苗勝濤

摘要：鋼結(jié)構(gòu)主結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力最大，強(qiáng)度高，但與其他大型鋼筋混凝土主結(jié)構(gòu)構(gòu)件相比，中國(guó)傳統(tǒng)的鋼筋磚混凝土復(fù)合木結(jié)構(gòu)、磚石混凝土主結(jié)構(gòu)，承載力和抗運(yùn)動(dòng)性較差。它具有許多重要的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如重量輕、元件空間和元件體積小、集成工藝制造和元件設(shè)計(jì)與配置、安裝容易和安裝方便、使用經(jīng)濟(jì)等。但由于鋼結(jié)構(gòu)和其他木質(zhì)材料的特殊耐蝕性，耐蝕性并不好。據(jù)發(fā)達(dá)國(guó)家不完全統(tǒng)計(jì)，銹鋼腐蝕造成的施工失誤造成的直接社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失每年至少應(yīng)占全家工業(yè)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展總產(chǎn)值的4%以上。長(zhǎng)期施工中的腐蝕不僅給生產(chǎn)造成巨大的直接經(jīng)濟(jì)損失，而且給我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)、使用和運(yùn)行帶來(lái)很大的安全隱患。建筑鋼結(jié)構(gòu)腐蝕工程使用安全事故也屢見(jiàn)不鮮，因此加強(qiáng)建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐施工（尤其是各類(lèi)薄壁結(jié)構(gòu)的鋼木結(jié)構(gòu)件）顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)，防腐原因，危害，對(duì)策

引言

鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)現(xiàn)代建筑工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛，具有材料強(qiáng)度高、重量輕、經(jīng)濟(jì)成本低、抗震性能好、安裝速度快、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。在荷載作用下，鋼結(jié)構(gòu)損壞、變形或斷裂，導(dǎo)致建筑物變形、傾覆或倒塌，造成經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡以及社會(huì)等問(wèn)題。因此，有必要加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)防腐防火技術(shù)的研究。

一、 建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)防腐的重要性

不要將鋼材放在潮濕的空氣中，因?yàn)殇摬脑谟龅窖鯕夂退畷r(shí)會(huì)腐蝕材料內(nèi)部。否則會(huì)發(fā)生腐蝕，影響工程進(jìn)度。此外，輕鋼結(jié)構(gòu)對(duì)建筑物的荷載較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)極易疲勞，在一定程度上影響其強(qiáng)度，甚至可能發(fā)生斷裂。據(jù)有關(guān)部門(mén)調(diào)查，輕鋼結(jié)構(gòu)受熱后強(qiáng)度明顯下降，一般輕鋼結(jié)構(gòu)耐火性較低，一般建筑使用時(shí)，輕鋼結(jié)構(gòu)可承受300攝氏度左右的溫度。在此溫度下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度顯著下降，當(dāng)輕鋼結(jié)構(gòu)加熱溫度達(dá)到540攝氏度時(shí)，穩(wěn)定性喪失，輕結(jié)構(gòu)的抗壓和承載能力受到很大影響。輕鋼結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)時(shí)間暴露于火中10 分鐘后會(huì)在所有方面退化。因此，有關(guān)部門(mén)在進(jìn)行建筑施工時(shí)，需要加強(qiáng)輕鋼結(jié)構(gòu)的防火和防腐，提高輕鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，提高工程質(zhì)量，提高建筑的安全性和耐久性。

二、鋼材腐蝕的原因

鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑技術(shù)體系技術(shù)誕生于20世紀(jì)初，二戰(zhàn)后在美國(guó)得到廣泛應(yīng)用，是成熟的現(xiàn)代大型住宅建筑和高層建筑體系。它在許多發(fā)達(dá)國(guó)家被廣泛使用。由于采用現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)，高層復(fù)合材料裝配式結(jié)構(gòu)高層建筑住宅體系結(jié)構(gòu)具有一系列新技術(shù)優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在復(fù)合建筑體系已逐步發(fā)展形成現(xiàn)代建筑住宅。發(fā)達(dá)國(guó)家的地區(qū)。美國(guó)、日本、澳大利亞等結(jié)構(gòu)高層建筑，重要的復(fù)雜建筑體系形式、設(shè)計(jì)、制造和建筑材料裝配安裝應(yīng)用工程技術(shù)非常完善。突出的專(zhuān)業(yè)技術(shù)生產(chǎn)性能和現(xiàn)代化工業(yè)化生產(chǎn)方式是現(xiàn)代住宅產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代市場(chǎng)的關(guān)鍵，符合發(fā)展方向的需要。由于大型鋼結(jié)構(gòu)的許多重要優(yōu)點(diǎn)，它們也被廣泛應(yīng)用于市政體育場(chǎng)、工業(yè)制造廠、高層建筑等各種大型建筑中。但是，鋼結(jié)構(gòu)在正常施工和使用過(guò)程中所要處理的環(huán)境對(duì)壽命和正常施工性能有很大影響，損壞的鋼結(jié)構(gòu)材料由于化學(xué)或其他物理相互作用而發(fā)生變化。甚至?xí)?duì)鋼結(jié)構(gòu)造成環(huán)境破壞。人們常把它稱(chēng)為破壞鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)境腐蝕作用。根據(jù)鋼表面與周?chē)橘|(zhì)的相互作用原理，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕可分為：

