鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理

許 偉

（唐山鋼鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，河北 唐山 063000）

鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理

許 偉

（唐山鋼鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，河北 唐山 063000）

近幾年鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展異常迅猛。鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用也暴露出一系列的缺點(diǎn)，較為嚴(yán)重的是鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防腐處理進(jìn)行了綜述。

鋼結(jié)構(gòu)；防腐處理；深層

隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的廣泛應(yīng)用，由于鋼結(jié)構(gòu)本身的特性，并基于建筑的安全和耐久性，鋼結(jié)構(gòu)的防腐問題也越來(lái)越突出。目前，全世界每年因鋼結(jié)構(gòu)腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失已高達(dá)數(shù)千億美元以上；而且鋼結(jié)構(gòu)由于腐蝕造成的事故危及到結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行，腐蝕引起的災(zāi)難性事故已不少見。對(duì)于焊接鋼結(jié)構(gòu)和承受較大應(yīng)力狀況下的鋼結(jié)構(gòu)，在應(yīng)力作用下，其腐蝕將更快。

1 鋼材腐蝕的過程

鋼材的腐蝕是一種不均勻的破壞，腐蝕的發(fā)展過程很快，一旦在鋼結(jié)構(gòu)的表面發(fā)生，腐蝕的蝕坑會(huì)由坑底向縱深迅速發(fā)展，使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，而應(yīng)力集中又會(huì)加快鋼材的腐蝕，這是一種鋼材腐蝕的惡性循環(huán)。腐蝕使鋼材的抗冷脆性能下降、疲勞強(qiáng)度降低。鋼結(jié)構(gòu)建筑在自然環(huán)境下，受腐蝕后會(huì)有一定的減薄現(xiàn)象。

2 鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理

由于鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大損失，同時(shí)還帶來(lái)了重大的安全隱患，所以鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的安全性能與耐久性起著極為重要的作用。

2.1 鋼結(jié)構(gòu)的幾種防腐措施

2.1.1 熱浸鋅

熱浸鋅是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，鋅層厚度對(duì)5mm以下薄板不得小于65μm，對(duì)厚板不小于86μm。從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是耐久年限長(zhǎng)，生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中，如輸電線塔、通訊塔、壓型鋼板等。熱浸鋅的首道工序是酸洗除銹，然后是清洗，這兩道工序不徹底均會(huì)給防腐蝕留下隱患，所以必須處理徹底。對(duì)于具有相應(yīng)貼合面的構(gòu)件，應(yīng)注意貼合面的縫隙中酸洗不徹底或酸液洗不凈，造成鍍鋅表面流黃水的現(xiàn)象。熱浸鋅是在高溫下進(jìn)行的，對(duì)于管形構(gòu)件應(yīng)該讓其兩端開敞；若兩端封閉會(huì)造成管內(nèi)空氣膨脹而使封頭板爆裂，從而造成安全事故；若一端封閉則鋅液流通不暢，易在管內(nèi)積存。

2.1.2 涂層法

涂層法防腐一般不如長(zhǎng)效防腐方法（但目前氟碳涂料防腐蝕年限甚至可達(dá)50年），所以多用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或相對(duì)易于維護(hù)的室外鋼結(jié)構(gòu)防腐。涂層法防腐一次成本低，但用于戶外時(shí)維護(hù)成本較高。涂層法的施工第一步是除銹，優(yōu)質(zhì)的涂層依賴于徹底的除銹，所以要求高的涂層一般多用噴砂噴丸除銹，露出金屬的光澤，除去所有的銹跡和油污，現(xiàn)場(chǎng)施工的涂層可用手工除銹。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境，不同的涂層對(duì)不同的腐蝕條件有不同的耐受性；涂層一般有底漆（層）和面漆（層）之分，底漆含粉料多，基料少，成膜粗糙，與鋼材粘附力強(qiáng)，與面漆結(jié)合性好；面漆則基料多，成膜有光澤，能保護(hù)底漆不受大氣腐蝕，并能抗風(fēng)化。不同的涂料之間有相容與否的問題，前后選用不同涂料時(shí)要注意它們的相容性。涂層的施工要有適當(dāng)?shù)臏囟龋ㄔ?5℃～38℃之間）和濕度（相對(duì)濕度不大于85%）；涂層的施工環(huán)境粉塵要少，構(gòu)件表面不能有結(jié)露。涂裝后4小時(shí)之內(nèi)不得淋雨；涂層一般做3～5遍。干漆膜總厚度室外工程為150μm，室內(nèi)工程為125μm，允許偏差為25μm。在有強(qiáng)腐蝕性的大氣中，干漆膜總厚度可加厚為200μm～220μm。

