||||||||||
A1.7 |
AK,AY,CR,PVC |
其他 |
1-2 |
80 |
AY,CR,PVC |
2-4 |
160 |
|||||||||||||
A1.8 |
EP,PUR,ESI |
富鋅 |
1 |
60 |
AY,CR,PVC |
2-3 |
160 |
|||||||||||||
A1.9 |
AK,AY,CR,PVC |
其他 |
1-2 |
80 |
AY,CR,PVC |
3-5 |
200 |
|||||||||||||
A1.10 |
EP,PUR |
其他 |
1-2 |
120 |
AY,CR,PVC |
3-4 |
200 |
|||||||||||||
A1.11 |
EP,PUR,ESI |
富鋅 |
1 |
60 |
AY,CR,PVC |
2-4 |
200 |
|||||||||||||
A1.12 |
AK,AY,CR,PVC |
其他 |
1-2 |
80 |
AY,CR,PVC |
3-5 |
240 |
|||||||||||||
A1.13 |
EP,PUR,ESI |
富鋅 |
1 |
60 |
AY,CR,PVC |
3-4 |
240 |
|||||||||||||
A1.14 |
EP,PUR,ESI |
富鋅 |
1 |
60 |
AY,CR,PVC |
4-5 |
320 |
|||||||||||||
A1.15 |
EP |
其他 |
1-2 |
80 |
EP,PUR |
2-3 |
120 |
|||||||||||||
A1.16 |
EP |
其他 |
1-2 |
80 |
EP,PUR |
2-4 |
160 |
|||||||||||||
A1.17 |
EP,PUR,ESI |
富鋅 |
1 |
60 |
EP,PUR |
2-3 |
160 |
|||||||||||||
A1.18 |
EP |
其他 |
1-2 |
80 |
EP,PUR |
3-5 |
200 |
|||||||||||||
A1.19 |
EP,PUR,ESI |
富鋅 |
1 |
60 |
EP,PUR |
3-4 |
200 |
|||||||||||||
A1.20 |
EP,PUR,ESI |
富鋅 |
1 |
60 |
EP,PUR |
3-4 |
240 |
|||||||||||||
A1.21 |
EP |
其他 |
1-2 |
80 |
EP,PUR |
3-5 |
280 |
|||||||||||||
A1.22 |
EP,PUR |
其他 |
1 |
150 |
EP,PUR |
2 |
300 |
|||||||||||||
A1.23 |
EP,PUR,ESI |
富鋅 |
1 |
60 |
EP,PUR |
3-4 |
320 |
|||||||||||||
A1.24 |
EP,PUR |
其他 |
1 |
80 |
EP,PUR |
3-4 |
320 |
|||||||||||||
A1.25 |
EP,PUR |
其他 |
1 |
250 |
EP,PUR |
2 |
500 |
|||||||||||||
A1.26 |
EP,PUR |
其他 |
1 |
400 |
— |
1 |
400 |
|||||||||||||
A1.27 |
EPC |
其他 |
1 |
100 |
EPC |
3 |
300 |
|||||||||||||
A1.28 |
EP,PUR |
富鋅 |
1 |
60 |
EPC |
3-4 |
400 |
|||||||||||||
黏著劑代號說明 AK=Alkyd醇酸樹脂 CR=Chlorinated rubber氯化橡膠 AY=Acrylic聚丙烯(壓克力) PVC=Poly(vinyl chloride)聚氯乙烯 |
EP=Epoxy環氧樹脂 ESI=Ethyle silicate矽酸乙酯(例:無機鋅粉)PUR=Polyurethane,aromatic or aliphatic聚氨酯,芳香族或脂肪族 EPC=Epoxy combination環氧樹脂化合物 |
其他說明:
|
表3 熱浸鍍鋅油漆塗裝系統(ISO 12944-5表A.7略)
系統編號 |
底漆 |
其他層漆 |
總塗裝 |
耐久性 |
||||||||||||||
黏著劑 |
道數 |
膜厚μm |
黏著劑 |
道數 |
膜厚μm |
C3 |
C4 |
C5-I |
C5-M |
|||||||||
L |
M |
H |
L |
M |
H |
L |
M |
H |
L |
M |
H |
|||||||
A7.01 |
— |
— |
— |
PVC |
1 |
80 |
||||||||||||
A7.02 |
PVC |
1 |
40 |
PVC |
2 |
120 |
||||||||||||
A7.03 |
PVC |
1 |
80 |
PVC |
2 |
160 |
||||||||||||
A7.04 |
PVC |
1 |
80 |
PVC |
3 |
240 |
||||||||||||
A7.05 |
— |
— |
— |
AY |
1 |
80 |
||||||||||||
A7.06 |
AY |
1 |
40 |
AY |
2 |
120 |
||||||||||||
A7.07 |
AY |
1 |
80 |
AY |
2 |
160 |
||||||||||||
A7.08 |
AY |
1 |
80 |
AY |
3 |
240 |
||||||||||||
A7.09 |
— |
— |
— |
EP,PUR |
1 |
80 |
||||||||||||
A7.10 |
EP,PUR |
1 |
60 |
EP,PUR |
2 |
120 |
||||||||||||
A7.11 |
EP,PUR |
1 |
80 |
EP,PUR |
2 |
160 |
||||||||||||
A7.12 |
EP,PUR |
1 |
80 |
EP,PUR |
3 |
240 |
||||||||||||
A7.13 |
EP,PUR |
1 |
80 |
EP,PUR |
3 |
320 |
||||||||||||
其他說明參照表1 防蝕年限指漆膜與鍍鋅底層的黏著 |
表4 熱熔射油漆塗裝系統(ISO 12944-5表A.8略)
編號 |
底漆 |
其他層漆 |
總塗裝 |
耐久性 |
||||||||||||||||
黏著劑 |
道數 |
膜厚μm(註1) |
黏著劑 |
道數 |
膜厚μm |
C3 |
C4 |
C5-I |
C5-M |
|||||||||||
L |
M |
H |
L |
M |
H |
L |
M |
H |
L |
M |
H |
|||||||||
A8.01 |
EP,PUR |
1 |
NA |
EP,PUR |
2 |
180 |
||||||||||||||
A8.02 |
EP,PUR |
1 |
NA |
EP,PUR |
3 |
240 |
||||||||||||||
A8.03 |
EP |
1 |
NA |
EP,PUR |
3 |
450 |
||||||||||||||
A8.04 |
EP,PUR |
1 |
NA |
EP,PUR |
3 |
320 |
||||||||||||||
註: 1.封塗之表面分布較不均勻 2.其他參照表1 3.防蝕年限指漆膜與溶射底層的黏著 |
圖1 構件尖角處理示意
圖2 重疊處易造成防蝕的弱點
【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】
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