摘要：文章详细介绍了环氧涂层钢绞线(钢筋)的性能及应用，讨论了钢绞线(钢筋)的发展历程、涂装工艺和粉末涂料的性能要求，具有一定的指导意义。钢绞线(又称钢缆)主要用作桥梁建筑的荷重结构材料。钢绞线产品对防腐和耐盐雾性能要求非常高(特别是沿海或跨海桥梁)，应通过3000h的盐雾试验指标。高等级公路冬季为防止路面结冰，常在路面洒盐防冻，因而要求水泥制品中的钢筋具有优异的耐盐水腐蚀性能。高层建筑使用的钢筋也要求具有超强的抗腐蚀性能以延长使用寿命。环氧涂层钢绞线(钢筋)可使建筑物用寿命提高3~6倍。这种新颖的防腐蚀性能优异的钢绞线(钢筋)受到国内外的广泛关注，这是粉末涂装工艺又一崛起的应用新领域。目前我国钢绞线的年产量约为160~200万t。其中环氧涂层钢绞线(钢筋)按20%计，其产量为32~40万t。每吨环氧涂层钢绞线(钢筋)需用环氧粉末涂料约50~70kg，意味着目前我国该领域年需求1.6~2万t环氧粉末涂料。我国钢绞线(钢筋)产量的年增长率超过20%。环氧涂层钢绞线(钢筋)的应用比例也在逐年速增。因此对粉末涂料行业来说环氧涂层钢绞线(钢筋)是很有吸引力的市场。在全球经济危机的今天，大力发展交通设施建设成为拉动内需的重要动力之一。按照铁道部《中长期铁路网规划调整方案》精神，到2020年包括“四纵四横”八条高速客运专线、三大经济区域城际客运专线等在内的新建高铁里程将达到1.6万km。另外在这些铁路线上需要架设的桥梁数量是相当可观的，公路网的发展也同样需要架设大量桥梁。铁路及桥梁建设对环氧涂层钢筋的需求量将成倍增长，市场潜力巨大。钢绞线一般由7根钢丝(线芯)绞制而成，绞线直径规格有￠9.3、￠9.5、￠10.8、￠11.1、￠12.4、￠12.7和￠15.2等多种。如图1所示，6根线芯围绕中心钢丝绞合制成单元钢绞线。根据需要再由多根单元钢绞线拼合成不同规格的钢缆(最大直径达1m左右)。本文将主要介绍单元钢绞线产品及制作工艺。第一代钢绞线是由涂敷防锈油脂的线芯绞制而成的，其外挤包热塑性材料护套，如图1所示。这类钢绞线的抗盐雾性能不理想，但价格相对较低，在目前市场上仍占有相当份额。第二代钢绞线是由镀锌线芯绞合制成的。镀锌层具有阴极保护作用，有效提高了钢绞线的防腐蚀性能和使用寿命，是当前国内防腐要求高的桥梁所选用最多的钢绞线产品。但是沿海或跨海桥梁因盐雾中的氯离子对镀锌层的腐蚀危害很大，其使用寿命受到限制。第三代钢绞线是带有环氧涂层的钢绞线。优质的环氧涂层能有效阻止氯离子的渗透。有机涂层受盐雾侵蚀比金属镀层要小得多，所以其抗腐蚀性能明显优于镀锌钢绞线。因而国内外对它的研究和应用都非常重视。我国柳州欧维姆钢缆公司1996年开始与日本合作，于2002年成功开发了全涂覆环氧涂层钢绞线涂装工艺与装备并投入生产。台商投资的江阴华新钢缆公司凭借国内科技力量通过4年努力成功开发了国内第一条涂覆填充式环氧涂层钢绞线的静电涂装生产线，已于2008年通过鉴定。该类涂层钢绞线的制备方法是通过拆合器先将钢绞线的7根线芯拆开，对每根线芯表面进行粉末静电喷涂，涂层采用中频加热方式固化；水冷后再通过拆合器将线芯绞合成带有环氧涂层的钢绞线，涂层厚度120~200µm，工艺流程如图2所示。该工艺特点是每根线芯表面全部涂有环氧涂层，涂层充分固化后进行水冷却，预绞合。生产线运行速度约15m/mim，受两个拆合机构之间距离的限制，涂层经中频加热至水冷这段距离的运行时间较短(约13s左右)。因此要求环氧粉末必须在高温下快速固化，且成品质量对环境温度变化的影响比较敏感，需要通过严格掌控工艺参数来确保产品质量的稳定。
这类涂层钢绞线虽然每根线芯表面都覆盖有环氧涂层，但线芯之间存在间隙，成为涂层最容易发生腐蚀的的薄弱点。目前国内桥梁建造中，这类钢绞线的用量正在逐年增加。国内生产单位仅有欧维姆公司一家。这类涂层钢绞线是当前防腐蚀性能最好的钢绞线，制造方法是钢绞线清洗油污后，经中频加热至200℃以上，用拆合器分开各个线芯，进入静电云雾室进行粉末静电热涂装，线芯边绞合边涂覆粉末。钢绞线在云雾室内完成绞合的同时，线芯之间的空隙也全部由环氧粉末填充满。借助钢绞线的热量，使环氧粉末与钢绞线里外表面熔结成整体，工艺流程如图3所示。涂覆填充式环氧涂层钢绞线的防腐蚀性能极其优良。它不仅将线芯之间的空隙全部用环氧粉末填充满，并使线芯冠顶的涂层厚度大大提高，能够满足ISO14655-1999标准中规定的400~900µm的厚度要求。
涂覆填充式环氧涂层钢绞线用的环氧粉末涂料有2个技术指标要求非常高。其一是冲击强度，按标准要求在测试温度23±2℃，涂层厚度400~700µm条件下需要通过9N·m(90kgNaN)的冲击试验。其二是抗弯曲性能：按标准要求测试温度20~30℃，线芯冠顶涂层厚度400~700µm条件下应通过180°弯曲试验。最为严酷的技术要求是线芯之间超过1000µm的涂层厚度下也不允许出现裂纹或裂缝。涂覆填充式环氧涂层钢绞线用的环氧粉末主要性能要求见表1。全涂覆环氧涂层钢绞线的环氧涂层厚度为120~200µm。涂层性能要求虽然不如涂覆填充式环氧涂层钢绞线那样严酷；但因固化时间极短(只有10s)，在生产过程中环境温度对固化程度影响较大。为确保涂层充分固化，涂装厂家必须严格控制生产工艺参数。对制粉厂家来说，要实现粉末涂料的快速固化，将给粉末涂料的生产、运输和储存带来一定的负面影响，直接影响涂层钢绞线的质量。综上所述，环氧涂层钢绞线(钢筋)在我国刚刚兴起，在当今我国铁路、桥梁、建筑物等建设中越来越受到人们的关注和青睐，应用领域逐渐扩大。相信在我国制粉企业、交通部门、涂装企业等上中下游企业的通力合作下，环氧涂层钢绞线(钢筋)技术将不断完善，从而为国民经济建设做出应有的贡献。
