朱興奎 / 徐州飛虹網(wǎng)架建設(shè)科技有限公司

建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐及耐火處理探微

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近年來(lái)，建筑鋼結(jié)構(gòu)廣泛的應(yīng)用起來(lái)，它具有強(qiáng)度高、抗震性等特點(diǎn)，但由于防火性比較差，因此，很容易被腐蝕。基于此，文章先對(duì)建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施進(jìn)行了論述，然后對(duì)于建筑鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能處理進(jìn)行了探微。

建筑鋼結(jié)構(gòu)；防腐；耐火

一、建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施

（一）熱浸鋅防腐處理

在大氣中鋅層可以對(duì)鋼材起到很長(zhǎng)時(shí)間的保護(hù)作用，且效果較好，一般有效保護(hù)時(shí)間為10年左右。熱浸鋅處理方法雖然對(duì)鋼材可以起到保護(hù)作用，但是該方法也有一定的不足之處，由于鍍槽容積不是很大，受到容積的限制只能對(duì)小尺寸鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐處理，而且只能在固定的廠房里處理。用高溫介質(zhì)和加大含水量的腐蝕手段對(duì)經(jīng)過(guò)熱浸鋅處理后的鋼材和沒(méi)經(jīng)過(guò)處理的鋼材進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理的鋼材失去的重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于經(jīng)過(guò)熱浸鋅處理后的鋼材失去的重量，這一結(jié)果說(shuō)明了鋼材的鋅層對(duì)鋼材的腐蝕起到了很好的保護(hù)作用。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)鋼材中的碳、硅或磷都對(duì)Fe-Zn反應(yīng)有促進(jìn)作用，硫?qū)υ摲磻?yīng)沒(méi)有影響，而錳、鉻或鎳都可以對(duì)鍍層加厚有一定影響，鈦、釩對(duì)剛材料的熱鍍鋅基本沒(méi)有影響，所以不同的鋼材料必須采取不同的鍍鋅工藝，否則起不到保護(hù)作用。

（二）熱噴涂處理

用于鋼材料的熱噴涂原料是鋅、鋁或鋅鋁合金，該技術(shù)是利用熱源將鋅、鋁或鋅鋁合金進(jìn)行加熱溶解，然后將熔融的顆粒霧化，最后把霧化的顆粒噴射到鋼材表面上，形成一層一定厚度的特殊表面保護(hù)層。這層涂層不僅可以起到物理隔離的效果，還可以防止發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，對(duì)鋼材料起到雙層保護(hù)的作用。主要用電弧噴涂法和火焰噴涂法對(duì)鋼材料進(jìn)行熱噴涂處理，該方法彌補(bǔ)了熱浸鋅處理方法的缺點(diǎn)，不受儲(chǔ)槽大小、鋼材料大小的影響，而且還具有施工方便的優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)用鋅、鋁對(duì)鋼材料進(jìn)行熱噴涂在鋼材料表面獲得鋅鋁合金涂層，將具有鋅鋁合金涂層的鋼材料和只有鋅涂層或只有鋁涂層的鋼材料放在同樣的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后對(duì)具有合金涂層的鋼材料和具有單一涂層的鋼材料進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)合金涂層對(duì)鋼材料的保護(hù)效果較好，鋅鋁合金涂層不僅具有熱噴涂鋅涂層良好的電化學(xué)保護(hù)作用，還有熱噴涂鋁涂層的高強(qiáng)度的防腐蝕作用。

（三）涂油漆處理

給鋼材料表面涂上一層油漆也是防止鋼材料被腐蝕的一種很好的手段，不僅可以保護(hù)鋼材料還可以使其的外觀更加美麗。一般傳統(tǒng)的方法是給鋼材料涂上三層油漆，第一層是底漆，第二層是中間漆，第三層是表面漆，每一層涂漆的作用都各不相同。第一層油漆主要作用是保護(hù)鋼材料，防止生銹，中間油漆主要用來(lái)增加油漆厚度，進(jìn)一步加強(qiáng)防生銹能力，最上面一層的表面漆可以防止腐蝕介質(zhì)進(jìn)入到鋼材表面，還可以美化剛材料，使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)更加美觀。這三層油漆涂層基本上可以達(dá)到防止鋼材料腐蝕的效果。建筑工程對(duì)鋼材的材質(zhì)要求很?chē)?yán)格，對(duì)施工方法及機(jī)具都有一定的要求，在進(jìn)行噴漆前一定要了解清楚鋼材的材質(zhì)，再選擇合適的底漆、中間漆及面漆，并用合理的方法對(duì)鋼材料進(jìn)行噴漆。

（四）在鋼材上熱噴鋁（鋅）復(fù)合涂層

該方法與上一方法相似，就是先對(duì)鋼構(gòu)件表面進(jìn)行噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛，然后將其融化，用壓縮空氣將其吹附到鋼構(gòu)件表面，形成蜂窩狀的鋁（鋅）噴涂層。最后用環(huán)氧樹(shù)脂或者氯丁橡膠漆等涂料填充毛細(xì)孔，以形成復(fù)合涂層。該法無(wú)法替代內(nèi)壁施工，所以要采取必要措施避免內(nèi)壁腐蝕。這一方法對(duì)構(gòu)件尺寸適應(yīng)性較強(qiáng)，尺寸不受限制，而且不會(huì)產(chǎn)生熱變形，但是其工業(yè)化程度低，受到操作者情況影響較大。

