小議鋼結構防腐工程及維護

成銀林

摘 要：鋼結構有質量輕而強度高，塑性和韌性好，施工周期短等特點，因此在高層建筑、大型工廠、大跨度空間結構、交通能源工程、住宅等建筑中得到了廣泛的應用和發(fā)展。

關鍵詞：建筑；鋼結構；防腐工程；維護

1 引言

油漆防腐具有外表美觀、涂裝工藝簡單等特點，多年來一直被廣泛采用。涂（噴）油漆防腐首先要徹底除銹（人工除銹或噴砂除銹），然后涂（噴）油漆。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境，不同涂層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般有底漆與面漆之分，底漆一般采用環(huán)氧鐵紅底漆、環(huán)氧煤瀝青底漆或氟碳底漆等，面漆采用環(huán)氧聚氨酯、丙烯酸聚氨酯或氟碳涂料等。然而，隨著鋼結構建筑的日益增多，鋼結構的保養(yǎng)與維護工作顯得尤為重要，其內容主要包括建筑鋼結構的防腐與防火兩方面。

2 建筑鋼結構的各種防腐方法及特點

2.1 采用具有抗腐蝕能力的耐候管

耐候管是在低碳或低合金鋼中添加銅、鉻、鎳等元素制成的一種耐大氣腐蝕的剛材。在大氣作用下，表面自動形成一種致密的防腐薄膜，起到抗蝕作用。其抗腐蝕能力高出一般鋼材2～4倍。這種鋼材不涂裝就可以使用，很適合于露天鋼結構，是極好的結構用材。在日本，耐候鋼自20世紀60年代后期首次在橋梁上應用之后，迄今應用越來越多。在所有的鋼橋中，其應用率占到5%～7%。在美國，則有大約45%的橋梁應用了耐候鋼。在國內，因其價格昂貴，目前應用不多，今后的任務是不斷降低耐候鋼的成本，研究有抗腐能力的焊縫金屬和焊接工藝，使耐候鋼逐步推廣到鋼結構中。

2.2 熱浸鋅防腐

熱浸鋅防腐是將除銹后的剛才進入600℃高溫熔化的鋅液中，使鋼材表面附著鋅層。實踐表明，為起到防腐蝕的作用，對于厚度5mm以下的薄板，鋅厚度應≮65 ；對于厚板，鋅層厚度應≮86 。在一般的大氣環(huán)境下，可以提供10年左右的有效保護，而且質量穩(wěn)定，因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴重且不易維修的室外鋼結構中，如輸電塔、通訊塔等。熱浸鋅發(fā)明于18世紀中葉，至今仍是鋼材防腐方法中最普遍、最有效的工藝措施。但是，熱浸鋅防腐工藝由于受渡槽容積所限，不能對較大尺寸的結構進行防腐施工；不能在現(xiàn)場進行熱浸鋅防腐，只能在固定的工廠施工，勢必造成大量的往返運輸費用；熱浸鋅鍍層碰傷后，其自身無法恢復，因此，熱浸鋅方法最適宜于小型鋼構件、輕型鋼構件的防腐。

2.3 熱噴鋁（鋅）復合涂層防腐

這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當?shù)拈L效防腐方法。具體做法是：先對鋼構件表面做噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛。再用乙炔-氧焰或電弧噴涂設備將不斷送出的鋁（鋅）進行加熱，將熔融的粒子霧化、噴射并沉積到基材表面，噴涂層厚度約80～100 。最后用環(huán)氧樹脂或氧丁橡膠漆等涂料填充毛細孔，已形成復合涂層。熱噴鋁（鋅）涂層防腐機理為陰極保護，在腐蝕環(huán)境下，即使防腐涂層局部破損，仍具有犧牲自身而保護鋼鐵基體的效果。歐美發(fā)達國家于20世紀50～70年代開始采用這種方法，幾十年的實踐證明，熱噴鋁（鋅）復合涂層是鋼結構長效防腐的最好方法，這一結論已經(jīng)得到了工程界的認可。這種工藝的優(yōu)點是對構件尺寸適應性強，構件形狀尺寸幾乎不受限制。而且這種工藝的熱影響是局部的，受約束的，因而不會產(chǎn)生熱變形。我國于20世紀60年代曾采用火焰噴涂防腐，10多年后檢查效果良好。但火焰噴涂的生產(chǎn)效率較低，噴砂噴鋁（鋅）的勞動強度大，嚴重制約著鋼結構的加工工期，可能會出現(xiàn)防腐施工效率與工期的矛盾。

