工業(yè)建筑的防腐蝕設(shè)計與探討

摘 要：現(xiàn)如今經(jīng)濟發(fā)展迅速，人類生存的生產(chǎn)（生活）水平也在不斷提高，隨之而來的環(huán)境破壞問題也越來越多地被人們重視起來。環(huán)境中往往存在多種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)，為防止或減輕腐蝕性介質(zhì)對建筑物和構(gòu)造物的腐蝕作用，使工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計做到技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用，工業(yè)建筑如何腐蝕，首先需要針對腐蝕特征進行分析，然后就其本身的形式及構(gòu)造采取具體處理措施，以增強工業(yè)建筑自身的防腐能力。本文對工業(yè)建筑的防腐蝕設(shè)計進行了深入的探討，并結(jié)合當(dāng)前防腐蝕工程中易出現(xiàn)的問題進行總結(jié)，闡述了防腐蝕工程設(shè)計的要點。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)防腐

引 言

建筑防腐蝕工程是針對來自正常生產(chǎn)工藝過程所致的，因此，必須從材料選擇到防護措施、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面，按照國家相關(guān)規(guī)定進行設(shè)計，保證工業(yè)建筑的穩(wěn)定性和強度。另外，還要從建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)、零部件選型和結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面采取有助于防止腐蝕的措施。根據(jù)具體問題具體分析的原則，在考慮到防腐措施以外，還應(yīng)和工藝、設(shè)備、通風(fēng)、排水等專業(yè)一起采取綜合措施，才能取得較好的效果，只有多方面配合協(xié)作才能減少和避免廠房建筑結(jié)構(gòu)的腐蝕。下面就從腐蝕的概念、工業(yè)建筑防腐蝕工程的設(shè)計要點和對相關(guān)問題的解決措施這幾個方面進行闡述。

1 腐蝕的概念

建筑的防腐蝕設(shè)計是以預(yù)防為中心的，根據(jù)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的介質(zhì)的腐蝕性、管理水平和維修條件等，分別采用不同的設(shè)計方案，綜合考慮工程所涉及的各項因素，采取有效的解決措施。對生產(chǎn)影響較大的部位，或者是威脅到人身安全和維修困難的部位，要加強防護。對腐蝕性的分類是根據(jù)腐蝕性介質(zhì)對于建筑材料的破壞程度來分類的，主要是從內(nèi)外部變化兩種因素，對腐蝕性的等級進行綜合評定。

2 工業(yè)建筑防腐蝕工程的設(shè)計要點

2.1 正確選擇耐腐蝕材料

防腐蝕工程設(shè)計，要將正確選擇耐腐蝕材料放在首位。這也就要求相關(guān)設(shè)計人員要熟練掌握每一種防腐蝕材料的性能優(yōu)缺點，只有這樣，才能根據(jù)工程的具體情況選擇相適應(yīng)的材料，以達到“揚長避短”。設(shè)計人員要深入認識防腐蝕工程材料的技術(shù)性能，才能靈活運用這些防腐蝕材料，保證防腐蝕工程的整體質(zhì)量。在以往的工程案例中，經(jīng)常出現(xiàn)由于材料選擇不當(dāng)導(dǎo)致工程質(zhì)量發(fā)生問題的現(xiàn)象，因此，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)該對其給予足夠的重視。

2.2 防腐蝕工程的防滲性和整體性

防腐蝕工程不僅對耐蝕性有所要求，更要妥善處理工程的防滲性與整體性，如果處理不當(dāng)，就會影響防腐蝕工程的功效。各類防腐蝕材料在使用過程中，要考慮采用的耐腐蝕的防滲隔離層能否保證防腐蝕工程的防滲能力，所以大部分的工程都會采用瀝青、橡膠這類材料作為防滲隔離層。我國大部分的防腐蝕工程都會在建筑結(jié)構(gòu)中，設(shè)置分開的變形縫，都會有管線裹著設(shè)備穿過樓面，在槽罐本體上也會設(shè)置管道的出口。這些細節(jié)部位的結(jié)合和縫隙，都要對其作防滲處理，否則會嚴重影響到建筑的使用效果。

