悬索桥、斜拉桥和拱吊桥等是目前应用较多的现代大跨度桥梁结构，随着技术进步和经济发展，钢结构已经大量地应用于桥梁工程，桥梁钢塔、钢箱梁、钢桁梁、钢拱、桥梁缆索 ( 斜拉索、主缆索股、吊索等 ) 系统等大量使用在悬索桥、斜拉桥和拱吊桥上，而且是桥梁的主要承重结构。由于桥梁处在跨越江河湖海的自然环境下，长期暴露在风雨、潮湿和被污染的环境中，而且承受动载和静载。既有“应力腐蚀”、“疲劳腐蚀”，又有“金属腐蚀”，桥梁钢结构件很容易遭受腐蚀破坏，一旦这些钢结构系统发生腐蚀破坏，后果是不可想象的。国内外都有钢结构破坏失效的实例，在桥梁领域，由于钢结构系统破坏失效引起的安全事故和经济上的损失是非常惨重的。为了保证桥梁的安全，必须对桥梁钢结构系统进行防腐保护。目前主要是通过多层次涂料涂装进行腐蚀防护，利用各涂层的装饰作用、屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用，实现对桥梁钢结构的底层钢材的长效防腐装饰。随着现代工业的发展，目前环氧树脂涂料、聚氨酯涂料、工程聚硅氧烷涂料、富锌漆和玻璃鳞片涂料以及聚脲涂料等重防腐涂料已逐步开发并广泛应用于桥梁钢结构防护系统。近年来氟树脂材料的开发应用为桥梁钢结构实施新型长效防护系统提供了新的技术和材料。
1 氟涂料及特点
1 ． 1 氟树脂
氟树脂品种繁多，性能优异，已成为现代工业中许多关键技术不可或缺酌材料。氟树脂主要包括聚四氟乙烯 (PTFE) 、热塑性聚偏二氟乙烯 (PVDF) 、可熔性聚四氟乙烯 (PPA) 、聚：四氟乙烯―乙烯、聚三氟氯乙烯 (PTFCE) 及聚氟乙烯 (PVF) 等品种。
氟树脂具有优异的耐高低温性能、电绝缘性、耐候性、耐摩擦性、化学稳定性以及润滑性等。氟的透氧系数极低，能防止底材的锈蚀，因而特别适合于对金属材质的保护涂装。氟原子活性很大，是所有元素中电负性最高的元素，其分子内价键非常牢固，可以抵抗导致材质劣化的紫外线对分子结构的破坏。氟元素是一种反应活性极高的元素，一旦与其他元素结合，就会成为耐热、耐化学品腐蚀的具有“高度安全性能”的化合物。以前氟树脂材料的应用曾受到开发和应用技术的制约，随着工业和科学技术的发展进步，现在从生产技术上看，含氟聚合物基础原料的氟化技术已较为完善，其中包括元素氟化技术、氟化金属氟化剂的氟化技术、无水氟化氢在催化剂存在下的氟化技术等，已经达到了工业化生产的规模。近年来新研制开发的一系列氟树脂材料，由于其所具有的耐腐蚀性和耐候性等特点，以不同形式广泛应用在各个领域。新研制开发的一系列常温固化型氟树脂涂料既能保持氟树脂所具有的耐腐蚀性和耐候性好的特性，还具有可溶于溶剂、透明、光泽性好、硬度高、可室温固化及与颜料相容性好等优点，操作使用非常方便。
1 ． 2 氟碳涂料
氟碳涂料是应用较多的含氟涂料，氟碳涂料是在氟树脂 (PVDF) 的基础上经改性、加工而成的一种新型涂料。氟碳涂料中氟离子的电负性极高，可以抵抗紫外线对分子结构的破坏，有极好的光泽、柔韧性、附着性和抗冲击性，具有良好的耐酸、碱等化学药品性、耐溶剂性、耐紫外线及耐候性，可在恶劣环境中使用。通过多层次涂装，利用涂层的装饰作用、屏蔽作用、缓蚀作用和阴极保护作用，可以达到数十年的防腐涂装效果。氟碳涂料有极其优异的使用性能，其性能指标是目前涂料界最高水平。常温固化技术的开发应用，使氟碳涂料能广泛应用于几乎所有材料表面，氟碳涂料涂层在― 40 ～ 150 ℃范围均可使用。氟碳涂料可以采用喷涂、辊涂、刷涂等方式涂装，施工较为方便。同时氟碳涂层还具有润滑表面、接触角小、表面能低、抗污染性强、容易清洗的特点。此外，氟碳涂料的涂层寿命长，涂装一次可以维持 10 ～ 20 年，即使重涂，也只需用水清洗表面，再涂装或修补面漆即可，维修工程简单。
