防腐設(shè)計在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

張媛媛

摘要：針對工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)腐蝕問題，首先對幾種常見的腐蝕類型及其產(chǎn)生機理進行分析，隨即在明確結(jié)構(gòu)腐蝕對建筑安全有重大危害的基礎(chǔ)上，深入探討工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)中防腐設(shè)計的具體應(yīng)用，提出有效的結(jié)構(gòu)防腐方法。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)；防腐設(shè)計；應(yīng)用

中圖分類號：TU352.3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1674-3024（2017）08-0189-01

引言

工業(yè)建筑中惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，增大了建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕的可能性，以及腐蝕發(fā)生后的發(fā)展速度，若未能采取有效措施處理結(jié)構(gòu)腐蝕，還將造成一系列問題，甚至危及建筑安全。因此，在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)中合理應(yīng)用防腐設(shè)計，是確保建筑安全的重要舉措之一。

1.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)腐蝕類型和產(chǎn)生機理

1.1大氣腐蝕及其產(chǎn)生機理。工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生大氣腐蝕是因為空氣當(dāng)中的氧氣、水等成分發(fā)生電化學(xué)或化學(xué)作用。空氣中的水會在結(jié)構(gòu)表面形成一層電解液，而氧氣會溶于電解液中變成陰極去極劑，這兩者和建筑結(jié)構(gòu)本身會形成—個腐蝕原電池。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的表面出現(xiàn)一層由于大氣腐蝕造成的銹跡以后，腐蝕作用生成的產(chǎn)物會對電極反應(yīng)造成一定影響，從而加劇結(jié)構(gòu)腐蝕。

1.2局部腐蝕及其產(chǎn)生機理。在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)中，局部腐蝕是一種常見且危害較大的破壞形態(tài)，包含電偶腐蝕及縫隙腐蝕等類型。其中，電偶腐蝕通常出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)連接處或組合結(jié)構(gòu)上，負電位結(jié)構(gòu)的腐蝕速度大于正電位結(jié)構(gòu)，而且正電位結(jié)構(gòu)還會因此受到保護，兩者和建筑結(jié)構(gòu)本身構(gòu)成了一個腐蝕原電池。縫隙腐蝕大多出現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)不同構(gòu)件之間或表層縫隙上，在縫隙的寬度可以容納液體懸留時產(chǎn)生，建筑結(jié)構(gòu)裂縫的縫隙腐蝕敏感寬度在0.025-0.10mm范圍內(nèi)。

1.3應(yīng)力腐蝕及其產(chǎn)生機理。應(yīng)力腐蝕是指在某種介質(zhì)環(huán)境下，建筑結(jié)構(gòu)若不受應(yīng)力影響，則幾乎不存在腐蝕，而一旦受到應(yīng)力以后，在很短的時間內(nèi)就會出現(xiàn)腐蝕或斷裂。由于應(yīng)力腐蝕引發(fā)的斷裂沒有較為顯著的征兆，因此往往會造成巨大損失，如管線泄漏、建筑結(jié)構(gòu)倒塌和橋梁垮塌等。

2.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)腐蝕危害

通過對工業(yè)建筑腐蝕產(chǎn)生機理的探究可知，腐蝕屬于不均勻破壞過程，如果結(jié)構(gòu)的表面出現(xiàn)若干腐蝕坑，則從坑底開始會快速向縱深蔓延，隨即使應(yīng)力集中，而應(yīng)力的集中對腐蝕現(xiàn)象有加速的作用，這種具有循環(huán)特點的連鎖反應(yīng)即為建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)力腐蝕主要表現(xiàn)形式。結(jié)構(gòu)物遭到應(yīng)力腐蝕以后，其抗冷脆性能大幅降低，致使承重結(jié)構(gòu)在沒有任何征兆的情況下瞬時產(chǎn)生脆性斷裂，導(dǎo)致建筑局部或整體倒塌，嚴(yán)重危及建筑內(nèi)部與周圍人們的人身安全。此外，當(dāng)結(jié)構(gòu)受到一定沖擊荷載以后，腐蝕產(chǎn)物與介質(zhì)會加速結(jié)構(gòu)疲勞響應(yīng)，導(dǎo)致建筑處于不安全狀態(tài)。

