徐武杰

摘要：隨著各類鋼結(jié)構(gòu)建筑服役年限的增加，鋼結(jié)構(gòu)建筑的工程事故也引起了人們對結(jié)構(gòu)可靠性與耐久性越來越多的重視。銹蝕引發(fā)的工程事故頻發(fā)，而鋼材銹蝕對結(jié)構(gòu)性能影響的研究相對滯后。本文針對腐蝕的危害，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕類型以及鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施進行了分析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)建筑；防腐措施；質(zhì)量控制

引言

鋼結(jié)構(gòu)由于具有強度高、自重輕、施工速度快等優(yōu)點，是人們喜愛的建筑結(jié)構(gòu)之一，但是由于鋼本身的特點，存在腐蝕問題，作為工程人員很有必要了解防腐的知識，在工程實施過程中進行防腐保護，降低鋼結(jié)構(gòu)腐蝕而造成的損失。

一、腐蝕的危害

建筑鋼結(jié)構(gòu)一旦產(chǎn)生腐蝕，就會在金屬的表面形成坑點，這些腐蝕坑點很容易引起應(yīng)力集中，從而引發(fā)應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生，加劇腐蝕進程。隨著腐蝕的不斷擴展，結(jié)構(gòu)的有效承載面積也會大大減少，甚至直接造成結(jié)構(gòu)的失效。因此，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生腐蝕后，其承載力降低，低溫脆性增加，特別是在承受動力荷載作用時容易發(fā)生疲勞破壞引起結(jié)構(gòu)的突然破壞，引起嚴重的安全事故。由于鋼材發(fā)生腐蝕也造成大量的材料損耗，可能造成巨大的經(jīng)濟損失。我國每年因為鋼材的腐蝕引起的損失達到鋼產(chǎn)量的7%左右。在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑中，還會由于腐蝕而影響構(gòu)件的表面美觀度。

二、鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕類型

1、大氣腐蝕

大氣腐蝕是鋼結(jié)構(gòu)最常見的一種腐蝕方式，這種腐蝕是因為大氣中的水和空氣作用于鋼材，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而使鋼材受到腐蝕，對于一些直接接觸大氣的鋼材來說，發(fā)生這種腐蝕的概率會提高，而且受到的損傷也較大，因此，要避免鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大氣腐蝕，就要盡可能減少其與空氣的接觸。

2、局部腐蝕

對于鋼結(jié)構(gòu)來說，局部腐蝕也是比較常見的，可以分為兩種情況。第一種是電偶腐蝕，這種腐蝕是因為產(chǎn)生電位差而產(chǎn)生的腐蝕，在鋼結(jié)構(gòu)建筑中，如果有兩種不同類型的材料接觸，那么就會形成電位差，而電位較低的金屬會產(chǎn)生更大的腐蝕速度，在長時間的作用下，就會產(chǎn)生較嚴重的腐蝕，破壞鋼結(jié)構(gòu)的完整度。第二種就是縫隙腐蝕，鋼結(jié)構(gòu)在組合過程中，不可能所有的相接的地方都是緊密結(jié)合的，在一些地方會有縫隙產(chǎn)生，而這些縫隙給空氣中的水汽等物質(zhì)留下了停留的機會，在這些位置，這些水汽產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，然后就會使鋼材受到腐蝕。

3、應(yīng)力腐蝕

應(yīng)力腐蝕一般是在一些特殊的環(huán)境下，然后鋼材受到一定的應(yīng)力，這樣才會產(chǎn)生這種腐蝕，與其他腐蝕相比，這種腐蝕有著不同的特點，在發(fā)生腐蝕的時候，它沒有一些明顯的特征，會突然發(fā)生腐蝕，但是一旦這種腐蝕產(chǎn)生之后，往往會造成較大的影響，破壞性也比較大。

三、鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施

1、輕鋼結(jié)構(gòu)的涂層法防腐技術(shù)

這種方法是較為常見的一種防腐方法，而且也是被采用較為廣泛的方法，但是在使用過程中，不能持續(xù)較長的時間，優(yōu)點是成本低，經(jīng)濟性較強。在對輕鋼結(jié)構(gòu)采用這種方法進行防腐的時候，一般要經(jīng)過基層處理和涂層施工這兩個階段。對基層進行處理，就是要將鋼結(jié)構(gòu)表面的毛刺、污染物、銹跡等清除掉，使輕鋼結(jié)構(gòu)恢復(fù)本色的光澤，這個步驟對后面的施工是有影響的，要想達到最好的防腐效果，要在基層處理的時候盡可能的徹底。

