防腐涂裝技術在鋼結構建筑中的應用分析

馮駿驥

（廣西建工集團基礎建設有限公司廣西南寧530001）

防腐涂裝技術在鋼結構建筑中的應用分析

馮駿驥

（廣西建工集團基礎建設有限公司廣西南寧530001）

伴隨著中國經濟的不斷向前發展，我國的建筑行業也同樣得到飛速的發展，尤其是鋼結構因為其自身的各種特性，自身重量較輕、擁有很好的抗震性能、在節能方面比較突出以及很容易達到較高的工業化程等優點，廣泛的應用到建筑行業中的方方面面，逐漸成為了建筑行業主要發展的趨勢。但是，在實際工程運用中，鋼結構也出現了一些明顯的缺點，在鋼結構建筑工程中，鋼結構部分往往會存在著腐蝕現象，腐蝕面積比較大，腐蝕速度也很快等嚴重的問題，使得建筑結構的使用安全大大降低，服役壽命也明顯下降，還危及到周邊的人民的生命財產安全，埋下了極大的安全隱患問題。所以，通過有效的方法來減緩或者抑制鋼結構腐蝕的問題成為了近幾年探究的焦點。本文主要是通過論述鋼結構的不同的腐蝕類型以及腐蝕機理，并將鋼結構防腐涂裝技術在鋼結構建筑工程中的應用進行分析，目的是能夠為改善鋼結構建筑工程中鋼結構部分的腐蝕現象提供一些可行的建議，進自己的貢獻綿薄之力。

鋼結構；防腐技術；建筑工程

1 鋼結構的腐蝕類型與機理

1.1 大氣腐蝕

首先面臨的腐蝕就是大氣腐蝕，建筑部分的鋼結構主要是與空氣中的氧氣、攜帶的水分等物質發生電化學等一系列化學反應，進而會在鋼結構表面逐漸累積形成了一層電解液，空氣中含有的氧氣會溶于此類電解液中，簡單的形成了一個腐蝕原電池，根據相關的化學機理反應，發生鋼結構的腐蝕現象（見圖1）。

圖1 鋼結構建筑在大氣中的腐蝕

1.2 局部腐蝕

局部腐蝕又可認為是不均勻腐蝕（見圖2），在鋼結構腐蝕現象中極為常見，主要包含兩種腐蝕：縫隙腐蝕和電偶腐蝕?？p隙腐蝕主要發生的位置在鋼構件和非金屬間、鋼結構與鋼結構間的表面縫隙處，一旦構件之間出現裂縫，當縫隙寬度逐漸增加至0.025～0.1mm時，一些有害液體會停留在縫隙間，很容易在鋼結構局部發生縫隙腐蝕。電偶腐蝕主要發生的位置是在不同類型的金屬組合的連接處，由于不同金屬的金屬活性不同，金屬間會形成了腐蝕原電池，其中，電位較負的金屬腐蝕的速度會很快。

1.3 應力腐蝕

應力腐蝕主要是指鋼結構在受到不同因素影響下發生腐蝕，主要影響因素是構件材料、力學以及電化學這三方面因素。鋼結構在建筑工程中主要承受彎、壓、拉等應力，結合實際工程以及大量實驗數據分析，鋼結構處于不受力的狀態下很少發生腐蝕，當處于應力狀態時，鋼結構的腐蝕速率會呈直線狀態增加，達到鋼結構的受力上限時，會發生脆裂現象，這種斷裂毫無征兆，所導致的后果不可想象。常見的有建筑倒塌、橋梁坍塌以及管道泄漏等等，一旦發生就會給人民給國家造成嚴重的經濟損失，危機人民的生命安全。

圖2 鋼結構部分局部腐蝕

2 建筑鋼結構腐蝕的危害

通過了解鋼結構的腐蝕類型以及腐蝕機理，發現鋼結構腐蝕大都屬于不均勻的破壞，當鋼結構表面出現較小范圍的腐蝕坑，腐蝕坑的腐蝕面積會迅速增加，導致鋼結構處于應力集中狀態，然而，應力集中也會提高腐蝕反應速率，最終導致鋼結構腐蝕形成一個惡性循環，降低鋼結構的抗冷脆性能，導致鋼結構脆性斷裂、橋梁坍塌、筑物倒塌等嚴重事故的發生，給國家給人民帶來不可估量的破害。

3 鋼結構防腐涂裝技術在建筑工程中的應用

3.1 鋼結構防腐涂裝技術的基本要求

在進行防腐涂裝技術之前，要做一些準備工作。①要對需要防腐涂裝的鋼結構表面進行處理，致使鋼結構表面處理質量達到相關的規范標準，該步驟看似簡單，卻是鋼結構防腐的關鍵步驟。對于鋼結構表面的銹層還有衍生的一些列污物，一定要清理干凈，這些物質作為電化學腐蝕的陰極，會大大加快鋼結構的腐蝕，清理不干凈會大大降低涂覆效果。②要結合現場實際情況選擇合適的材料。當前鋼結構防腐涂裝技術的重要方式是在鋼結構表面涂刷專用的鋼結構防腐漆。防腐漆主要由面漆、中層漆以及底漆三種構成。③要將涂層厚度控制在合理規范范圍內，還要確保涂層均勻，避免出現漏涂現象。

