徐武杰

摘要：隨著各類鋼結(jié)構(gòu)建筑服役年限的增加，鋼結(jié)構(gòu)建筑的工程事故也引起了人們對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性與耐久性越來越多的重視。銹蝕引發(fā)的工程事故頻發(fā)，而鋼材銹蝕對(duì)結(jié)構(gòu)性能影響的研究相對(duì)滯后。本文針對(duì)腐蝕的危害，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕類型以及鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)建筑；防腐措施；質(zhì)量控制

引言

鋼結(jié)構(gòu)由于具有強(qiáng)度高、自重輕、施工速度快等優(yōu)點(diǎn)，是人們喜愛的建筑結(jié)構(gòu)之一，但是由于鋼本身的特點(diǎn)，存在腐蝕問題，作為工程人員很有必要了解防腐的知識(shí)，在工程實(shí)施過程中進(jìn)行防腐保護(hù)，降低鋼結(jié)構(gòu)腐蝕而造成的損失。

一、腐蝕的危害

建筑鋼結(jié)構(gòu)一旦產(chǎn)生腐蝕，就會(huì)在金屬的表面形成坑點(diǎn)，這些腐蝕坑點(diǎn)很容易引起應(yīng)力集中，從而引發(fā)應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生，加劇腐蝕進(jìn)程。隨著腐蝕的不斷擴(kuò)展，結(jié)構(gòu)的有效承載面積也會(huì)大大減少，甚至直接造成結(jié)構(gòu)的失效。因此，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生腐蝕后，其承載力降低，低溫脆性增加，特別是在承受動(dòng)力荷載作用時(shí)容易發(fā)生疲勞破壞引起結(jié)構(gòu)的突然破壞，引起嚴(yán)重的安全事故。由于鋼材發(fā)生腐蝕也造成大量的材料損耗，可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)每年因?yàn)殇摬牡母g引起的損失達(dá)到鋼產(chǎn)量的7%左右。在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑中，還會(huì)由于腐蝕而影響構(gòu)件的表面美觀度。

二、鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕類型

1、大氣腐蝕

大氣腐蝕是鋼結(jié)構(gòu)最常見的一種腐蝕方式，這種腐蝕是因?yàn)榇髿庵械乃涂諝庾饔糜阡摬?，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而使鋼材受到腐蝕，對(duì)于一些直接接觸大氣的鋼材來說，發(fā)生這種腐蝕的概率會(huì)提高，而且受到的損傷也較大，因此，要避免鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大氣腐蝕，就要盡可能減少其與空氣的接觸。

2、局部腐蝕

對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來說，局部腐蝕也是比較常見的，可以分為兩種情況。第一種是電偶腐蝕，這種腐蝕是因?yàn)楫a(chǎn)生電位差而產(chǎn)生的腐蝕，在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，如果有兩種不同類型的材料接觸，那么就會(huì)形成電位差，而電位較低的金屬會(huì)產(chǎn)生更大的腐蝕速度，在長(zhǎng)時(shí)間的作用下，就會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的腐蝕，破壞鋼結(jié)構(gòu)的完整度。第二種就是縫隙腐蝕，鋼結(jié)構(gòu)在組合過程中，不可能所有的相接的地方都是緊密結(jié)合的，在一些地方會(huì)有縫隙產(chǎn)生，而這些縫隙給空氣中的水汽等物質(zhì)留下了停留的機(jī)會(huì)，在這些位置，這些水汽產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，然后就會(huì)使鋼材受到腐蝕。

3、應(yīng)力腐蝕

應(yīng)力腐蝕一般是在一些特殊的環(huán)境下，然后鋼材受到一定的應(yīng)力，這樣才會(huì)產(chǎn)生這種腐蝕，與其他腐蝕相比，這種腐蝕有著不同的特點(diǎn)，在發(fā)生腐蝕的時(shí)候，它沒有一些明顯的特征，會(huì)突然發(fā)生腐蝕，但是一旦這種腐蝕產(chǎn)生之后，往往會(huì)造成較大的影響，破壞性也比較大。

三、鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施

1、輕鋼結(jié)構(gòu)的涂層法防腐技術(shù)

這種方法是較為常見的一種防腐方法，而且也是被采用較為廣泛的方法，但是在使用過程中，不能持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間，優(yōu)點(diǎn)是成本低，經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)。在對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)采用這種方法進(jìn)行防腐的時(shí)候，一般要經(jīng)過基層處理和涂層施工這兩個(gè)階段。對(duì)基層進(jìn)行處理，就是要將鋼結(jié)構(gòu)表面的毛刺、污染物、銹跡等清除掉，使輕鋼結(jié)構(gòu)恢復(fù)本色的光澤，這個(gè)步驟對(duì)后面的施工是有影響的，要想達(dá)到最好的防腐效果，要在基層處理的時(shí)候盡可能的徹底。