（五）選用良好的防腐材料

鋼構(gòu)件的防腐層要結(jié)合具體的情況而定，以油漆涂層、復(fù)合保護(hù)層、金屬保護(hù)層為主。刷防腐涂料是當(dāng)前最主要的鋼結(jié)構(gòu)防腐做法，在鋼材表面涂抹涂料形成保護(hù)膜，保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。底料與面漆組成了防腐涂料，底漆主要是使漆膜與基層和面漆可以緊密結(jié)合，因此必須要具有較好的附著力，同時(shí)還要具備抗腐蝕性，防止銹蝕發(fā)生。而面漆則主要是為了保護(hù)下層的底漆，因此要具備不滲透性，可以抵抗由于風(fēng)化引起的物理與化學(xué)分解。當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)下，要采用合成樹(shù)脂來(lái)改善介質(zhì)的抗風(fēng)化性能，可以選用復(fù)合的涂層來(lái)改善防腐性能，延長(zhǎng)使用的壽命。

（六）運(yùn)輸過(guò)程中鋼結(jié)構(gòu)的防腐

鋼結(jié)構(gòu)在加工、運(yùn)輸及存放的過(guò)程中都可能會(huì)受到腐蝕，表面非常容易被氧化，鐵銹制模殘留的型砂、焊渣、塵土及油和其他的污染物，要想深層來(lái)古的依附在工作的構(gòu)建上，在涂裝之前就必須要對(duì)工件的表面進(jìn)行處理，使其清潔，否則就會(huì)影響到涂層與基體金屬的結(jié)合力與抗腐蝕性能，而且還會(huì)導(dǎo)致基體金屬在有涂層的基礎(chǔ)上都可能遭到腐蝕，導(dǎo)致涂層剝落，影響工件的接卸性能與使用壽命。這就要求工件在涂漆之前要進(jìn)行表面的處理，保證質(zhì)量過(guò)關(guān)，而且可以使產(chǎn)品的壽命得以延長(zhǎng)。

二、建筑鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能處理

鋼材雖然是具有不可燃燒性的特點(diǎn)，但是其耐火性能特別差，鋼材的強(qiáng)度及彈性模量等力學(xué)性能指標(biāo)都會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生很大的改變。一般情況下，周?chē)h(huán)境溫度超過(guò)260℃時(shí)，鋼材的極限強(qiáng)度和屈服點(diǎn)都會(huì)有明顯的下降趨勢(shì)，溫度超過(guò)600℃時(shí)，鋼材的強(qiáng)度幾乎降至為零，而塑性、韌性極大，鋼材將會(huì)變失去承載能力，從而使建筑物發(fā)生坍塌或造成其他事故。所以為了避免鋼結(jié)構(gòu)因遇到高溫發(fā)生變形甚至失效的現(xiàn)象，確保鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，我們必須采取有效的防火措施，提高鋼材料的耐火極限。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)在混合組織中，尤其是細(xì)小顆粒彌散分布的組織，合金元素鉬等在固體鋼結(jié)構(gòu)中的溶解可以提高鋼材料的耐火性，另外還發(fā)現(xiàn)在高溫時(shí)鋼材料中析出的鉬、碳可以強(qiáng)化鋼材料的強(qiáng)度，所以在生產(chǎn)鋼材料時(shí)適當(dāng)?shù)募尤胍恍┖辖鹪劂f、銅等是提高鋼材料耐火性的一種處理手段。通過(guò)研究鉬、鈮在鋼材料中含量的多少對(duì)鋼結(jié)構(gòu)耐火性的影響，尤其是在高溫時(shí)的影響，發(fā)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)的室溫屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和600℃時(shí)的屈服強(qiáng)度都隨著鉬含量的增加而有所提高，但是韌性有所下降；在鋼材料中如果提高鉑的含量，貝氏體的數(shù)量也隨之增多；在高溫時(shí)，鋼材料中穩(wěn)定細(xì)小的鈮的碳化物也可有效改善鋼的高溫強(qiáng)度，在鋼材料中加入單一的鉬或鈮對(duì)提高鋼材料的耐高溫性的效果不是很好，所以應(yīng)該將鉬、鈮混合后加入到鋼材料中，這一方法對(duì)改善鋼材料的耐高溫和耐火性都有很好的效果。所以在生產(chǎn)鋼材時(shí)就要適當(dāng)?shù)丶尤胍恍┖辖?，建筑上?yán)格采用這樣的鋼材料，這樣可以實(shí)現(xiàn)建筑鋼結(jié)構(gòu)的耐火性，保證了建筑整體的安全性能。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們既然明確了建筑鋼結(jié)構(gòu)具有容易被腐蝕、耐火性差的缺點(diǎn)，我們就必須重視這一缺點(diǎn)帶來(lái)的危害，所以我們就要采取一定的措施，防患于未然，保證人民生命安全和財(cái)產(chǎn)不受損失。另外我們必須不斷地研發(fā)新型建筑材料來(lái)代替鋼筋材料，也可以采用國(guó)外先進(jìn)的建筑材料，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性和耐火性，避免因這一缺陷而帶來(lái)的巨大損失。

[1]張超，李棟才，高惠臨等.熱浸鋅鋼結(jié)構(gòu)在青海西部鹽湖地壤與大氣中耐腐蝕性能研究[J]．西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(4).

[2]王麒，陶詩(shī)君，蕭以德等．熱噴涂鋅一鋁合金涂層對(duì)鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)性能研究[J]．公路交通科技，2010（9）．