3.工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計應(yīng)用

基本要求：（1）結(jié)構(gòu)表層處理。表層處理至關(guān)重要，需徹底清除結(jié)構(gòu)表層留有的銹跡與污物，特別是部分鋼制結(jié)構(gòu)在軋制鋼材過程中留下的黑氧化皮，它是造成腐蝕現(xiàn)象的根源，必須予以全面清理。（2）防腐材料選擇。在結(jié)構(gòu)表層均勻涂抹防腐漆，依然是當(dāng)前工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)最常用的防腐手段。防腐漆的選擇也十分重要，要求在不會和結(jié)構(gòu)自身發(fā)生反應(yīng)的基礎(chǔ)上，最大限度的發(fā)揮防腐效果，并且造價合理。（3）防腐涂層厚度。防腐涂層過厚或過薄都不利于工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)防腐實效。若防腐層過厚，一方面增加防腐漆用量，增大經(jīng)濟負擔(dān)。另一方面還會影響建筑結(jié)構(gòu)整體外觀，尤其是部分功能性構(gòu)件，會因防腐層過厚而影響正常使用。若防腐層過薄，會過早因人為破壞與自然損耗失去保護效用，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)腐蝕。因此，必須根據(jù)相關(guān)要求，結(jié)合不同建筑結(jié)構(gòu)實際情況，確定適宜的防腐層厚度。

3.2防腐方法

（1）改性結(jié)構(gòu)。該方法主要針對鋼制結(jié)構(gòu)而言，是指在鋼材冶煉時加入合金元素，以此在鋼制結(jié)構(gòu)的表面形成一層惰性金屬保護層。（2）陰極保護。該方法經(jīng)常應(yīng)用于水下結(jié)構(gòu)和地下結(jié)構(gòu)，是指在建筑結(jié)構(gòu)的表面附加活躍金屬，以活躍金屬代替建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕。（3）熱浸鋅。指在600～C高溫液化鋅中放入建筑結(jié)構(gòu)，促使結(jié)構(gòu)的表層形成一層鋅膜，以此起到防腐作用。該方法具有防腐有效時間長、質(zhì)量可靠等優(yōu)勢，在易受大氣腐蝕且難以維修的建筑結(jié)構(gòu)中較為適用。（4）涂層法。指在建筑結(jié)構(gòu)表面均勻涂抹一層防腐漆來實現(xiàn)防腐目的。

以上四種方法，除涂層法以外的三種方法都存在一定局限性或工藝復(fù)雜性，但涂層法因其涂層選擇范圍廣，且造價低廉，在當(dāng)前工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)防腐中得到廣泛應(yīng)用，以此對涂層法具體應(yīng)用進行分析。（1）基層處理。清理結(jié)構(gòu)上的毛刺和銹跡等附著物，露出結(jié)構(gòu)基面；（2）涂層作業(yè)。涂層共分三層，分別為底漆、中漆和面漆。其中，底漆有附著與防銹等作用；中漆的作用是增加防銹漆膜的厚度；面漆有抗老化和防腐蝕等作用。涂層作業(yè)中需合理配置不同漆層的厚度，以此發(fā)揮最佳的防腐效果；（3）質(zhì)量控制。①根據(jù)結(jié)構(gòu)的防腐要求使用適宜的基層處理方式。②底漆要有良好的粘附力和與中漆的結(jié)合性；中漆要充分考慮和不同涂料之間的相容性；面漆需要具有較強的抗風(fēng)化和抗腐蝕能力。③涂層作業(yè)需在適宜的溫濕度條件下進行，其中溫度不能超出5-38～C范圍，相對濕度不能超過85%。④涂層通常不少于4次，室外結(jié)構(gòu)干漆膜總厚以150±25um為宜，室內(nèi)結(jié)構(gòu)干漆膜總厚以125±25um為宜；海上、海邊與強腐蝕性環(huán)境下，干漆膜總厚一般為200-220um。

4.結(jié)束語

工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)因處于復(fù)雜、惡劣的作業(yè)環(huán)境而容易出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)腐蝕不僅影響美觀，影響結(jié)構(gòu)正常使用，還會帶來一定安全隱患。因此，有必要在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)中引入防腐設(shè)計，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、特點、功能、所處環(huán)境等采取適宜的防腐方法，并做好防腐質(zhì)量控制，以此從根本上減少或杜絕結(jié)構(gòu)腐蝕，為確保工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)安全提供可靠保障。