工程中应用的常温固化氟碳涂料是采用高科技的含氟树脂加工改性而成的高性能涂料，涂料由配套的组分和稀释剂构成，所得涂层光滑，装饰性好，具有优异的耐候、耐酸、耐碱和耐盐雾腐蚀性。而且氟碳涂料色彩丰富、鲜艳，富于表现力，可以根据工程和环境需要配出不同的颜色。
2 氟树脂材料在桥梁钢结构中的应用
由于桥梁钢结构的重要性和后期维护困难等特点，一直采用重防腐涂装、特殊包覆密封等防护技术。各种先进的防腐新技术、新工艺、新材料在桥梁钢结构防护中有较好的市场前景和投资效益。所以近年氟树脂材料在桥梁钢结构中也得以广泛开发应用
( 见表 1) 。
表 1 氟树脂材料在桥梁钢结构中的应用
氟材料应用实例
热塑氟材料
斜拉索、吊索的热挤 PE （炭黑）保护层或 PE 外套的外层再加一层热挤 PVDF
氟材料胶带
含氟材料胶带缠包主缆或斜拉索、吊索索体的外层；对老化损坏的斜拉索、吊索的 热挤 PE （炭黑）保护层或 PE 外套的外层维修缠包 氟涂料
主缆传统涂料涂装的外层，表层涂含氟树脂材料；用于斜拉索、吊索 PE 外套老化
损坏的维修涂装；桥梁钢塔、钢箱梁、钢桁梁、钢拱的面层涂装；其他桥梁钢结构件的保护涂装
2 ． 1 氟树脂材料在桥梁缆索防护中的应用
氟树脂材料主要以热塑性聚偏二氟乙烯 (PVDF) 材料和含氟涂料的形式在桥梁缆索防护中应用。
利用 PVDF 材料的优良性能和特点，在斜拉索、吊，索的热挤 PE( 炭黑 ) 保护层
或 PE 外套的外层再热挤一层 PVDF ，可以大大提高和改善护套保护层的防护效果，还可以选择用户需要的外观颜色，延长使用寿命。应用专用的含氟材料缠包带缠包主缆或斜拉索、吊索索体的外层可以起到类似的防护作用，用这种含氟材料缠包带，还可对老化损坏的斜拉索、吊索的热挤 PK( 炭黑 ) 保护层或 PE 外套的外层重新缠包，这种处理方式已经应用，是一种简单有效的维护方法。
含氟树脂材料以涂料形式应用更简单、更方便，主缆通常应用传统的腻子缠丝加涂料涂装的防护方法，在主缆涂料涂装的外层，加涂一层含氟树脂材料，利用氟涂料的耐酸碱、耐紫外线、耐候性、抗腐蚀性优和摩擦系数小、憎油、憎水、抗粘、抗污染等优异性能，可以改善和增强防护效果，同时借助氟涂层表面润滑、不粘性、抗污染性强、容易清洗的特点，还可以减少维修和维护工程量。含氟涂料还可用于斜拉索维修涂装，上海某大桥于 1990 年建成使用，维护检查时发现斜拉索聚乙烯套管外壁经过 10 年的使用表面已经老化，可能造成防护失效，斜拉索和聚乙烯套管更换和维修困难，为此有关单位研制开发了桥梁斜拉索聚乙烯套管用含氟涂料、醇类复合化学清洗剂和硅氧烷偶联处理剂，对聚乙烯套管表面处理后，进行了斜拉索 PE 套管外壁的维修涂装防护，使斜拉索 PE 套管恢复防护保护功能。
2 ． 2 氟碳涂料在桥梁钢梁、钢塔防护中的应用
氟碳涂料具有良好的耐候性、耐盐雾性、耐腐蚀性、耐久性，在钢结构上采用氟碳涂料是较适宜的选择，因此在国外被广泛应用在跨海大桥的钢结构保护，近年国内在桥梁钢结构上也开始应用。
