鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)的相關(guān)探討

摘要：鋼結(jié)構(gòu)在橋梁工程中大量運用，隨之而來，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕問題也越來越嚴(yán)重。根據(jù)資料顯示，世界上每年因為腐蝕而失去作用的金屬材料和設(shè)備大約為生產(chǎn)量的20%以上。文章結(jié)合工作實際，概述了建筑鋼結(jié)構(gòu)的各種防腐方法及特點，分析了防腐工程中存在的問題及原因。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu) 腐蝕 防腐

鋼鐵材料，即使在中性大氣環(huán)境下由于水和氧的存在都不同程度地發(fā)生著腐蝕，在海洋潮濕環(huán)境，含有腐蝕性介質(zhì)（如CO2、SO2等）、灰塵等污染物的工業(yè)大氣環(huán)境，均加速腐蝕。據(jù)統(tǒng)計大氣環(huán)境下腐蝕損失的金屬占損失的50%以上，而且隨著環(huán)境污染的日益加劇，因腐蝕造成的損失會越發(fā)嚴(yán)重。

當(dāng)前，在交通建設(shè)領(lǐng)域，使用大、中型鋼結(jié)構(gòu)件的趨勢迅猛，如鋼結(jié)構(gòu)橋梁、橋梁拉桿、護欄、龍門架等在高速公路和一級公路建中被廣泛采用。由于鋼結(jié)構(gòu)件投資大、不易維護等特點，為了使鋼結(jié)構(gòu)件獲取得很好的防護，因此，尋找一種長效、經(jīng)濟的防護技術(shù)就顯得尤為重要。

一、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的類型

1.大氣腐蝕

鋼結(jié)構(gòu)的大氣腐蝕主要是由空氣中的水和氧氣等的化學(xué)和電化學(xué)作用引起的。大氣中水汽形成金屬表層的電解液層，而空氣中的氧溶于其中作為陰極去極劑，二者與鋼構(gòu)件形成了一個基本的腐蝕原電池。當(dāng)大氣腐蝕在鋼構(gòu)件表面形成銹層后，腐蝕產(chǎn)物會影響大氣腐蝕的電極反應(yīng)。

2.局部腐蝕

局部腐蝕是鋼結(jié)構(gòu)最常見的破壞形態(tài)，主要包括電偶腐蝕、縫隙腐蝕。電偶腐蝕主要發(fā)生在鋼結(jié)構(gòu)不同金屬組合或者連接處，其中電位較負(fù)的金屬腐蝕速度較大，而電位較正的金屬受到保護，兩種金屬構(gòu)成了腐蝕原電池。縫隙腐蝕主要在鋼結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)件之間、鋼構(gòu)件與非金屬之間存在的表面縫隙處，當(dāng)縫隙寬度窄到可以使得液體在縫內(nèi)停滯時發(fā)生，鋼結(jié)構(gòu)的縫隙腐蝕最敏感的縫寬為0.025mm－0.1mm。鋼結(jié)構(gòu)最常見的縫隙腐蝕形式有鉚接、襯墊和顆粒沉積等，由于這些連接中的縫隙在工程中是不可避免的，所以鋼結(jié)構(gòu)的縫隙腐蝕也是不可完全避免的，它的發(fā)生會導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)整體強度降低，減少吻合程度。

3.應(yīng)力腐蝕

即在某一特定的介質(zhì)中，鋼結(jié)構(gòu)不受到應(yīng)力作用時腐蝕甚微，但是受到拉伸應(yīng)力后，經(jīng)過一段時間構(gòu)件會發(fā)生突然斷裂。由于這種應(yīng)力腐蝕斷裂事先沒有明顯的征兆，所以往往造成災(zāi)難性后果，如橋梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等，帶來巨大的經(jīng)濟和人員傷亡。

二、防腐蝕的電化學(xué)作用

防腐蝕的電化學(xué)作用是指在防腐涂料中添加一些特殊的物質(zhì)，這樣在水分和氧氣通過防腐涂料時會發(fā)生反應(yīng)而形成防腐蝕離子，使鋼鐵等金屬的表面鈍化，從而阻止金屬離子的溶出，達到防腐蝕的目的，即所謂的陰極保護作用。漆膜的電極電位較金屬底材低，在腐蝕電池中它作為陽極而“犧牲”，從而使金屬底材（陰極）得到保護。這種特殊物質(zhì)中最常見的就是鉻酸鹽。

