鋼結構建筑銹蝕及防腐處理技術分析

王 倩

（四川建筑職業技術學院，四川德陽 618000）

建筑鋼材具有強度高、塑性韌性好、自重輕等優勢，在建筑工程中得到廣泛應用。大部分鋼結構構件可以提前在工廠中制作，隨后運輸至現場拼裝，極大限度縮短施工工期。鋼材的耐腐蝕性、耐銹蝕性較差，每年因銹蝕造成的經濟損失約占國民經濟總產值的4%，需要引起充分關注[1]。除了經濟損失，發生銹蝕問題時，鋼結構的穩定性與質量也會受到一定影響，存在巨大隱患。因此，對鋼結構建筑銹蝕與防腐處理技術進行分析具有重要意義。

1 鋼結構腐蝕概述

1.1 鋼結構腐蝕的主要原因

鋼結構建筑長期外露，在空氣中受雨水侵蝕銹蝕。常溫下的鋼鐵腐蝕主要為電化學腐蝕，常溫大氣環境下，鋼材料受氧氣、空氣中水分以及結構表面污物、銹層、焊渣等因素影響，出現銹蝕和腐蝕情況。空氣濕度低于60%時，鋼結構受輕微腐蝕；空氣濕度超過鋼材最大極限時（臨界濕度），腐蝕情況比較嚴重，臨界濕度為60%～70%。鋼結構建筑處于空氣污染較嚴重的地區或沿海地區時，空氣中的鹽分含量較高，與正常大氣環境相比，臨界濕度更低，會在鋼材表面形成一層水膜。鋼結構表面未處理完全的焊渣、銹層、氧化鐵皮等為陰極，鋼結構構件為陽極，會在水膜中發生電化學腐蝕反應，是引起鋼結構腐蝕的主要原因[2]。

1.2 鋼結構腐蝕的危害

鋼結構出現腐蝕問題未及時解決，隨著使用時間延長，會對鋼結構的強度、穩定性等造成破壞，使其承載能力無法滿足項目要求。隨著時間推移，受自然環境影響，鋼筋的疲勞程度進一步加劇，將埋下巨大的安全質量隱患。

1.3 鋼結構腐蝕類型

（1）大氣腐蝕。

大氣腐蝕屬于常見的腐蝕形式。空氣中含有氧氣、水分以及其他氣體成分，鋼結構經過物理、化學處理，表面的物質會和大氣中的物質產生化學反應。剛制作完成的鋼構件，無保護的情況下長期暴露在空氣中，受腐蝕的概率增加。

（2）局部腐蝕。

電偶腐蝕和縫隙腐蝕屬于比較常見的局部腐蝕現象。不同金屬通過鋼結構連接，形成正負電位差，加大鋼結構腐蝕的嚴重程度，屬于電偶腐蝕。縫隙腐蝕在施工中形成，施工人員未注重細節管理，使鋼結構表面留下縫隙，容易造成水分和其他液體殘留，引起銹蝕問題。

（3）應力腐蝕。

應力腐蝕類型比較少見，主要在應力作用下產生。應力腐蝕具有瞬發性特點，無明顯征兆，難以提前制定有效的措施進行預防，且危害巨大[3]。

2 建筑鋼結構防腐技術

2.1 使用抗腐蝕性能突出的耐候鋼

為了避免銹蝕和腐蝕情況發生，應選擇性能突出的材料，嚴格把控材料質量關卡。建筑工程中，耐候鋼的應用十分普遍，與其他類型的鋼材相比，耐候鋼的防腐性能較突出，使用壽命較長，能夠減少后期出現腐蝕的可能性[4]。耐候鋼表面具有一層防腐薄膜，可以將材料和氧氣、水分等物質隔離，是其防腐性能突出的主要原因。在橋梁以及其他長期暴露在室外環境的工程中，耐候鋼的優勢更加突出。

2.2 熱浸鋅防腐技術

熱浸鋅防腐技術屬于化學手段，正式使用前，有關人員需要按照一定比例調制鋅液，將調制的鋅液和硝酸鈉溶液混合，攪拌至兩者完全融合。保證外部溫度適宜的情況下，將建筑使用的鋼材完全浸泡在配置的混合溶液中，確保鋼結構表面完全浸入，常溫環境放置一段時間，形成熱浸鋅保護層，這提高鋼材防腐性能。部分工程項目對鋼結構性能的要求比較高，使用熱浸鋅防腐技術時，可以先將混合液加熱至約600 ℃，控制鋅層厚度，從而提升防腐效果。目前，該技術在建筑鋼材防腐中的應用已經十分成熟，適用于絕大部分場景。

2.3 熱噴鋁復合涂層防腐技術

應用熱噴鋁復合涂層防腐技術前，應安排專業人員清理鋼結構表面，確保無任何污物和水分。實施熱噴鋁復合涂層防腐技術前，利用除銹劑清除表面的銹蝕和氧化鐵層。施工人員以鋼材的橫截面作為基點進行熱噴鋁作業，嚴格按照施工要求控制鋁層厚度，不得超過正常范圍[5]。目前，熱噴鋁復合涂層防腐技術，在鋼結構工程施工中的應用十分普遍，腐蝕問題發生的可能性降低。

2.4 噴油漆防腐技術

安排技術人員開展噴砂除銹工作，去除鋼結構表面的污垢，根據涂漆的要求對鋼材表面進行噴油漆作業。底漆和面漆均需要根據施工環境、溫度、濕度以及工程的要求進行選擇，確保發揮最大作用。噴油漆環節，應保證油漆的均勻性，厚度需要與設計圖紙相符合，以免產生局部銹蝕的問題。首次噴油漆工序完成后，放置通風處晾曬；油漆凝固后進行二次噴涂，使鋼結構的防腐性能達到最佳。

