一、前言

隨著我國經(jīng)濟30多年的高速發(fā)展，公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)日新月異，同時對交通安全也更加重視，人們對工程質(zhì)量的認識不斷提高，這就對交通安全設(shè)施材料提出了更高的要求。

波形梁鋼護欄是介于混凝土防撞護欄和纜索護欄之間的一種半剛性護欄，已廣泛應(yīng)用于高速公路的安全防護設(shè)施上，近年在地方公路上也已普及。由于護欄板長期暴露于大氣中、受到風(fēng)吹日曬、雨淋及汽車尾氣的腐蝕怍用。就要求護欄板應(yīng)有足夠的耐大氣腐蝕性。國際上初期的高速公路護欄板采用涂漆進行防腐蝕，后改為熱鍍鋅，而鋼材表面熱浸鍍鋁在我國是九十年代初開始在高速公路防撞安全設(shè)施上被廣泛采用的。熱浸鍍鋁鋼板材料具有鋼的強度、鋁的防腐性能，目前遼寧省內(nèi)高速公路的波形梁鋼板護欄大多采用此種工藝進行制作。

二、工藝原理分析

鋼的熱浸鍍鋁工藝主要有兩種，即森吉米爾法和熔劑法。前者又稱氧化還原法，主要適用于連續(xù)生產(chǎn)線。高速公路護攔板的熱浸鍍鋁主要采用熔劑法。

熔劑法熱浸鍍鋁技術(shù)，其特點是通過對工件的表面凈化處理和熔劑保護，以保證鋼板在進入鋁液后，利用金屬表面與鋁液的相互化學(xué)作用，形成性能優(yōu)良的鍍鋁層。其工作原理是當(dāng)將表面凈化處理、浸粘特殊熔劑的鋼板浸入鋁液中后，熔劑汽化蒸發(fā)，使鋁液接觸純凈的金屬表面，固態(tài)鐵與液態(tài)鋁之間發(fā) 生一系列化學(xué)作用，形成由鐵鋁化合物構(gòu)成的合金層和純鋁鍍層，從而有效地改善金屬性質(zhì)，形成性能優(yōu)良的波形梁護欄板。用熔劑法加工的高速公路熱 浸鍍鋁護攔表面呈銀白色金屬光澤，若再經(jīng)氧化著色處理，可顯永久的茶色、果綠色、棕色或黃色等多種色彩。該護攔年腐蝕率僅為0.5um，—般抗腐蝕壽命可達50年以上。

熔劑法熱浸鍍鋁工藝又分“一浴法”和“二浴法”。“一浴法”是將溶劑覆蓋在液態(tài)鋁表面，使工件穿透此溶劑層進入鋁液浸鋁的方法，“二浴法”是預(yù)先將工件表面浸粘溶劑層，再浸鋁的方法。前者工藝簡單，設(shè)備投資少，但對熔鹽的組成要求嚴格，工藝質(zhì)量不易保證，因鋁鹽反應(yīng)而易于老化，熔鹽揮發(fā)而浪費量大，且鋁鍋易腐蝕，壽命短。后者雖然需要2 個高溫爐子，但對熔鹽組成無過分要求。二浴法熱熔浸鋁技術(shù)與其他熱熔浸鋁技術(shù)相比，具有工藝條件寬，適合加工單件重量大鍍件，鋁層不易產(chǎn)生漏鍍，鋁層致密無針孔等優(yōu)點，比較適合像護攔板這樣大件的熱浸鍍鋁作業(yè)。（如圖1圖2）

上圖為兩種鍍鋁鋼板斷面在顯微鏡下的形態(tài)，圖1為采用“一浴法”生產(chǎn)的鋼板，表面粗糙，鍍鋁層疏松不均勻；圖2為采用“二浴法”生產(chǎn)的鋼板，由于提前用溶劑對鋼板進行了預(yù)處理，使鍍層表面光滑，均勻，且更加密實，防腐效果更好。

三、與鍍鋅防腐技術(shù)對比

1、常規(guī)大氣中

鋅與大氣中的水、二氧化碳、氧的共同作用下，生成不易溶解的、穩(wěn)定的堿式碳酸鋅，它牢固的附在鋼材表面，阻止鋅的繼續(xù)腐蝕，從而保護鋼材不受腐蝕。鋁在這種情況下，生成致密的三氧化二鋁鈍化膜，也保護鋼材不受腐蝕，所以在種種情況下，鋅和鋁同樣可以保護基體。

2、特殊大氣中

在公路兩側(cè)由于大量汽車尾氣的存在，大氣中含有大量的二氧化硫、硫化氫、二氧化碳、二氧化氮等介質(zhì)。在這種情況下，鍍鋅層表面不會產(chǎn)生穩(wěn)定的堿式碳酸鋅，而生成可溶性的硫化鋅等化合物，這些化合物別溶解流失后，鋅重新被暴露出來，腐蝕繼續(xù)進行，所以鋅的阻擋作用消失，當(dāng)鋅被腐蝕完后，基體就將受到嚴重的腐蝕破壞。鋁層在上述環(huán)境中，仍然可以生成致密的三氧化二鋁鈍化膜，這種鈍化膜對汽車尾氣中的化學(xué)成分都是穩(wěn)定的，所以不會發(fā)生腐蝕反應(yīng)。相比之下，在這種環(huán)境中，鋁層的阻擋保護作用要遠強于鋅的保護作用。

可以看出，從保護機理所存在的區(qū)別來看，鋁層的耐自然環(huán)境腐蝕性能要好于鋅的耐腐蝕性能，也更加適用于公路護欄防腐。這個結(jié)果也被表1試驗數(shù)據(jù)所充分證實。（如表1）

在實際應(yīng)用中鍍鋅護欄板會很快變灰色并銹蝕，而改用熱鍍鋁護欄板，尤其在沿海地區(qū)的公路應(yīng)用中，鍍鋁的護欄板在工業(yè)大氣條件下的耐蝕性是鍍鋅板的3倍，在海洋大氣條件下也超過1.5倍。而熱浸鍍鋁護欄板的生產(chǎn)成本又低于鍍鋅護欄板，因此用鍍鋁護欄板代替鍍鋅護攔板其社會效益十分可觀。

四、應(yīng)用情況

經(jīng)過對多家護欄板廠家的調(diào)查，由二浴法熱熔浸鋁技術(shù)所得護欄板鍍鋁層表面光滑無漏鍍，具有良好的外觀質(zhì)量，其鍋體壽命也明顯延長。

遼寧省自沈大高速公路起開始推廣熱浸鍍鋁護欄板，目前省內(nèi)公路已廣泛采用，多年的應(yīng)用實踐證明熱浸鍍鋁護欄防腐蝕性能優(yōu)良，壽命長。而近年來二浴法熱熔浸鋁技術(shù)的應(yīng)用，進一步擴大了熱熔浸鋁技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢。

通過護攔板熱浸鍍鋁工藝的研究和生產(chǎn)，證明了該工藝技術(shù)可靠、先進實用、操作程序簡單、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有較大的推廣價值。該項目的實施，促進了我國對鋁的熱浸鍍鋁工藝的技術(shù)研究和工程化實踐。同時提高了交通安全設(shè)施的工程質(zhì)量。