三、鋼結(jié)構(gòu)常用的防腐蝕方法

1.熱鍍鋅防腐

熱鍍鋅防腐是將除銹后的鋼材浸入600℃高溫融化的鋅液中，使鋼材表面附著鋅層。實踐表明，鋅層厚度對5mm以下薄板不得小于65μm，對厚板不小于86μm，從而起到防腐蝕的目的。在一般大氣環(huán)境下提供10年左右的防腐保護，質(zhì)量穩(wěn)定，因而被大量應(yīng)用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中，例如：輸電塔，通訊塔等。熱鍍鋅發(fā)展至今已是跨入第四個世紀(jì)，現(xiàn)今，熱鍍鋅仍是鋼材防腐中最普遍，最有效的工藝措施。然而，熱鍍鋅防腐工藝受鍍槽容積所限，不能對較大尺寸結(jié)構(gòu)進行防腐施工，只能在固定的工廠施工，是不造成大量的往返運輸費用；熱鍍鋅鍍層碰傷后自身也無法恢復(fù)，因此熱鍍鋅一般適用于小鋼構(gòu)件和輕型鋼構(gòu)件的防腐。

2.熱噴涂防腐

2.1火焰噴涂

火焰噴涂是采用可燃性氣體的燃燒作為熱源，將金屬絲材或粉末熔融，霧化，吹噴于基體表面的方法，在歐洲及北美鋼橋梁早期熱噴涂防腐為氧，乙炔火焰噴涂，取得很好的防腐效果.我國于1965年曾在南京長江大橋鋼板縱梁上蓋板采用火焰噴鋅加耐磨漆方式進行防腐，13年后檢查效果良好，但火焰噴涂生產(chǎn)效率低，嚴(yán)重制約鋼橋的加工工期，因此僅對鋼橋長期積水，陰暗面和主要受力構(gòu)件進行噴涂防腐.若對整個大橋采用氧，乙炔火焰噴涂防腐可能會出現(xiàn)防腐施工效率與工期矛盾，噴涂層長久附著有效與涂層結(jié)合力的矛盾等，因此國內(nèi)沒有大面積采用火焰噴涂進行鋼橋防腐的例子。

2.2電弧噴涂

電弧噴涂防腐原理是利用電弧噴涂設(shè)備，對兩根帶電的金屬絲進行加熱、熔融、霧化、噴涂形成防腐涂層，外加有機封閉涂層的長效防腐復(fù)合涂層，該涂層的顯著特點是：（1）具有較長久的耐腐蝕壽命，其防腐壽命可達到50年以上，同時該防腐涂層在30年使用期內(nèi)無須其它任何防腐維護，30年以后的維護，僅須在電弧噴涂層上刷封閉涂料，無須重新噴涂，實現(xiàn)一次防腐，涂層經(jīng)久有效。（2）電弧噴涂層與金屬基體具有優(yōu)良的涂層結(jié)合力，金屬噴涂層以機械鑲嵌和微冶金與基體金屬相結(jié)合，在輕微的彎曲，沖擊或碰撞下也能確保防腐涂層不脫落，不起皮，結(jié)合牢固，防腐長久有效，這一點是其它任何表面防腐涂層無法達到的。（3）電弧噴涂鋅，鋁涂層防腐原理為陰極保護，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。

3.采用具有抗腐蝕能力的耐候鋼

耐候鋼是在低碳鋼或低合金鋼中添加各種合金元素制成的一種耐大氣腐蝕的鋼材。在大氣作用下，表面自動形成一種致密的防腐薄膜，起到抗腐蝕的作用。其抗腐蝕力高出一般鋼材的2倍~4倍。這種鋼材不用涂裝就可以使用，很適用于露天的結(jié)構(gòu)，是極好的結(jié)構(gòu)用鋼材。在日本首次用于橋梁后，迄今應(yīng)用越來越多。在國內(nèi)，因價格昂貴，應(yīng)用的并不是很多。因此今后降低耐候鋼的成本，研究有抗腐蝕力的焊縫金屬和焊接工藝是一大任務(wù)。

四、結(jié)束語

上述防腐技術(shù)是鋼結(jié)構(gòu)目前主要的防腐方法。實際上，為了防止鋼結(jié)構(gòu)銹蝕，除必須采取防銹措施外，尚應(yīng)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(yīng)沿全長和端部焊接封閉。同時，加強防腐工程存在的問題以及原因的分析研究，保證防腐工程質(zhì)量，對于鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和維護具有重要的意義。

參考文獻：

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