基于守旧涂层原料和涂装系统，尽管采用外洋着名涂料公司的原料或通过补充涂膜厚度的方式，已修成的钢布局桥梁，最高策画防护寿命凡是也不领先25年。而即将合龙的福厦高铁泉州湾跨海大桥，采用了自立改进的“石墨烯重防腐涂装系统”，将完毕30年超长防腐寿命的冲破。
宇宙首座跨海高铁大桥——策画行车速率为每小时350公里的福厦高铁泉州湾跨海大桥（以下简称泉州湾跨海高铁大桥），将于8月6日合龙。
大桥采用了贝壳形弧线桥塔，护栏策画为海浪形，寄意为“泉州行动福修省经济第一强市、古代海上丝绸之道的开始及当时的东方第一大港”，将正在21世纪海上丝绸之道的繁荣契机下，扬帆起航，重现海上商业和宇宙大港的光线。
“泉州湾跨海高铁大桥，改进采用了‘石墨烯重防腐涂装系统’，将完毕30年超长防腐寿命的冲破。”中邦铁修第四勘探策画院集团有限公司（以下简称铁四院）福厦高铁带领长李平卓说。据悉，目前邦内已修成桥梁的最长策画防护寿命，均正在25年以内。
处置海洋对大桥的侵蚀题目，是策画跨海大桥碰到的一大困难。材料显示，侵蚀是宇宙各邦工程修筑面对的协同题目。
中邦侵蚀与防护学会2014年的调研结果注明，宇宙各邦每年侵蚀本钱约占各邦邦内坐蓐总值的3%—5%，大于自然劫难、各样事件亏损的总和。我邦2014年侵蚀总本钱领先2万亿元，约占同年邦内坐蓐总值的3.34%。
“正在海洋情况中，众种成分导致工程兴办更易受侵蚀毁伤。”铁四院桥梁院总工程师厉爱邦说。
原本，正在滋润的气氛中，钢铁外面酿成的水膜，会熔解大气中的二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等气体，使水膜中含有必然量的氢离子，酿成含有电解质溶液的薄膜，恰与钢铁中的铁和少量的碳组成原电池。
“而海气中弥散的豪爽盐，又促使电子正在溶液中疾速转移，这种导电功用，加快了钢铁的侵蚀速率。”铁四院泉州湾跨海高铁大桥策画控制人曾甲华说。
按照我邦铁道和公道桥梁钢布局防腐涂装系统的现行规范，基于守旧涂层原料和涂装系统，尽管采用外洋着名涂料公司的原料或通过补充涂膜厚度的方式，已修成的钢布局桥梁，最好的策画防护寿命凡是也不领先25年。
泉州湾跨海高铁大桥钢梁全长800米，涂装面积约10万平方米。“采用目前宇宙最好的涂料和施工方式，15年支配就要进入维持阶段。”曾甲华告诉记者，他们的估计结果注明，按制价150元/平方米估计，100年内大桥需涂装7次（含通车后复涂6次），合计用度1.05亿元。
中铁二院策画团队认识到，泉州湾跨海高铁大桥策画规范为100年，务必找到一种新原料，完毕桥梁耐久防腐和删除维持的倾向。
正正在修筑的福厦高速铁道道公里/小时。“桥梁的长度占线道总长的三分之一，个中跨海大桥3座，从福州往厦门偏向，按序为湄洲湾、泉州湾、安海湾。”李平卓示意，个中泉州湾跨海高铁大桥全长20.3公里，主跨400米，为全线范围最大、难度最高的环节独揽性工程。
业内统计显示，因为邦内桥梁主体钢布局防腐涂装系统防腐年限凡是正在15年以内，局部隶属布局钢构件正在3—5年内即会显露涂装起泡剥落外象而需从头涂装。
