工程案例
業(yè)務范圍
試論建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)
發(fā)布時間：2014-07-15
摘要：在建筑行業(yè)，鋼結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展，使得建筑鋼結(jié)構(gòu)的耐久性問題此顯得越來越突出，備受國內(nèi)外工程界的重視，本文則結(jié)合實際，闡述了建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)。隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，建筑鋼結(jié)構(gòu)的耐久性問題越來越受到國內(nèi)外工程界的關(guān)注和重視。 關(guān)鍵詞：建筑 鋼結(jié)構(gòu) 防腐技術(shù)
概述
鋼結(jié)構(gòu)有重量輕而強度高，塑性和韌性好，施工同期短等特點。因此在建筑工程得中到廣泛的應用和發(fā)展。高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度建筑采用鋼結(jié)構(gòu)尤為理想，同時鋼結(jié)構(gòu)又是對城市環(huán)境影響最小的結(jié)構(gòu)之一，是可重復利用的綠色環(huán)保材料。據(jù)不完全統(tǒng)計，自1964年至1977年我國大約有8000幢大小不等的建筑采用了鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，鋼材在空氣或潮濕的環(huán)境中易于銹蝕。鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合而成質(zhì)地疏松的氧化鐵銹，特別是當空氣中含有酸堿軟類的介質(zhì)時情況更為嚴重，腐蝕不僅使鋼材表面產(chǎn)生不均勻的銹蝕，而且局部的銹蝕引起應力集中，促使鋼結(jié)構(gòu)的提前破壞，尤其是在反復沖擊的荷載作用下，更促進疲勞強度降低，出現(xiàn)脆性斷裂。
一、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕特點及危害
鋼鐵具有優(yōu)越的機械性能，且其性能可長時間保持穩(wěn)定，所以工業(yè)用的各種機械等都采用鋼鐵作為主材料。同樣在交通領(lǐng)域，鋼橋等大型鋼結(jié)構(gòu)具有跨越能力大、強度高、建設速度快、施工期限短等特點。特別是近年來，隨著國家基礎設施建設速度的加快，大型鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷涌現(xiàn)。修建一座跨江或跨海的特大型鋼橋，使用鋼材的數(shù)量一般都在萬t甚至10萬t以上。但是鋼鐵材料在工業(yè)大氣中的暴露必會導致表面的腐蝕。而腐蝕、應力腐蝕和腐蝕疲勞是使這種特大鋼橋構(gòu)件退出工作、壽命降低的重要原因之一。在20世紀20-30年代歐洲和北美發(fā)達國家建造的一些鋼結(jié)構(gòu)建筑物，因當時防腐技術(shù)不能提供長久的腐蝕保護，使得這些建筑投入運營后腐蝕嚴重，即使進行定期的刷油漆維護也不能獲得滿意的保護，只得將這些建筑降級使用，造成巨大的經(jīng)濟損失。腐蝕不僅浪費了大量的人力物力，也大大縮短了建筑的使用年限。建筑鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護日漸成為人們關(guān)注的課題。只有在設計建造的同時，進行卓有成效的防腐，才能確保建筑物的長久壽命。
二、建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)
1.熱噴鋁(鋅)復合涂層防腐