2.5 重腐蝕油漆防腐技術

應用重腐蝕油漆防腐技術前，安排專業技術人員根據鋼結構特點進行防腐設計，確保防腐技術具有針對性。應用技術時，可以在鋼結構表層均勻涂抹聚氨酯油漆，如果鋼材本身的銹蝕情況嚴重，可以將防腐油漆覆蓋在原涂層中，利用環氧樹脂材料澆筑，應嚴格控制氧氣和水分的流動速度。

2.6 鋼結構腐蝕的防護

（1）金屬保護層。

金屬保護層利用具有陰極或陽極保護作用的金屬或合金，通過電鍍、噴鍍、熱鍍等方式，在鋼材結構表面形成保護膜，將腐蝕物質和金屬隔斷，起到有效的防護作用。

（2）化學保護層。

化學保護層是在鋼結構表面生成的化合物薄膜，耐腐蝕性十分突出，可以將重點部位的鋼結構與腐蝕介質隔離。

（3）非金屬保護層。

與金屬保護層的原理類似，非金屬保護層采用涂料、塑料以及搪瓷，在涂刷和噴涂的方式下，在金屬表面形成保護層，從而起到保護作用。

2.7 鋼材表面處理方式

（1）噴射或拋射除銹

為了保證除銹技術的應用達到相關要求，有關部門對噴射或拋射除銹進行分級。Sa1級：鋼結構表面無肉眼可見的污物和油脂，不存在氧化皮、鐵銹、油漆涂層；Sa2級：鋼結構表面無肉眼可見的油污和其他雜物，氧化皮、鐵銹和其他附著物已經清除干凈，殘留物牢固可靠；Sa2.5級：鋼結構表面無污垢和油脂，鐵銹、涂料涂層等附著物基本無殘留痕跡；Sa3級：在專業領域被稱為“出白級”，是最高級別。

（2）手工和動力工具除銹。

手工和動力工具除銹同樣具有層次鮮明的等級要求。St2級：鋼結構表面無明顯污垢，鐵銹、氧化皮等土層清除干凈；St3級：鋼材表面無附著不牢的氧化皮，清理等級比St2級更高，鋼材底部露出明顯的金屬光澤。

2.8 防腐涂料的選擇

防腐涂料的選擇是鋼結構防腐效果的決定性影響因素之一，應充分考慮油漆和除銹等級的適配性，確保底漆和面漆能夠相互配合。常見的涂料包括紅丹系列（油性防銹漆、酚醛防銹漆）、鐵紅系列、聚氨酯底漆、聚氨酯清漆、環氧富鋅底漆、氯化橡膠漆、無機富鋅底漆、脂肪族聚氨酯面漆等。

鋼結構常用底漆、中間漆和面漆的配套組合如表1所示。

表1 鋼結構常用底漆、中間漆和面漆的配套組合

3 鋼結構建筑防腐保護工程的質控方法

3.1 優化工程設計

為了保證項目質量符合要求，應優化防腐工程設計，要求施工單位和設計方進行技術交底，交流實際操作中的重難點，確保施工材料選型、防腐技術的應用、設計指標等符合要求，營造良好的作業環境，從而保證防腐施工方案和實際情況相符。選擇防腐材料時，應考慮材料的物理性能、化學性能、防腐性能以及項目要求、環境特點、施工溫度等各方面因素。正式應用前，選擇部分材料開展試驗，檢驗其合理性與可行性。進行防腐材料的涂抹時，綜合考慮鋼結構的底端、表層以及中間區域的受力情況、腐蝕情況，按照比例要求合理配置涂層，控制厚度。

3.2 優化施工保護

防腐保護工程開展過程中，為了確保項目質量符合要求，應采用合適的手段加強細節管控，優化施工保護，確保防腐技術的每道工序緊密銜接，保證其綜合價值。

嚴格把控施工流程，強化工序管理。建筑單位可以優化內部組織結構，成立專門的質量監管小組，安排專人專崗將監督工作按照要求落實到位。工序發生改變或設計出現調整時，應先上報情況，得到上級部門的批準和認同后進行調整。進度和質量施工方面，應按照相應的要求進行管控，重點關注細節問題。

鋼結構防腐技術的應用是否能夠取得理想效果，不僅取決于設計方案、施工計劃，與施工人員的專業能力與綜合素質也具有密切聯系。應充分重視施工隊伍建設質量，定期開展專業技能培訓，提升施工隊伍的整體素質[6]。保證崗位員工具有相應的資格證書，嚴厲打擊技術力量薄弱的情況，定期對施工人員作業行為進行監督管控。

3.3 優化技術流程

鋼結構防腐技術的操作方案，通常在設計人員、施工人員考察現場實際情況，并綜合考慮多方面因素后制定，能夠對具體工作和施工步驟起引導作用。施工環節應遵循方案上的要求進行，合理應用防腐技術，深入分析大氣腐蝕、應力腐蝕、局部腐蝕等影響因素，從源頭上進行管控[7]。我國科學技術發展迅速，會有越來越多先進技術被應用至鋼結構防腐，可加大力度研發防腐涂料，引進新型技術，結合專業設備來提升鋼結構防腐施工效果，全面保障工程整體質量。

4 結語

防腐工作是鋼結構施工中需要關注的重點內容，也是提升結構穩定性與可靠性的關鍵。有關人員應深入了解引起腐蝕的主要因素以及其能夠帶來的危害，制定針對性的施工計劃，合理應用防腐蝕技術，顯著提升鋼結構防腐能力，延長使用壽命，對推動我國鋼結構工程建設事業的發展具有重大意義。