“铁道干线及高速铁道具有运载量大、高速列车行车鳞集、天窗工夫短等特性，钢布局涂装维持（修补、拂拭、重涂）操作贫寒、本钱兴奋。”厉爱邦说，因而正在策画时须要斟酌删除对高铁桥梁的维持次数。
泉州湾跨海高铁大桥策画规范为100年，什么原料能抵达钢布局高防腐央浼？通过众方调研，策画团队把眼神瞄向了石墨烯。
“因为纳米级石墨烯的片层布局层层叠加、交叉陈设，用石墨烯改性防腐涂料，可正在涂层中酿成‘迷宫式’樊篱布局，组成一道樊篱阻隔。”厉爱邦说，这种樊篱布局不妨有用胁制侵蚀介质的浸润、渗入和扩散，降低涂层的物理阻隔性。同时，还可延迟侵蚀介质的渗入扩散旅途，从而降低涂层的抗渗入性和行使寿命。
早正在2016年，邦度已将石墨烯改性防腐涂料列入了“十三五”筹备以及工信部要点繁荣的新原料清单，行动要点研发项目起初大肆促进我邦石墨烯改性防腐涂料的繁荣。
近年来，行动我邦独一边向航空，从事航空进步原料操纵根蒂咨询、原料研制与操纵技艺咨询和工程化咨询的归纳性科研机构，中邦航空启发机集团北京航空原料咨询院（以下简称北京航材院）通过改进工艺，将石墨烯原料与热塑性特种工程树脂复合，研制出一系列复合原料，差别水准地巩固了树脂基体的耐热、抗侵蚀、耐磨损职能以及拉伸、弯曲、抨击等力学职能。
铁四院依托北京航材院等众家单元的咨询劳绩，立项“石墨烯重防腐涂装系统”，咨询其正在福厦高铁跨海大桥钢布局防腐技艺计划和工程的操纵可行性。
“‘石墨烯重防腐涂装系统’咨询历时两年众，展开了原料组分策画和系列侵蚀试验（耐盐雾性、耐人工加快老化性）等豪爽咨询做事。”厉爱邦说。
策画团队充满运用石墨烯原料，对守旧涂装系统举行改性，运用片状锌粉、石墨烯、片状云母的鳞片型涂层布局，大幅提拔了涂装系统的防腐防护职能。
这个“石墨烯重防腐涂装系统”的真容是什么？“是石墨烯纳米原料改性鳞片型醇溶无机富锌底漆和超耐候氟碳面漆。”厉爱邦评释道，耐盐雾职能检测试验申报注明，70微米底漆涂层的耐盐雾职能抵达1万小时以上，耐盐雾性为现有技艺及规范的5倍以上，耐人工加快老化性可达现有技艺的3倍以上。
仿真估计及试验注明，改进咨询的“石墨烯重防腐涂装系统”可完毕钢布局正在海洋侵蚀大气情况下30年及以上的超长命命耐久倾向。
“石墨烯重防腐涂装系统”将为跨海大桥修筑带来明显效益。以泉州湾跨海高铁大桥为例，曾甲华说，采用“石墨烯重防腐涂装系统”，服从30年的策画涂装寿命，100年内只需涂装4次，可俭朴投资45%以上，近5000万元。
专家以为，“石墨烯重防腐涂装系统”完毕了各样大气情况下长效防腐和性能化、轻量化及环保性的联合，较守旧重防腐涂料防腐职能降低3倍以上，是我邦自立学问产权的新一代重防腐涂料的繁荣偏向，并有助于粉碎外洋诸众涂料巨头对我邦80%重防腐涂料商场的垄断。
“目前，技艺团队已编制出《泉州湾跨海大桥、安海湾特大桥钢梁超长命命耐久防腐涂装系统技艺要求及验收规范》和《鳞片型锌粉底漆》等技艺规范。涂装系统也已操纵于泉州湾跨海高铁大桥、安海湾跨海大桥的钢布局，涵盖钢箱梁、钢桁梁和隶属钢构件（雕栏）等各样钢布局，并拟扩大操纵到广州至湛江高速铁道的桥梁钢布局。”厉爱邦说。
