陸薇

摘 要：文章以臨海地區(qū)的某鐵路鋼結(jié)構(gòu)廠房為例，探討了鋼結(jié)構(gòu)在高濕度、海邊鹽霧環(huán)境下表面需采取的各種防腐措施以及鋼結(jié)構(gòu)涂裝配套方案的設(shè)計(jì)，為其他臨海地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)廠房的防腐設(shè)計(jì)提供參考。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；防腐；耐久性；涂裝；海邊鹽霧環(huán)境

鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中，易與大氣中的水分、氧、鹽分或其他污染物發(fā)生化學(xué)及電化學(xué)反應(yīng)而被腐蝕，大氣中的水分吸附在鋼材表面形成水膜，是造成鋼材腐蝕的決定因素。大氣的相對(duì)濕度保持在60%以下，鋼材的大氣腐蝕是輕微的，當(dāng)超過60%～70%時(shí)鋼材的腐蝕速度突然升高。鋼結(jié)構(gòu)受腐蝕后物理，機(jī)械性能等下降，嚴(yán)重影響了工程結(jié)構(gòu)的使用功能及建筑外觀，降低了工程的使用壽命。因此，選擇適當(dāng)?shù)姆栏g技術(shù)，合理的涂裝設(shè)計(jì)，是確保鋼結(jié)構(gòu)安全，耐久的重要措施。

某鐵路配套設(shè)施鋼結(jié)構(gòu)廠房位于臨海地區(qū)，該地區(qū)為低鹽度沿海區(qū)域，大氣的年平均相對(duì)濕度65%，最熱月平均相對(duì)濕度為77%。為了有效地控制鋼材的腐蝕，延長鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，確保工程的完整和安全，文章對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕問題作了深入的分析研究，探討了在海邊鹽霧環(huán)境下及年平均濕度為65%以上環(huán)境下使用的鋼結(jié)構(gòu)防腐耐久性的控制設(shè)計(jì)以及鋼結(jié)構(gòu)涂裝方案的設(shè)計(jì)。文章首先根據(jù)相關(guān)規(guī)范和本工程的特定環(huán)境確定鋼結(jié)構(gòu)的表面處理方法和處理等級(jí)，接著確定腐蝕等級(jí)和防腐涂層設(shè)計(jì)使用年限，最終確定涂料配套體系。

1 鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法和處理等級(jí)

鋼結(jié)構(gòu)在涂裝之前必須進(jìn)行表面預(yù)處理，鋼結(jié)構(gòu)表面的處理方法、處理等級(jí)的確定是涂裝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，日本《防蝕技術(shù)》一文，認(rèn)為影響涂層質(zhì)量的諸因素所占的比例如下所示：表面處理（除銹質(zhì)量）的影響程度占49.5%，涂層厚度（涂裝道數(shù)）占19.1，涂料品種占4.9，其他（施工與管理等）占26.5，可見鋼結(jié)構(gòu)表面處理質(zhì)量是涂層過早破壞的主要影響因素，因此除銹方法與等級(jí)的確定很重要。

1.1 腐蝕等級(jí)的確定。我國國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50046-2008）第3章中規(guī)定，各種介質(zhì)對(duì)建筑材料長期作用下的腐蝕性，可分為強(qiáng)腐蝕、中腐蝕、弱腐蝕、微腐蝕4個(gè)等級(jí)，同一形態(tài)的多種介質(zhì)同時(shí)作用在同一部位時(shí)，腐蝕性等級(jí)應(yīng)取最高者。根據(jù)所給工程環(huán)境介質(zhì)和環(huán)境因素，常年相對(duì)濕度65%以上，確定本工程室內(nèi)、室外的腐蝕等級(jí)均為中等腐蝕。

1.2 鋼結(jié)構(gòu)處理方法分析。國內(nèi)外鋼材表面預(yù)處理方法主要有：手工工具處理、手工機(jī)械處理、噴射或拋射處理、酸洗處理和火焰處理等。我國規(guī)范《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評(píng)定》GB/T8923.1—2011中規(guī)定了三種方法：噴射清理Sa、手工和動(dòng)力工具清理St、火焰清理FI。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)處理等級(jí)確定。由以上對(duì)處理方法的分析，本工程鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面最終選取了噴射清理。該清理方法具體分為四個(gè)等級(jí)分別為Sa1、Sa2、Sa2、Sa3，由國家標(biāo)準(zhǔn)《涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評(píng)定》GB/T8923.1—2011可知，Sa2是非常徹底的噴射清理，處理后表面的重要特性為氧化皮、銹、油漆涂層和外來物被徹底去除，只有極少量以斑點(diǎn)或條紋形式存在，該等級(jí)能滿足中等腐蝕等級(jí)的承重構(gòu)件的處理要求。另外，相關(guān)文獻(xiàn)表明Sa3級(jí)在相對(duì)濕度小于55%的條件下才能實(shí)現(xiàn)，而文章討論的工程年平均相對(duì)濕度為65%，因此中等腐蝕等級(jí)的承重構(gòu)件處理等級(jí)需要Sa2級(jí)。