涂層施工就是給鋼材涂裝一些防腐材料。涂層結(jié)構(gòu)的形式有三種。底漆-中漆-面漆；底漆-面漆；底漆面漆為同一種漆。其中底漆主要起附著和防銹作用；面漆主要起防腐蝕和防老化作用；中漆的作用于介于底、面漆之間，并能增加漆膜厚度。它們只有配套使用才能發(fā)揮最佳的作用，取得最佳效果。合理的涂刷方式，對保證涂裝質(zhì)量、施工進度、節(jié)約材料和降低成本有很大的作用，常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滾涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無氣噴涂法等。

2、鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層腐蝕失效原理及防腐

鋼材銹蝕對于鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性與耐久性影響顯著，而鋼材銹蝕通常發(fā)生在涂層脫落之后。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)防腐要求，一般情況下普通結(jié)構(gòu)采用常規(guī)防銹漆即可。然而所有防腐涂層長期處在各類腐蝕介質(zhì)的大氣環(huán)境中，由于自身的老化與某種物理或者化學(xué)的變化，必將逐步脫落，無法起到對鋼材的保護作用。涂層失效機理大致如下：有機涂層的多孔性與施工技術(shù)的限制使得與之接觸的水汽、氣體和其他物質(zhì)經(jīng)孔隙而被涂層吸收直通金屬表面，形成微觀腐蝕原電池，引發(fā)金屬腐蝕，最終導(dǎo)致涂層脫落。目前國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)建筑主要采用防腐涂層方法減輕或防止鋼材的銹蝕。合理科學(xué)的涂層能延長鋼材防腐年限從而使得鋼構(gòu)件服役壽命增加，同時降低防腐成本。根據(jù)鋼材銹蝕的電化學(xué)原理，可以使鋼材表面形成一層鈍化膜，阻止銹蝕電池形成，從而達到鋼材防銹的目的。鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕發(fā)生在其表面防腐涂層失效后，因此準確預(yù)測涂層體系使用壽命是研究在役鋼結(jié)構(gòu)抗震性能的前提。選擇合適于在役鋼結(jié)構(gòu)所處大氣環(huán)境的涂層，預(yù)測結(jié)構(gòu)服役年限，對保證結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性研究顯得尤為重要。

3、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(dǎo)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(xué)結(jié)合力特別強的CF鍵存在，在受熱、光（包括紫外線）、各種化學(xué)介質(zhì)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(yù)期防腐壽命可達50年，使用于室外或潮濕環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu)，是目前較為理想、有發(fā)展前途的一種長效防腐方法。

4、陰極保護防腐

這是一種通過犧牲陽極或者直接施加電流的方式對金屬母體進行保護的方法，能夠有效防止電化學(xué)腐蝕?？梢酝ㄟ^熱鍍鋅或者冷噴鋅工藝在建筑鋼結(jié)構(gòu)中金屬表面獲得富鍍層，由于鍍層中的鋅比鐵具有更強的活性而形成陽極首先被腐蝕，從而使陰極鋼基體得到保護。其中熱鍍鋅工藝是將經(jīng)過表面處理的鋼構(gòu)件浸入液態(tài)金屬鋅中，在鋼構(gòu)件表面形成冶金形態(tài)的富鋅覆蓋層；冷噴鋅工藝則是在鋼構(gòu)件表面直接涂裝形成富鋅的保護膜。熱鍍鋅和冷噴鋅防腐具有防腐期限長、維護成本低、環(huán)境污染小、施工方便等優(yōu)點。鋼結(jié)構(gòu)高強連接螺栓的防腐也常用這種方法。

結(jié)束語

在建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用過程中，若不做好相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)防腐處理，就會使鋼結(jié)構(gòu)在使用的過程中極易受到外界某些腐蝕介質(zhì)的侵蝕，而降低鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能與使用性能，縮短其使用壽命。而在對其進行防腐處理時，需要遵循一定的防腐處理技術(shù)要求，根據(jù)實際的需要，合理的選擇最佳的防腐施工技術(shù)，以提高鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)的實用性、經(jīng)濟性與合理性。

參考文獻

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