鋼結構銹蝕及其防治措施

李大偉

鄭州廣源建設工程檢測有限公司（450000）

隨著我國冶金工業的發展,應用于建筑工程中的鋼材品種、規格和數量迅速增加，質量和性能穩步提高，鋼結構技術的應用已日益廣泛。由于鋼結構容易銹蝕，所以，鋼結構防銹成為鋼結構工程中不可缺少的重要一環。隨著技術進步和科技的發展，鋼結構防銹措施越來越多，施工工藝也不盡相同，基于鋼結構的形式及所處的外圍環境的不同，對鋼結構的防銹應相應的采取不同的措施。

鋼結構的銹蝕根據鋼結構周圍的環境、空氣中的有害成分（如酸、鹽等）及溫、濕度和通風情況的不同，鋼結構的銹蝕可分為兩類:化學銹蝕和電化學銹蝕。

化學銹蝕鋼結構表面與周圍介質直接起化學反應而產生的銹蝕稱為化學銹蝕。如鋼在高溫中與干燥的O2、NO2、SO2、H2S等氣體以及非電解質的液體發生化學反應，在鋼結構的表面生成鈍化能力很弱的氧化保護薄膜FeO、FeS等，其腐蝕的程度隨時間和溫度的增加而增加。

電化學銹蝕鋼結構在存放和使用中與周圍介質之間發生氧化還原反應而產生的腐蝕屬于電化學銹蝕。在潮濕的空氣中，鋼結構表面由于顯微組織不同、雜質分布不均以及受力變形、表面平整度差異等原因，使鋼結構表面局部相鄰質點間產生電極電位差，構成許多“微電池”。在電極電位較低的陽極區（如易失去電子的鐵素體）,鐵失去電子后呈Fe2+進入電介質水膜中；陰極區（如不活潑的滲碳體）得到的電子與水膜中溶入的氧作用后，形成OH-，兩者結合成Fe(OH)2，進一步被氧化成Fe(OH)3（鐵銹）。這種由于形成微電池、產生電子流動而造成鋼的腐蝕稱為電化學腐蝕。若水膜中溶有酸，則陰極被還原的H+離子沉淀，使陰極產生極化作用，而使腐蝕停止,但水中的溶氧與H+結合成水，除去沉淀的H+，陰極極化作用消失，腐蝕繼續進行。

綜上所述，在潮濕（存在電解質水膜）和有充足空氣（水中溶有氧）的條件下，就會產生氧中的腐蝕現象。

1 除銹方法

鋼結構在涂刷防銹蝕涂料前，必須徹底除銹，將構件表面的毛刺、鐵銹、油污及附著物清除干凈，否則將嚴重影響涂料的附著力，并使涂膜下的金屬表面繼續生銹擴展，使涂層破壞失效，達不到預期的防護效果。目前鋼結構常用的除銹方法在工廠中多為人工除銹噴砂、噴丸，隨著國家標準及相關行業標準的陸續制定,鋼結構表面除銹的質量控制已有相應的規定，如GB 50205—1995《鋼結構工程施工及驗收規范》對噴射、拋射或手工、動力工具等劃分了相應的等級。手工除銹，盡管其工效低、勞動條件差、除銹不徹底，但因其人工除銹費用低，僅為噴砂除銹的1/9～1/6，在漆種對鋼結構表面處理要求不高的情況下，此種方式仍可使用。但在除銹質量要求較高的情況下，就要采用噴砂除銹。噴砂除銹是一種較為先進的除銹方法，對于同一種油漆，同樣條件下，噴射除銹較手工除銹的漆膜壽命可延長3～5倍。它不僅除銹較徹底，而且工效高，操作簡便，目前已廣泛采用。酸洗除銹及酸洗磷化處理雖然除銹徹底、工效高，但僅適用于形狀復雜及小型和薄壁型鋼結構構件。因酸洗槽設備的限制，目前大型構件尚應用不多。

2 常用的除銹措施

1）綜合考慮廠房的整體布置，隔離散發侵蝕性介質的區域（及改進工藝設備和生產過程），采用有利于自然通風的廠房布置方案，以降低有害物的含量。

2）盡可能選用含有適量合金元素的耐大氣腐蝕的低合金鋼材和正確配套的涂料。

3）在結構選型上采用不易除銹的合理方案。如在構造上選取合理的截面形式，以避免積灰、積水，易于清理和涂漆；節點構造要簡單；在加工制作的過程中保證焊接質量，避免焊縫夾渣；盡量避免或減少涂刷油漆后進行焊接，以防止破壞漆膜的完整性;對施工過程中破壞的漆膜應及時補涂油漆。

4）采用先進、科學的管理方法和合理的防腐措施。

3 防銹涂料

鋼結構的防腐蝕，除了要徹底除銹外，還應選擇使用防銹性能好的涂料。選用涂料時應根據結構所處的環境、使用功能、經濟性和耐久性、穩定性等因素來選用合適的防銹涂料。

1）紅丹防銹漆在一般的鋼結構工程中，常選用防銹能力強，有較好的堅韌性、防水性和附著力的油性紅丹防銹漆作為防銹底漆，醇酸磁漆為面漆。紅丹防銹漆處于晶格外層的鉛離子與腐蝕處理階段的鐵離子產生離子置換生成難溶物質，紅丹在水和氧的存在下與油基漆生成鉛皂，其裂解的單羥酸鉛、二羥酸鉛鹽具有緩蝕作用。鉛離子與許多腐蝕介質生成如硫酸鉛等不容性鹽,鉛皂的封閉作用使生成物隨時間變得愈來愈致密和結實，這是油性紅丹漆的特性。但由于生產紅丹漆需要大量的有色金屬鉛，為保證工人身體健康，許多科研和制造單位正積極研制替代紅丹防銹底漆的涂料。

2）環氧富鋅和無機富鋅漆。環氧富鋅即有機富鋅，由鋅粉、環氧樹脂和固化劑配制而成。主要用于鋼結構的重防腐涂裝體系作長效通用底漆，也可用作鍍鋅件的防銹漆,其應用的適宜溫度為10～35℃，并避免在雨、霧、雪天施工涂刷。無機富鋅漆主要以水玻璃為基料，加入鋅粉、飄浮劑和固化劑等配制而成。此漆具有與鍍鋅層相同的陰極保護作用，為可焊漆。其耐厚性及耐老化性能良好，可耐450℃的高溫，但耐酸堿性差。這種涂料對鋼結構表面處理要求較高。在低溫、高溫情況下，該涂料不可施工。它與鋼結構表面之間有優異的物理力學性能，因此，它的結合力牢固。漆膜中富含鋅，在機械加工及運輸和安裝過程中漆膜劃傷處鐵銹不蔓延，在鹽水浸漬下劃傷，能保持劃痕處鐵金屬的光澤。同時，作為保養底漆，室內或露天均能達到半年以上的防銹效果。切割、焊接加工時燒傷面積小，帶漆焊接后，焊接強度不受影響。由于防護效果及可焊性均佳，將漆用于鋼結構出廠前的防腐底漆涂刷，可保護鋼結構在運輸過程中不致銹蝕,又不影響工地現場的焊接和安裝。一般涂刷厚度在100μm左右（即面漆和底漆各兩道）,且厚度均勻，連續完整，無針孔，干膜厚度不小于50μm。混凝土建筑中的鋼材，因處于堿性介質中，且氧化保護膜也為堿性，所以不易銹蝕。