2.3 防腐蝕工程的合理設(shè)防

若想對防腐蝕工程進行合理設(shè)防，就要將生產(chǎn)實際需求作為主要的依據(jù)。因此，生產(chǎn)廠家提供的資料和數(shù)據(jù)必須真實準確，設(shè)計人員才能合理地設(shè)計方案，避免不必要的損失。一般情況下，防腐蝕工程的造價都很高，尤其是工業(yè)建筑，其范圍較大，所以在進行防腐蝕設(shè)計時，應(yīng)該注意對易受防腐蝕部位的保護，且不能任意擴大設(shè)防范圍，增加工程建設(shè)成本。

2.4 耐腐蝕涂料的配套

我國業(yè)界將涂料防護層主要分為四種：一是底涂層；二是中間漆；三是面涂層；四是無顏填料的面層涂料，這四種結(jié)構(gòu)都具有其特殊的功能。需要注意的是，對涂料防護的設(shè)計應(yīng)該考慮到涂層之間的結(jié)合，盡量選用涂層之間能夠結(jié)合良好的品種配套，并具有較強的附著力。

此外，還要提高相關(guān)設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)，使其對各類防腐材料的性能及優(yōu)缺點了如指掌，這樣才能根據(jù)各項工程的特點進行合理和科學(xué)的設(shè)計，有效避免工業(yè)建筑中存在的結(jié)構(gòu)問題等。同時，也希望國家對此予以高度重視，完善技術(shù)標準，加強規(guī)章制度的推行力度，規(guī)范防腐蝕工程的施工，只用這樣，才能在一定程度上保證工程的質(zhì)量。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕問題和處理

3.1 腐蝕介質(zhì)對于鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)腐蝕

腐蝕介質(zhì)的機理主要分為鹽、酸、堿三類，會因為種類的不同而不同。鹽性腐蝕介質(zhì)通過結(jié)晶致使體積膨脹，對于水泥的內(nèi)部來講在產(chǎn)生一定壓力之后，其混凝土就會慢慢進入剝落狀態(tài)，從而對鋼筋形成腐蝕。而酸性腐蝕介質(zhì)會對混凝土的表面層進行破壞，然后對鋼筋表面進行腐蝕，造成鋼筋生銹的現(xiàn)象。堿性腐蝕物主要是在進入混凝土后，對混凝土的結(jié)晶產(chǎn)生破壞。這三種介質(zhì)都會對結(jié)構(gòu)進行或多或少的破壞，導(dǎo)致構(gòu)件自身出現(xiàn)剝落、開裂以及鋼筋強度下降等現(xiàn)象。

3.2 對于結(jié)構(gòu)本身的防腐特征

構(gòu)件的腐蝕程度與混凝土的保護層厚度及密實度有關(guān)，與周圍環(huán)境也有密切的關(guān)聯(lián)。經(jīng)實驗表明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的保護層厚度，會對構(gòu)件的耐久性產(chǎn)生直接的影響。當(dāng)其厚度大的時候，其腐蝕程度很小，如果保護層厚度足夠大的話，是不會對鋼筋造成腐蝕的。在濕度較大的地區(qū)，如果沒有考慮環(huán)境因素而采用正常的保護層厚度設(shè)計的話，就容易出現(xiàn)混凝土的保護層開裂以及剝落現(xiàn)象。所以，要根據(jù)實際情況適當(dāng)對保護層的厚度進行加大，提高構(gòu)件自身的防腐蝕功能。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)的防腐措施

