成銀林

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

關(guān)鍵詞：建筑；鋼結(jié)構(gòu)；防腐工程；維護(hù)

1 引言

油漆防腐具有外表美觀、涂裝工藝簡單等特點(diǎn)，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(jié)構(gòu)建筑的日益增多，鋼結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)與維護(hù)工作顯得尤為重要，其內(nèi)容主要包括建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐與防火兩方面。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)的各種防腐方法及特點(diǎn)

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(jié)構(gòu)，是極好的結(jié)構(gòu)用材。在日本，耐候鋼自20世紀(jì)60年代后期首次在橋梁上應(yīng)用之后，迄今應(yīng)用越來越多。在所有的鋼橋中，其應(yīng)用率占到5%～7%。在美國，則有大約45%的橋梁應(yīng)用了耐候鋼。在國內(nèi)，因其價格昂貴，目前應(yīng)用不多，今后的任務(wù)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(jié)構(gòu)中。

2.2 熱浸鋅防腐

熱浸鋅防腐是將除銹后的剛才進(jìn)入600℃高溫熔化的鋅液中，使鋼材表面附著鋅層。實(shí)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(yīng)≮65 ；對于厚板，鋅層厚度應(yīng)≮86 。在一般的大氣環(huán)境下，可以提供10年左右的有效保護(hù)，而且質(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，如輸電塔、通訊塔等。熱浸鋅發(fā)明于18世紀(jì)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(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐施工；不能在現(xiàn)場進(jìn)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(yùn)輸費(fèi)用；熱浸鋅鍍層碰傷后，其自身無法恢復(fù)，因此，熱浸鋅方法最適宜于小型鋼構(gòu)件、輕型鋼構(gòu)件的防腐。

2.3 熱噴鋁（鋅）復(fù)合涂層防腐

這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當(dāng)?shù)拈L效防腐方法。具體做法是：先對鋼構(gòu)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(shè)備將不斷送出的鋁（鋅）進(jìn)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(xì)孔，已形成復(fù)合涂層。熱噴鋁（鋅）涂層防腐機(jī)理為陰極保護(hù)，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(hù)鋼鐵基體的效果。歐美發(fā)達(dá)國家于20世紀(jì)50～70年代開始采用這種方法，幾十年的實(shí)踐證明，熱噴鋁（鋅）復(fù)合涂層是鋼結(jié)構(gòu)長效防腐的最好方法，這一結(jié)論已經(jīng)得到了工程界的認(rèn)可。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是對構(gòu)件尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)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(jì)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(qiáng)度大，嚴(yán)重制約著鋼結(jié)構(gòu)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(diǎn)，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(hù)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(hù)。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(qiáng)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(qiáng)的耐候性、耐磨性及耐腐蝕性等。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，氟碳涂料的預(yù)期防腐壽命可達(dá)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。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)的防火

3.1 水冷卻法

水冷卻法是一種主動保護(hù)方法，即在火焰、煙氣作用與鋼結(jié)構(gòu)之前，系統(tǒng)主動去降低火焰、煙氣的溫度，從而保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)不受損害。其特點(diǎn)是造價相對較低，施工簡單，但防腐效果不好，一旦水噴淋強(qiáng)度不足或火焰溫度上升過快，鋼結(jié)構(gòu)將失去系統(tǒng)保護(hù)；而且該系統(tǒng)受結(jié)構(gòu)幾何形狀的限制，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)起不到保護(hù)作用；另外，該系統(tǒng)受環(huán)境因素影響大，對于室外或室內(nèi)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(jié)構(gòu)防火方法，該方法施工簡便，造價低，防護(hù)效果好，在實(shí)際工程中應(yīng)用非常廣泛，特別是在對鋼柱、鋼梁、樓板保護(hù)中，多數(shù)采用此方法。但此方法增加了結(jié)構(gòu)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(gòu)件的迎火面設(shè)置阻火屏障，將構(gòu)件與火焰隔開。如在鋼外住內(nèi)側(cè)，梁底下吊頂設(shè)置防火板。但對施工工藝要求較高，接縫、孔洞處要封閉嚴(yán)密，而且大空間、大跨度的鋼結(jié)構(gòu)無法使用，應(yīng)用范圍狹窄。

4 結(jié)束語

隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼的國產(chǎn)化，我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展迎來新的機(jī)遇，同時各種技術(shù)上的難題也將會相機(jī)出現(xiàn)。筆者對鋼結(jié)構(gòu)的有點(diǎn)做了介紹，提出了鋼結(jié)構(gòu)防腐與防火問題，列出了相應(yīng)的解決方法，并對這些方法做了詳細(xì)的介紹。進(jìn)一步完善了鋼結(jié)構(gòu)理論，確保鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)、安全、可靠。

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