3.2 常用的建筑鋼結構防腐方法

3.2.1 使用耐候鋼

耐候鋼的耐腐蝕性能往往會高于一般鋼結構的鋼材，其主要金屬成分為銅、鉻、磷、鈦、鎳等，在耐候鋼與金屬接觸的表面位置會形成一道提升鋼材抗腐蝕性能的保護層。除了此種防腐蝕性能外，在低溫環境中，耐候鋼的沖擊韌性也比一般鋼結構要好的多。

3.2.2 熱浸鋅處理

熱浸鋅處理主要處理方式是將600℃左右處于高溫融化狀態的鋅液，浸入已經除銹后的鋼構件表面，在鋼構件的表面形成一道防護鋅層，從而達到很好的防腐蝕。此種處理方法有很多優點，不僅生產工業化程度高，生成質量較為穩定，后期耐腐蝕效果非常好，所以，類似于通訊塔、輸電塔等大型處于大氣腐蝕中，情況較嚴重，有很難達到維修的戶外鋼結構中極為常用。

3.2.3 熱噴鋁（鋅）復合涂層

熱噴鋁復合涂層（鋅）這是一種熱浸鋅防腐效果是長期的防腐方法（見圖3）。具體做法是先做噴砂除銹鋼構件表面，使其表面金屬光澤和毛。再用氧乙炔火焰或電弧噴涂設備將繼續發送鋁加熱（鋅）、霧化和噴涂熔融粒子沉積到襯底表面，涂料層厚度約為80～100μm。最后與環氧樹脂或氧氣填充毛細孔，丁基橡膠漆涂層形成復合涂層。熱噴鋁（鋅）涂層防腐陰極保護的機制，在腐蝕性環境中，即使防腐涂層和地方破損，還有犧牲自己來保護鋼基體的影響。這一過程的規模適應性強的優勢，組件的形狀大小幾乎是無限的。另一個優勢是，熱效應是本地的過程中，受到約束，不會產生熱變形。因此。熱噴鋁（鋅）復合涂層防腐效果和熱浸鋅防腐效果。重要的是要注意，這種方法只能在鋼組件的外墻，不是鋼構件的內壁，所以應充分兩端的管狀組件氣密性封閉處理，避免內壁腐蝕發生在管狀組件。這種大小的鋼構件防腐技術沒有太多要求，適用范圍廣泛，如葛洲壩船閘的建設方法的使用。

我國在1960年代由火焰噴涂防腐，十多年后，檢查結果是好的。但火焰噴涂生產效率低，噴砂噴鋁（鋅）勞動強度大，工期的鋼結構加工，可能出現防腐施工效率和工期。噴涂附著力和涂層有效約束力的矛盾，因此在很長一段時間使用更少的在國內和國外。與火焰噴涂、電弧噴涂和電弧氣體燃燒，大大提高工作效率和工作安全、和電弧溫度遠高于火焰，比火焰噴涂涂層結合強度，涂層質量完全可以滿足需求的長期防腐，所以被廣泛使用。電弧噴涂防腐層復合防腐壽命30～50年，熱浸鋅腐蝕的3～5倍，普通油漆防腐的10～15倍，重防腐涂料的4～5倍。電弧噴涂長效防腐在1990年代，在我國廣泛應用，取得了很好的保護作用。電弧噴涂長效防腐，在中國在未來幾十年里將會為國家節省大量鋼結構防腐維護成本，減少環境污染的涂料防腐保養，延長鋼結構的使用壽命，將會產生巨大的經濟效益和社會效益。

圖3 熱噴鋁（鋅）復合涂層現場施工圖

3.3 涂層法

目前為止，實際工程中經常運用于鋼構件的防腐涂層主要有以下幾種方式，包括油漆涂層、金屬保護層（鍍鋅等）、復合保護層等等，可根據實際工程中遇到的不同腐蝕情況，選擇有效的防腐涂層。最近幾年，將防腐材料涂覆在鋼結構表面是最經常用到的防腐方式。①要將鋼結構表面的毛刺、鐵銹、一些列衍生附作物等有害雜質進行仔細清除。②按照相關的施工工藝，將涂料涂覆在鋼結構表面，進而形成一道涂層防護薄膜，最終達到保護鋼結構的效果。防腐涂料大都是由面漆、底漆組成，涂層涂裝施工方式主要分為以下三種形式：先涂覆底漆，在涂覆面漆；先涂覆底漆，待一定時間后涂覆中漆，最后涂覆面漆；將底漆與面漆用同一種漆進行涂覆。面漆起到的主要作用達到一定防腐蝕效果，中漆最為主要的作用將面漆與底漆有效粘結，底漆主要是附著基層用于防銹，在實際防腐涂裝操作中，將三者進行科學有效的配套使用，才能達到最好的防腐蝕效果，使鋼結構建筑工程能達到長期防腐。

4 結束語

鋼結構以其優良的物理力學性能以及施工簡單等獨特性能，在國內建筑工程中已經得到認可，得到了越來越廣泛的應用，但鋼結構腐蝕不僅會造成金屬資源的巨大浪費，還會影響正常的生產作業。因此，將腐蝕建筑行業和相關行業有效結合，在進一步研究結構大氣腐蝕、局部腐蝕、應力腐蝕類型和機理的基礎上積極開發新防腐措施，將在未來鋼結構防腐工程發揮更重要的作用。

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