2 鋼結(jié)構(gòu)涂裝設(shè)計(jì)

2.1 防腐蝕涂層的耐久性設(shè)計(jì)。我國《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046-2008中沒有提出防腐蝕涂層的耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在ISO12944標(biāo)準(zhǔn)中，涂料系統(tǒng)的耐久性劃分了3個(gè)時(shí)間間隔：短期2～5年、中期5～15年和長期15年以上，且該耐久性是指施工結(jié)束后到第一次維護(hù)要求的時(shí)間，不是法定期限，不構(gòu)成任何擔(dān)保。因此，在涂料系統(tǒng)進(jìn)行第一次大修前，涂層不可能永遠(yuǎn)是完好的，應(yīng)該定期進(jìn)行計(jì)劃性的維修保養(yǎng)工作。根據(jù)以上防腐涂層的設(shè)計(jì)原則和本工程在使用功能和維修上的重要特點(diǎn)，確定本工程的防腐蝕涂層耐久性設(shè)計(jì)使用年限為15年。

2.2 涂層配套方案的設(shè)計(jì)。

2.2.1 涂料的選擇。底漆在涂料涂裝配套中賦予涂層良好的耐腐蝕性能。目前我國應(yīng)用的防腐蝕底漆主要有富鋅底漆、環(huán)氧鐵紅底漆、醇酸底漆，噴涂鋅/鋁粉防銹漆等。由于富鋅底漆作為長效型鋼結(jié)構(gòu)重防腐涂料具有涂能強(qiáng)、耐熱性優(yōu)良、附著力好、耐候性好、不影響焊接施工等優(yōu)點(diǎn)，已成為鋼結(jié)構(gòu)重防腐涂料領(lǐng)域中的主要配套底漆品種。在重防腐蝕涂料系統(tǒng)中，中間漆的作用是增加涂層的厚度以提高整個(gè)涂層系統(tǒng)的屏蔽性能。中間漆對(duì)于底漆和面漆要有很好的附著力。與富鋅底漆配套的中間漆通常采用環(huán)氧云鐵中間漆。面漆的主要作用是遮蔽太陽紫外線以及防止污染大氣對(duì)涂層的破壞作用，抵擋風(fēng)雪雨水，并且要有很好的美觀裝飾性。高耐候性的防腐蝕面漆主要有丙烯酸聚氨酯面漆、雙組分丙烯酸面漆、和最新的改性聚硅氧烷涂料等。根據(jù)我國規(guī)范《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046-2008第7章關(guān)于防腐蝕面涂料的選擇原則，結(jié)合本工程的腐蝕環(huán)境選定面漆為丙烯酸聚氨酯面漆。

2.2.2 涂裝厚度。研究表明涂層的使用壽命與涂層厚度的平方成正比，增加涂層的厚度，能增強(qiáng)涂層的隔離能力，提高涂層壽命。我國標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046-2008第5章，第5.2節(jié)中對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)表面防護(hù)層做出如下規(guī)定：當(dāng)防護(hù)層使用年限為10～15年時(shí)，中等腐蝕室內(nèi)防腐層最小厚度宜為240μm，室外增加20～40μm。因此，參照《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50046-2008附錄C防腐蝕涂料配套，和已選出的涂料，給出本工程室內(nèi)選用的涂層配套，室外涂層宜增加總厚度20μm。

2.2.3 涂裝施工質(zhì)量檢驗(yàn)。鋼結(jié)構(gòu)防腐施工應(yīng)嚴(yán)格按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB50755-2012）和《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205—2001）中涂裝的相關(guān)要求嚴(yán)格執(zhí)行，以確保鋼結(jié)構(gòu)涂裝質(zhì)量滿足要求。

3 結(jié)語

本工程的年平均相對(duì)濕度為65%，處在低鹽度沿海區(qū)域，室內(nèi)、室外的環(huán)境侵蝕作用均為中等腐蝕。考慮該鋼結(jié)構(gòu)的重要性，結(jié)合我國規(guī)范，文章建議采用噴射方法進(jìn)行表面處理，此工程的處理等級(jí)不能選取Sa3級(jí)，建議處理等級(jí)為Sa2。鋼材表面處理質(zhì)量達(dá)Sa2時(shí)，表面清潔度為95%。

最終，確定本工程的防護(hù)層使用年限為15年，涂料配套體系采用水性無機(jī)富鋅底漆（75μm）——環(huán)氧云鐵中間漆（75μm）——丙烯酸聚氨酯面漆體系（90μm），室內(nèi)涂層總厚度為240μm，室外為260μm。

參考文獻(xiàn)

[1] 涂覆涂料前鋼材表面處理 表面清潔度的目視評(píng)定（GB/T8923.1-2011）[S].

[2] 工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50046-2008）[S].