涂層施工就是給鋼材涂裝一些防腐材料。涂層結(jié)構(gòu)的形式有三種。底漆-中漆-面漆；底漆-面漆；底漆面漆為同一種漆。其中底漆主要起附著和防銹作用；面漆主要起防腐蝕和防老化作用；中漆的作用于介于底、面漆之間，并能增加漆膜厚度。它們只有配套使用才能發(fā)揮最佳的作用，取得最佳效果。合理的涂刷方式，對(duì)保證涂裝質(zhì)量、施工進(jìn)度、節(jié)約材料和降低成本有很大的作用，常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滾涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無氣噴涂法等。

2、鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層腐蝕失效原理及防腐

鋼材銹蝕對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性與耐久性影響顯著，而鋼材銹蝕通常發(fā)生在涂層脫落之后。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)防腐要求，一般情況下普通結(jié)構(gòu)采用常規(guī)防銹漆即可。然而所有防腐涂層長(zhǎng)期處在各類腐蝕介質(zhì)的大氣環(huán)境中，由于自身的老化與某種物理或者化學(xué)的變化，必將逐步脫落，無法起到對(duì)鋼材的保護(hù)作用。涂層失效機(jī)理大致如下：有機(jī)涂層的多孔性與施工技術(shù)的限制使得與之接觸的水汽、氣體和其他物質(zhì)經(jīng)孔隙而被涂層吸收直通金屬表面，形成微觀腐蝕原電池，引發(fā)金屬腐蝕，最終導(dǎo)致涂層脫落。目前國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)建筑主要采用防腐涂層方法減輕或防止鋼材的銹蝕。合理科學(xué)的涂層能延長(zhǎng)鋼材防腐年限從而使得鋼構(gòu)件服役壽命增加，同時(shí)降低防腐成本。根據(jù)鋼材銹蝕的電化學(xué)原理，可以使鋼材表面形成一層鈍化膜，阻止銹蝕電池形成，從而達(dá)到鋼材防銹的目的。鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕發(fā)生在其表面防腐涂層失效后，因此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)涂層體系使用壽命是研究在役鋼結(jié)構(gòu)抗震性能的前提。選擇合適于在役鋼結(jié)構(gòu)所處大氣環(huán)境的涂層，預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)服役年限，對(duì)保證結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性研究顯得尤為重要。

3、涂（噴）油漆防腐

油漆防腐具有外表美觀、涂裝工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，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。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境，不同涂層對(duì)不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般有底漆與面漆之分，底漆一般采用環(huán)氧鐵紅底漆、環(huán)氧煤瀝青底漆或氟碳底漆等，面漆采用環(huán)氧聚氨酯、丙烯酸聚氨酯或氟碳涂料等。但由于尤其涂層的老化、粉化會(huì)使這種保護(hù)作用減弱或失去作用。同時(shí)尤其涂層本身有無數(shù)的微針孔，長(zhǎng)期處在鹽霧、潮濕環(huán)境下，cl-離子、水分子等會(huì)通過針孔腐蝕基體金屬，導(dǎo)致油漆層剝落。因此，涂（噴）油漆防腐必須定期維護(hù)。氟碳涂料含氟樹脂三氟氯乙烯，由于氟樹脂分子中有化學(xué)結(jié)合力特別強(qiáng)的CF鍵存在，在受熱、光（包括紫外線）、各種化學(xué)介質(zhì)溶劑作用下，CF鍵難以斷裂，使得氟樹脂具有超強(qiáng)的耐候性、耐磨性及耐腐蝕性等。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，氟碳涂料的預(yù)期防腐壽命可達(dá)50年，使用于室外或潮濕環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)，是目前較為理想、有發(fā)展前途的一種長(zhǎng)效防腐方法。

4、陰極保護(hù)防腐

這是一種通過犧牲陽極或者直接施加電流的方式對(duì)金屬母體進(jìn)行保護(hù)的方法，能夠有效防止電化學(xué)腐蝕?？梢酝ㄟ^熱鍍鋅或者冷噴鋅工藝在建筑鋼結(jié)構(gòu)中金屬表面獲得富鍍層，由于鍍層中的鋅比鐵具有更強(qiáng)的活性而形成陽極首先被腐蝕，從而使陰極鋼基體得到保護(hù)。其中熱鍍鋅工藝是將經(jīng)過表面處理的鋼構(gòu)件浸入液態(tài)金屬鋅中，在鋼構(gòu)件表面形成冶金形態(tài)的富鋅覆蓋層；冷噴鋅工藝則是在鋼構(gòu)件表面直接涂裝形成富鋅的保護(hù)膜。熱鍍鋅和冷噴鋅防腐具有防腐期限長(zhǎng)、維護(hù)成本低、環(huán)境污染小、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)連接螺栓的防腐也常用這種方法。

結(jié)束語

在建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用過程中，若不做好相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)防腐處理，就會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)在使用的過程中極易受到外界某些腐蝕介質(zhì)的侵蝕，而降低鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能與使用性能，縮短其使用壽命。而在對(duì)其進(jìn)行防腐處理時(shí)，需要遵循一定的防腐處理技術(shù)要求，根據(jù)實(shí)際的需要，合理的選擇最佳的防腐施工技術(shù)，以提高鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性與合理性。

參考文獻(xiàn)

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