[科普中国]-波形钢板护栏

优点和缺点

目前，常用的高速公路防撞护栏多为镀锌钢板波形护栏，它具有外形美观，通透性好的优点，但同时也存在一些问题包括： 1、钢板易氧化生锈， 2、容易刮伤汽车， 3、生产成本比较高、4、较轻的冲击力容易造成护栏变形。1

施工工序装配整体式钢筋砼密肋板防撞护栏的施工程序如下：

（1） 按设计好的间距和深度打入钢管桩，钢管的深度和垂直度要满足设计要求；

（2） 绑扎立柱钢筋；

（3） 安装预制密肋板，为保证墙面的平整和美观，安装前在地面上要有标线。

（4） 绑扎盖梁钢筋；

（5） 最后通过浇注钢管砼、立柱和盖梁砼将整过防撞护栏连接成整体。 1

工艺流程镀铝前处理工艺的步骤①热水洗； 用温度为 60°～80°清水清洗钢材表面的泥土及污物1到2分钟。

②浓盐酸洗；在常温下（≥50℃），用浓盐酸稀释 20%～25%清除钢材表面锈及氧化物皮等污物 20 到 30 分钟 。

③水洗； 用清水（常温）洗 1 到 2 分钟；清除残留在钢材表面的酸液利于脱脂； 清水流动PH ≥4 。

④脱脂；用温度为 60°～80°脱脂剂清除钢材表面上的油脂及污物20 到 30 分钟；油漆等用机械方法除掉 。

⑤水洗；用清水（常温）清除钢材表面残留的碱类,利于二次酸洗 （1到 2分钟）； 清水流动 PH≤9 。

⑥浓盐酸洗；用 10%-24%浓盐酸常温下洗 10-20 分钟清除 钢材表面残留的锈及铁的氧化物 。

⑦稀盐酸洗；用 10%-12%稀盐酸常温下洗 4-6分钟再一次，清洗钢材表面,使其获得良好的镀层。

⑧水洗； 用清水（常温）洗 1 到 2分钟；清除残留在钢材表面的盐酸和铁盐

⑨助镀；用温度为 90°～95°助镀剂洗 40 到 45 分钟；活化钢材表面,提高镀覆能力。

热浸镀铝后的工艺流程工艺流程为：脱脂→除锈→预处理→盐浴→热浸铝→清洗→修正检验→包装出厂 。

①脱脂； 可采取低温加热脱脂、 碱液清洗脱脂或有机溶剂清洗脱脂等方法进行。本工艺采用碱洗脱脂方法,可以清除油脂、 蜡、 金属颗粒、 粉尘等。

②除锈； 可采取机械除锈或化学除锈方法进行。可采用酸洗除锈工艺,即用 6%～15%的硫酸溶液, 温度 60～80℃；或用 8%～12%盐酸溶液,温度 38～41℃。本工艺采用后者， 浸注 5min, 加适量缓蚀剂。

③预处理；经脱脂除锈并清洗干净的工件在进入铝浴之前必须进行预处理。其目的在于保护工件在酸洗后形成的活性表面,并在热浸镀时迅速裸露在铝浴中， 强烈地吸收铝原子。表面预处理的质量直接影响到镀铝层组织的连续性、 镀层厚度及外表质量。预处理的主要方法有水溶液法、 熔融盐法或气体法。本工艺采用水溶液法, 即采用水溶液或用工业盐酸加锌块配制。工件浸入液槽后,表面即析出 ZnCl2 晶体, 烘干后发亮,起到防锈作用。当工件进人铝液中时,受热分解、 挥发,恢复工件活性表面,保证镀铝质量。

④盐浴； 盐浴的关键技术是熔盐的配方和温度。文献中提出的熔剂配方很多,但目前对其作用原理的研究仍不够充分。实际生产中常 凭经验来选择盐类组合物的组成。我们经过多次试验选用的熔剂配方由 NaCl、 KCl、 ZnCl2、 NaF 组成。 这些卤化物盐类的配合主要是为了使混合盐的熔点降到镀铝温度以下,以确保熔盐在镀铝温度下有良好的流动性。镀铝时熔剂与熔 融铝发生反应形成界面活性产物, 如次氟化铝、金属钾、钠等, 前者以气泡形式排出,从而有利于从钢材表面清除氧化铁膜。

⑤热浸铝；热浸铝的主要工艺要素有铝浴化学成分、铝浴温度、 浸铝时间、 出炉冷却等。铝浴温度 为 730～780℃。

⑥清洗； 用低浓度的盐酸、 硝酸、 氢氟酸、 磷酸等混合液清洗工件表面，以实现对镀铝层的钝化、 上光等作业。

⑦检验；主要对工件镀层的厚度、硬度、显微组织、附着力、外观 以及盐雾、 耐热、 耐蚀恒温恒湿等环境适应性能进行检验,以保证产品质量。经过上述处理的护栏板再经各种检验方法检验合格后即为合格的护栏产品,即可运至高速公路施工现场进行安装。2