涂料涂装防护历来强调“三分涂料、七分涂装”，和其他重防腐涂装一样，氟涂料涂装系统要强调涂装工艺过程控制和质量管理。在推广应用氟涂料涂装的过程中要注意以下问题。①应对氟涂料的基本组成和性能以及涂装工艺技术进行全面了解，根据涂料的涂装要求选择和确定涂装工具。涂装前应检查所有涂料的品种、型号、规格是否符合技术要求和规定。涂料的实际用量与涂层的厚度、涂装时的损耗、涂装方法、被涂物表面的粗糙状况等有关，要考虑一定的涂料余量。②氟碳涂料一般是双组分反应型涂料。固化剂与涂料混合、搅拌均匀后，经过化学反应形成涂层。使用时必须根据需要配料，并充分搅拌均匀。稀释剂的使用根据不同的涂装方式有所不同，如果氟碳涂料组分混合比例错误，将会影响干燥性能和防腐性能。③注意施工的温度、湿度等环境条件。环境温度低于 5 ℃时，由于固化反应趋于停止，所以不能进行施工；环境温度在 30 ℃以上时，溶剂挥发很快，在无气喷涂条件下，涂料内的溶剂可能在喷枪与被涂物面之间大量挥发而形成千喷；湿度高于 85 ％时，容易产生针眼和气泡；当表面受到雨水或冰雪的影响时，不可进行涂装。④保证涂装涂膜厚度，膜厚的控制应遵守 2 个 80 ％的规定，即是 80 ％的测点应在规定膜厚以上，余下膜厚不足的部位，膜厚也应在要求膜厚值的 80 ％以上，否则，应补涂，以保证达到技术要求的防护膜厚标准。钢结构的边角、焊缝、切痕和结合部等特殊部位容易产生膜厚不足，要采取专门工艺保证涂装质量。⑤加强施工过程中的检查和控制，每道涂层在进行下一道涂层涂装之前，一定要确认是否达到了规定的涂装间隔时间，否则，就不能进行涂装。若涂层出现针孔、小泡等异常，会影响涂膜的防腐性能，要及时将原涂层小心打磨后重新涂装。氟涂料往往在漆膜表干和实干之后还不能使用，须待涂层完全固化以后，才能正式投人使用，以免影响涂层的防护效果。
随着技术经济的发展和社会进步，钢结构已成为现代大跨度桥梁的主要结构件，在桥梁领域，由于钢结构系统腐蚀破坏甚至失效引起的安全事故和经济上的损失是非常惨重的。为了保证桥梁的安全使用，必须对桥梁钢结构进行防腐保护。部分桥梁钢结构有与桥梁同寿命 (100 ～ 120 年 ) 的要求，有的钢结构虽然可以更换，但更换的代价是很大的，所以必须加强桥梁钢结构防护技术的研究。目前桥梁钢结构的腐蚀防护仍然是以涂料涂装为主，通过密封、填充的方式阻止和隔绝腐蚀源渗入钢结构的金属本体，以防止桥梁钢结构腐蚀破坏。
由于桥梁结构的特殊要求和重要性，氟涂料等新技术、新工艺、新材料在桥梁钢结构腐蚀防护中有极好的应用前景。目前已经用于桥梁缆索（斜拉索、主缆索股、吊索等）系统的外层防护和缆索系统外层老化损坏的修补；用于桥梁钢塔、钢箱梁、钢桁梁、钢拱的和其他钢结构的面层涂装防护。随着氟涂料防护系统新技术、新工艺、新材料的研究开发，在桥梁领域的应用会更加广泛。
氟涂料材料的选择直接影响防腐效果，同时氟涂料强调组分匹配使用和涂装系统匹配，一定要重视对相应涂装材料采供应的质量控制，不适当的涂装材料和匹配是达不到相应的防护效果的。另一方面，“三分涂料，七分涂装”，氟涂料对涂装系统配合和涂装工艺技术有一些特殊要求，必须重视涂装技术和工艺的开发研究，在涂料涂装实用中由于工艺或施工操作不当造成的问题比较多也比较严重，一定要重视涂装质量和施工质量控制，施工过程造成的缺陷、损伤和破坏要及时修补。为了真正体现出氟涂料涂装系统的优势和特点，要创造条件，让专业的氟涂料生产供应商，专业的涂装技术人员和质量检验控制人员参与桥梁钢结构防护涂装，使桥梁钢结构腐蚀防护技术跨上一个新台阶，延长桥梁的安全使用寿命。