2.4 涂（噴）油漆防腐

油漆防腐具有外表美觀、涂裝工藝簡單等特點，多年來一直被廣泛采用。涂（噴）油漆防腐首先要徹底除銹（人工除銹或噴砂除銹），然后涂（噴）油漆。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境，不同涂層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般有底漆與面漆之分，底漆一般采用環(huán)氧鐵紅底漆、環(huán)氧煤瀝青底漆或氟碳底漆等，面漆采用環(huán)氧聚氨酯、丙烯酸聚氨酯或氟碳涂料等。但由于尤其涂層的老化、粉化會使這種保護作用減弱或失去作用。同時尤其涂層本身有無數(shù)的微針孔，長期處在鹽霧、潮濕環(huán)境下，cl-離子、水分子等會通過針孔腐蝕基體金屬，導致油漆層剝落。因此，涂（噴）油漆防腐必須定期維護。氟碳涂料含氟樹脂三氟氯乙烯，由于氟樹脂分子中有化學結合力特別強的CF鍵存在，在受熱、光（包括紫外線）、各種化學介質溶劑作用下，CF鍵難以斷裂，使得氟樹脂具有超強的耐候性、耐磨性及耐腐蝕性等。經(jīng)試驗驗證，氟碳涂料的預期防腐壽命可達50年，使用于室外或潮濕環(huán)境的鋼結構，是目前較為理想、有發(fā)展前途的一種長效防腐方法。

3 建筑鋼結構的防火

3.1 水冷卻法

水冷卻法是一種主動保護方法，即在火焰、煙氣作用與鋼結構之前，系統(tǒng)主動去降低火焰、煙氣的溫度，從而保護鋼結構不受損害。其特點是造價相對較低，施工簡單，但防腐效果不好，一旦水噴淋強度不足或火焰溫度上升過快，鋼結構將失去系統(tǒng)保護；而且該系統(tǒng)受結構幾何形狀的限制，對于結構復雜的鋼結構起不到保護作用；另外，該系統(tǒng)受環(huán)境因素影響大，對于室外或室內溫度過高、過低的建筑無法使用。

3.2 包封法

包封法是目前廣泛使用的一種鋼結構防火方法，該方法施工簡便，造價低，防護效果好，在實際工程中應用非常廣泛，特別是在對鋼柱、鋼梁、樓板保護中，多數(shù)采用此方法。但此方法增加了結構的重量，占用空間，影響美觀，因此對于一些特殊部位，如屋蓋。中庭、大跨度空間、有裝飾需要的場所無法使用此方法。

3.3 單面屏蔽法

單面屏蔽法主要是在鋼構件的迎火面設置阻火屏障，將構件與火焰隔開。如在鋼外住內側，梁底下吊頂設置防火板。但對施工工藝要求較高，接縫、孔洞處要封閉嚴密，而且大空間、大跨度的鋼結構無法使用，應用范圍狹窄。

4 結束語

隨著建筑鋼結構用鋼的國產(chǎn)化，我國鋼結構的發(fā)展迎來新的機遇，同時各種技術上的難題也將會相機出現(xiàn)。筆者對鋼結構的有點做了介紹，提出了鋼結構防腐與防火問題，列出了相應的解決方法，并對這些方法做了詳細的介紹。進一步完善了鋼結構理論，確保鋼結構的經(jīng)濟、安全、可靠。

參考文獻：

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