2.1.3 陰極保護(hù)法

在鋼結(jié)構(gòu)表面附加較活潑的金屬取代對(duì)鋼材的腐蝕。此方法常用于水下或地下鋼結(jié)構(gòu)。

2.2 鋼構(gòu)件漆前表面處理常用方法

鋼構(gòu)件在加工、運(yùn)輸、存放等過程中，表面往往帶有氧化皮、鐵銹制模殘留的型砂、焊渣、塵土以及油污等；要使涂層能牢固地附著在鋼構(gòu)件的表面上，在涂裝前就必須對(duì)鋼構(gòu)件表面進(jìn)行清理；否則，不僅影響涂層與基體金屬的結(jié)合力和抗腐蝕性能，而且還會(huì)使基體金屬在即使有涂層防護(hù)下也會(huì)繼續(xù)腐蝕，使涂層剝落，影響鋼構(gòu)件的機(jī)械性能和使用壽命。因此鋼構(gòu)件涂漆前的表面處理是獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的防護(hù)層、延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命的重要保證和措施。

2.2.1 手工處理

如刮刀、鋼絲刷或砂輪等。用手工可以除去鋼構(gòu)件表面的銹跡和氧化皮，但手工處理勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，質(zhì)量差，清理不徹底。

2.2.2 化學(xué)處理

主要是利用酸性或堿性溶液與鋼構(gòu)件表面的氧化物及油污發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其溶解在酸性或堿性的溶液中，以達(dá)到去除鋼構(gòu)件表面銹跡氧化皮及油污的目的?；瘜W(xué)處理適用于薄板件清理，但若時(shí)間控制不當(dāng)，即使加緩蝕劑，也會(huì)使鋼材產(chǎn)生過蝕現(xiàn)象。對(duì)于較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件和有孔零件，經(jīng)酸性溶液酸洗后，浸入縫隙或孔穴中的余酸難以徹底清除，若處理不當(dāng)，將成為鋼構(gòu)件以后腐蝕的隱患?；瘜W(xué)物易揮發(fā)，成本高，處理后的化學(xué)排放工作難度大，若處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。隨著環(huán)保意識(shí)的提高，此種處理方法正被機(jī)械處理法取代。

2.2.3 機(jī)械處理法

主要有拋丸法和噴丸法。拋丸法是利用離心力將彈丸加速，拋射至工件進(jìn)行除銹清理的方法。拋丸靈活性差，受場(chǎng)地限制，清理鋼構(gòu)件時(shí)有些盲目性，在鋼構(gòu)件內(nèi)表面易產(chǎn)生清理不到的死角。該法設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易損件多，特別是葉片等零件磨損快，維修工時(shí)多，費(fèi)用高，一次性投入大。

3 科學(xué)防腐涂裝應(yīng)考慮的因素

由于涂層防腐工藝簡(jiǎn)單且造價(jià)低，所以實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛。鋼結(jié)構(gòu)防腐按鋼結(jié)構(gòu)的使用要求而定，一般情況下用常規(guī)防銹漆即可；當(dāng)所處的環(huán)境條件較惡劣時(shí)必須要采用性能優(yōu)異的防腐涂料如富鋅類涂料或采用耐侯鋼。鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝應(yīng)是一個(gè)科學(xué)的系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)工程，合理的鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層設(shè)計(jì)是創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)防腐工程的基礎(chǔ)?？茖W(xué)合理的涂裝方案能顯著提高鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝質(zhì)量，延長(zhǎng)防腐年限及維修間隔，降低防腐成本?？茖W(xué)合理的鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到以下因素。

第一，防腐涂裝要求：包括防腐年限、裝飾性要求、保光保色性要求，是否易于維修等。

第二，防腐蝕環(huán)境：即鋼結(jié)構(gòu)處于什么樣的腐蝕環(huán)境，包括一般大氣環(huán)境、工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境、化工大氣腐蝕環(huán)境、海洋大氣腐蝕環(huán)境、熱帶或寒帶地區(qū)、室內(nèi)還是室外、有無(wú)液體或其它氣體介質(zhì)（大氣除外）腐蝕等。

第三，涂裝環(huán)境條件：涂裝場(chǎng)所條件的溫濕度、室內(nèi)或室外、是否在專門的涂裝室內(nèi)涂裝等。

鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理非常重要，如果處理不好，對(duì)建筑物有很大影響，不僅會(huì)帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)帶有安全隱患。實(shí)際應(yīng)用中防腐技術(shù)還有待于進(jìn)一步完善。

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（責(zé)任編輯、校對(duì)：孫海祥）

Anti-corrosion Treatment of Steel Construction

XU Wei

(Tangshan Iron and Steel Design Institute Company Limited, Tangshan 063000, China)

The rapid development of steel construction anomalies in recent years. However, extensive use of steel has also revealed a number of weaknesses, but more serious is the corrosion of steel. Anti-corrosion Treatment for stell construction was reviewed.

steel structures; corrosion protection; deep layer

TG174.4

A

1009-9115(2011)05-0044-02

2011-06-07

許偉（1984-），男，河北唐山人，唐山鋼鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司助理工程師，研究方向?yàn)殇摬姆栏?/p>