混凝土上部結(jié)構(gòu)除了會受到液相腐蝕介質(zhì)的屋蓋之外，還有其他構(gòu)件。例如，樓板、房梁等都是受氣相介質(zhì)所腐蝕。在設(shè)計時，可以采取相關(guān)的措施將構(gòu)件的防腐功能進行提高。首先，在結(jié)構(gòu)計算過程中，可對鋼筋的保護層厚度均在規(guī)定的量上統(tǒng)一增加5～8mm，并對其斷面保持不變；其次，在對柱和房屋主梁的強度計算上，將其鋼筋量增加，預(yù)留出相應(yīng)的防腐蝕構(gòu)件儲存量；再次，根據(jù)實際情況適當(dāng)增加主要受力構(gòu)件的斷面；然后，提高混凝土強度，降低水灰比；最后，大跨度混凝土結(jié)構(gòu)盡量選擇預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。四、砌體結(jié)構(gòu)在有腐蝕情況下的選擇磚砌體應(yīng)采用承重頁巖磚，其強度等級不低于MU10，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)采用混凝土中、小型砌塊，其強度等級不低于MU10；石砌體應(yīng)采用質(zhì)地均勻，未風(fēng)化的料石和毛石，其強度不低于MU20；砌筑砂漿應(yīng)采用水泥砂漿或混凝土砂漿，其強度不低于M5。

4 地面處理應(yīng)對腐蝕

4.1 地面層材料應(yīng)根據(jù)腐蝕性介質(zhì)進行選擇

地面層材料應(yīng)根據(jù)腐蝕性介質(zhì)的類別、性質(zhì)、濃度以及對建筑結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性等級條件，結(jié)合設(shè)備安裝和生產(chǎn)中的機械磨損等要求，設(shè)計不同的防腐地面。地面面層可分為：塊材面層和整體面層。塊材面層分為：耐酸石材、耐酸磚、水玻璃膠泥或砂漿、樹脂膠泥、瀝青膠泥、聚合物水泥砂漿。整體面層分為：水玻璃混凝土、樹脂膠泥或砂漿、瀝青砂漿、密實混凝土、水磨石等。耐酸堿程度各不相同，與酸堿濃度有很大關(guān)系。水玻璃類材料不能用于亞硫酸鈉、亞硝酸鈉等呈堿性反應(yīng)的鹽類作用地面面層。樹脂稀膠泥、樹脂砂漿、玻璃鱗片膠泥、水玻璃混凝土、瀝青砂漿、軟聚氯乙烯板等整體面層以及瀝青膠泥砌筑塊材面層，適合用于室內(nèi)。樹脂類整體面層、瀝青砂漿面層和軟聚氯乙烯板面層，不能用于明火作用的部位，一定要遠離明火。

4.2 塊材面層結(jié)合層材料的選擇也要考慮防腐的要求

地面一般可分為塊材面層和整體面層，塊材面層如圖1所示。灰縫采用樹脂膠泥、水玻璃膠泥等剛性材料時，結(jié)合層要采用剛性材料，不要采用瀝青膠泥、瀝青砂漿等柔性材料。灰縫采用瀝青膠泥、水玻璃膠泥、聚合物水泥砂漿時，耐酸磚面層的結(jié)合層應(yīng)與灰縫一致。

5 結(jié) 語

綜上所述，工業(yè)建筑防腐蝕工程設(shè)計是一項復(fù)雜的工作，要想做好防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計必須認真執(zhí)行有關(guān)規(guī)范，總結(jié)實際工程經(jīng)驗，吸取新的科研成果，采用新材料，從而達到技術(shù)先進，實用安全，經(jīng)濟合理的目的。在設(shè)計中，從總圖布置到建筑構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系的選擇到地面面層及結(jié)合層的選擇，都應(yīng)考慮整個過程中防腐蝕設(shè)計的理念。這樣不但能提高建筑物的安全性，而且也能提高建筑物的使用壽命，最終得到一個既安全經(jīng)濟、使用壽命又長的工業(yè)建筑物。

參考文獻

[1]師小瑜.地下工程混凝土病害修補技術(shù)及養(yǎng)護對策研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2012（8）：12～13.

[2]肖勤.濱海地區(qū)地鐵車站結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計研究[J].中國建筑防水，2012（12）：67～68

[3]宋章樹.大跨重載工業(yè)建筑框架結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工[J].工業(yè)建筑，2010（1）：24～25.

作者簡介：楊曉敏（1961-），男，土家族，貴州銅仁人，本科，高級工程師，主要從事工作和研究方向是建筑設(shè)計方面。