问题及处理方法(1)成品板板面上出现盐花

盐花出现的原因主要是在镀铝处理后, 附着在镀铝钢材表面的 熔盐未能及时清除,导致护栏板镀后在板面上出现如雪花状的盐花。解决办法就是恰当、合理的使用相应浓度的硝酸、氢氟酸混和溶液对护栏板进行合理时间的清洗,同时使护栏板在处理槽内串动,以达到一个良好的处理效果。

(2) 成品板板面出现积瘤、疤痕草地、 麻面

出现积瘤、 疤痕的原因主要有两个方面,一是镀铝前处理不净,使板面有锈、 氧化层等污物,致使板面厚度不一;二是镀铝槽内温度不稳定,槽底铝渣过多,造成板面铝层厚度不一致,出现疤痕等瑕疵。解决 办法是加强镀铝前处理工序,并在镀铝过程中及时清理镀槽,保证镀 槽温度及保持温度稳定,这样才能减少上述问题的出现。

(3) 成品板板面出现漏镀等缺陷

出现漏镀的原因就是在镀铝前处理的过程中处理不够彻底,即在脱脂及酸洗过程中处理的不够彻底,钢材表面残留油污、锈及氧化物等,导致镀铝过程中镀铝层与板材结合不够严密,出现镀层脱落或镀层没有附着上等现象发生。解决的办法就是在前出来过程中严格 把关,认真处理好每一个环节,各个步骤处理认真、彻底,这样才能保证成品护栏板的质量。2

缺陷形成及影响(1)锌渣粒子：镀层表面有时会出现微粒状的锌凸起,主要是锌和铁的合金产物。锌查是由于镀锌液中铁的含量过饱和而形成。没镀时析出的微小颗粒(锌铁合金)悬浮在锌液中,由镀件从镀液中带出，镶嵌在镀层中。此外，当镀液温度过高时,由于锌在镀液中的客解量增加，在镀层冷却过程中以锌渣的形式析出,也会形成锌粒。因此,为了获得平整光滑的镀层,必须严格控制镀液中锌的含量,当镀液中锌的含量过高时,必须更换镀液或降温处理并打捞锌渣,以防止锌粒过密。但由于镀锌工艺和控制成本等原因,存在少量锌粒是不可避免的固有现象。

(2) 镀层表面粗糙：当铁锌合金生成过多或不均匀时，就会造成表面粗糙。造成表面粗糙有工艺温度过高(大于475度),会使铁锌和材料的原因。合金形成迅速;浸镀时间过长,增加了铁锌扩散反应的机会；过酸洗,钢基体中的元素分布不均,使其在酸洗时因溶解速度不同或微电池作用面产生粗糙面。以上是由工艺引起的镀层粗糙,可通过调整工艺来改进。而由于选用的钢材表面粗糙不平,有锈蚀或明显的轧制条纹,镀锌后,其已有的表面粗糙也不会有改观;又或受钢材成份的影响,当碳元素超过0 25%.磷超过0.05%、锰超过1.3%所形成的镀层将与正常镀层不同。这些情况下，镀锌工艺只能做到有限的控制。

(3) 局部灰暗:镀锌温度过高,在镜锌水冷前，锌铁合金层迅速生长至表面或纯锌层氧化而形成局部灰暗。近年来,由于护栏钢材大多采用含硅量较高的钢材(如Q235),在浸镀时,超过一定含量的硅元素能加速合金层的生成,容易出现灰暗无光镀层。

(4) 白锈; 工程中常见于高温、湿热天气时期，局部呈现霉状白班,然后变黑。白锈形成的原因是当镀锌件表面没有自由流动的空气,并暴露于潮气中,镀层表面沾附的凝结水(或残留水份)与氧气、二氧化碳、硫化氢..二氧化硫、硫化物、烟灰颗粒以及其它的化学气体作用后,形成了-一种具有腐蚀性的水溶液而附着于镀层表面。这种具有电解液性质的水溶液与活泼的锌发生电化学腐蚀，从而产生粉末状的锈蚀产物一白锈。白锈的严重程度取决于残留(或凝结)水的成份和在所处环境中持续的时间。如果残留的水份中含有来自海水中的氯化物、来自工业环境的硫化物或来自镀锌操作中的助镀剂,都会提高水的电导率,而增大电池腐蚀作用。有白锈的护栏板给人以严重腐蚀的印象,其实是粉末状的腐蚀产物产生的假象,只需擦洗后经弱酸处理即可

(5)擦痕:护栏材料在运输和装卸过程中不可避免地会产生擦痕,从热浸镀锌的特性中,我们知道镀件从外到里为纯锌-锌铁合金-铁,颜色存有较大差异,擦伤以后对比明显,锌的阳极保护特性对护栏材料的轻微擦伤有保护作用,对擦痕,可采用富锌漆进行处理。

(6)结块及锌瘤、流痕:镀层的均匀度为镀件离开锌液时,由镀件带上来的镀液流落量所控制。当流落不畅快,就形成锌瘤。流痕的出现，是螺栓孔、折叠、接缝或其它可存锌的地方流落缓慢所引起的，这与镀件本身的结构有关。如果锌瘤成尖锐状,会伤害操作人员,要小心打磨。而在连接处出现多余的锌或锌查必须清除,直至不影响到安装牢固。在不妨碍使用的情况下，就不一定要处理。3