這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當?shù)拈L效防腐方法。具體做法是先對鋼構(gòu)件表面做噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛。再用己炔一氧焰或電弧噴涂設備將不斷送出的鋁(鋅)進行加熱，將熔融的粒子霧化、噴射并沉積到基材表面，噴涂層厚度約80?100urn。最后用環(huán)氧樹脂或氧丁橡膠漆等涂料填充毛細孔，以開形成復合涂層、熱噴鋁(鋅)涂層防腐機理為附極保護，在腐蝕環(huán)境下，即使防腐涂層局部破損，仍具有犧牲自己保護鋼鐵基體之效果、歐美發(fā)達國家在20世紀50?70年代開始采用這種方法，經(jīng)過幾十年的考驗證明，熱噴鋁(鋅)復合涂層是鋼結(jié)構(gòu)長效防腐的最好方法，這個結(jié)論己經(jīng)得到世界許多國家的政府部門和工程界的認可。這種工藝的優(yōu)點是對構(gòu)件尺寸適應性強，構(gòu)件形狀尺寸幾乎不受限制。另一個優(yōu)點是這種工藝的熱影響是局部的，受約束的，因而不會產(chǎn)生熱變形。我國于20世紀60年代曾采用火焰噴涂防腐，十多年后檢查效果良好。但火焰噴涂生產(chǎn)效率較低，噴砂噴鋁(鋅)的榮動強度大，嚴重制約鋼結(jié)構(gòu)的加工工期，可能會出現(xiàn)防腐施工效率與工期矛盾。
2.涂(噴)油漆防腐
油漆防腐具有外觀美麗，涂裝工藝簡單等特點，多年來一直被廣泛采用。涂(噴)油漆防腐首先要徹底除銹(人工除銹或噴砂除銹)，然后涂(噴)油漆。涂層的選擇考慮周圍的環(huán)境，不同涂層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般有底漆和面漆之分，底漆一般用環(huán)氧鐵紅底漆、環(huán)氧煤瀝青底漆或氟碳底漆等，面漆用環(huán)氧聚氨酯、丙烯酸聚氨酯或氟碳涂料等。但由于油漆涂層的老化、粉化使這種保護作用減弱或失去作用。同時油漆涂層本身無數(shù)微針孔，長期處在軟霧、潮濕環(huán)境下，氯離子、水分子等會通過針孔腐蝕基本金屬，導致油漆層剝落。因此，涂(噴)油漆防腐必須定期維護。氟碳涂料含氟樹脂聚三氟氯已烯，由于氟樹脂分子中有化學結(jié)合力特別強的CF鍵的存在，在受熱、光(包括紫外線)、各種化學介質(zhì)及溶劑作用下，CF鍵難以斷裂，使得氟樹脂具有超強的耐候性、耐磨性及耐腐蝕性等、經(jīng)試驗驗證，氟碳涂料的預期防腐壽命可達50年，適應于室外或潮濕環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)，是目前較為理想、有發(fā)展前景的一種長效防腐方法、該涂料在歐美發(fā)達國家己經(jīng)開始普及，在國內(nèi)則剛剛開始使用，而且氟樹脂以進口為主，使得該涂料價格偏離，因此有待于進一步開發(fā)和普及使用。
3.重防腐油漆防腐
重防腐油漆的防腐涂裝工藝由底漆、中間漆和面漆組成的多層涂裝體系，油漆品種為環(huán)氧(無機)富鋅底漆、環(huán)氧云母氧化鐵中間漆和環(huán)氧聚氨酯或環(huán)氧各色面漆或氯化橡膠面漆等組成。其作用機理為：第一道車間底漆對鋼材有鈍化緩蝕作用，增加仲漆層附著力，防腐作用很微弱，防腐底漆中添加鋅粉，對鋼材提供陰極保護作用，中間漆增強底、面漆之間結(jié)合力，增加涂層厚度，填補底材表面的微小缺陷，提高底、面漆的耐腐蝕性和耐候性等，同時也提高了面漆的外觀裝飾性。起陰極保護作用的鋅粉是靠油漆中有機物粘合才能與鋼材相結(jié)合，隨著有機物的裂解、老化，鋅粉無法與鋼材相結(jié)合，這樣陰極保護作用自然消失、此外，在陰極保護效果方面，電弧噴涂涂層(陽極)與鋼鐵基體(陰極)的面積比>l，而富鋅涂料(陽極)與鋼鐵基體(陰極)的面積比 總之，為了防止鋼結(jié)構(gòu)銹蝕，除必須采馭防銹措施外，尚應在構(gòu)造上盡量避免出現(xiàn)難于檢查、清刷和油漆之處，以及能積留濕氣和大量灰塵的死角或凹槽。閉口截面構(gòu)件應沿全長和端部焊接封閉。同時，在使用過程中，應保持通風良好，及時排除侵蝕性氣體和濕氣，及時進行清灰、清污工作。
參考文獻：
【1】張愛蘭．建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀．新型建筑材料，2007(10)
【2】王鴻喜，王永逵．常用建筑材料實用手冊．北京：中國鐵道出版社，2008
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