2.1化學(xué)腐蝕

在相對(duì)濕度大、腐蝕性強(qiáng)、有熱介質(zhì)的高溫環(huán)境中，當(dāng)鋼鐵金屬材料與進(jìn)入的空氣或水接觸時(shí)，黑色金屬分子與進(jìn)入空氣和水中的碳和氧發(fā)生反應(yīng)，亞鐵水中的分子化學(xué)反應(yīng)與二氧化鐵形成鐵（刺繡）是由不同顏色引起的。生銹的主要化學(xué)因素非常復(fù)雜，其中堿和酸性金屬水合亞鐵和堿性氧化亞鐵化學(xué)因子還分別含有大量的堿和酸性金屬水分，會(huì)損壞許多表面涂層。不斷氧化生銹的高級(jí)鋼材，由于氧化的銹層，無(wú)論是否與室內(nèi)空氣接觸，未來(lái)都可以繼續(xù)氧化發(fā)電。因此，不銹鋼結(jié)構(gòu)的日常保護(hù)需要快速、徹底地去除結(jié)構(gòu)表面的各種銹蝕元素，并將結(jié)構(gòu)與外部濕氣和室內(nèi)氧氣隔離。

2.2電化學(xué)腐蝕

鋼本身主要含有Fe、C等各種氣態(tài)化學(xué)金屬成分。由于這些各種金屬成分的化學(xué)電極和分子電位不同，在干燥湖水的熱空氣中需要涂在防水膜表面和鋼材本身的大量化學(xué)水是不同的。鋼本身表面具有不同氣體化學(xué)性質(zhì)的金屬氣體分子，形成無(wú)數(shù)微型功能性環(huán)狀二氧化碳電池。在該鋼的陽(yáng)極加熱區(qū)，F(xiàn)e被加熱氧化，在水膜中生成氫和Fe'，在鋼的陰極區(qū)氧被還原為Fe和OH。其他不穩(wěn)定易溶于水的化合物Fe（oH），進(jìn)一步分解生成紅色或棕色有機(jī)氧化亞鐵，氧化后疏松、易燃、剝落。

研究表明，周?chē)橘|(zhì)的性質(zhì)和鋼材本身的結(jié)構(gòu)成分對(duì)鋼材的腐蝕有顯著影響。潮濕條件下的鋼比干燥條件下更容易腐蝕，埋在地下的鋼比暴露在大氣中更容易腐蝕。當(dāng)大氣中含有較多的酸堿介質(zhì)時(shí)，鋼材容易生銹。

三、鋼結(jié)構(gòu)防腐措施分析

3.1 優(yōu)化鋼架本身的防腐設(shè)計(jì)

在化工建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)和處理中，首先要注意的是鋼架本身的防腐能力，要努力提高所用鋼材的防腐性能。鋼結(jié)構(gòu)本身在后續(xù)的實(shí)際使用中必然會(huì)表現(xiàn)出很強(qiáng)的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)本身所用材料的選擇，應(yīng)優(yōu)先選用耐候鋼，利用這種鋼的穩(wěn)定性來(lái)提高整體的耐腐蝕性能。

3.2 鋼材表面處理

鋼材用于表面處理和防腐施工時(shí)，主要有手工工具除銹法、噴涂除銹法、化學(xué)除銹法和火焰油脂除銹法。其中，人工除銹法主要是在鐵邊和電動(dòng)工具除銹不符合要求時(shí)人工除銹。噴霧除銹法主要有拋丸除銹法、干噴法等。這種方法主要是去除許多鋼板、型材和設(shè)備表面的銹跡。操作過(guò)程中可能存在的安全隱患：一是粉塵危害，二是火災(zāi)爆炸，三是中毒或腐蝕。工作時(shí)的潛在預(yù)防措施。防塵措施包括，一是穿戴工作服、防塵口罩等防護(hù)用品，二是營(yíng)造噴砂除銹防護(hù)棚，選擇合適的磨料進(jìn)行噴灑除銹。需要建造一個(gè)臨時(shí)的輕型結(jié)構(gòu)房屋。除銹時(shí)?；馂?zāi)和爆炸的預(yù)防措施包括：一是清除可燃物，二是控制可燃?xì)怏w濃度，三是準(zhǔn)備滅火設(shè)備。腐蝕的預(yù)防措施：一是通風(fēng)良好，二是穿一體式橡膠防護(hù)服、橡膠手套和口罩，三是及時(shí)清潔皮膚。

3.3 防腐施工質(zhì)量控制

涂裝前護(hù)理處理：處理前零件表面必須符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，處理后鋼材表面必須清潔、整齊、無(wú)灰塵、油污等。涂裝時(shí)的質(zhì)量控制：控制干膜厚度和漆膜質(zhì)量，防止形成氣泡。涂裝后檢查：涂層必須均勻、完整、有光澤，顏色必須符合設(shè)計(jì)要求，不得有針孔、裂紋等問(wèn)題。油漆、涂層厚度等必須符合設(shè)計(jì)要求。涂層的干膜總厚度必須至少為205m，偏差必須為25m，每層涂層的厚度必須為5m。用測(cè)厚儀進(jìn)行檢查，檢查數(shù)量，每個(gè)部件在5個(gè)地方用3個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，在50mm距離處測(cè)量干膜的平均厚度。如果鋼結(jié)構(gòu)處于腐蝕環(huán)境中，則應(yīng)對(duì)涂層的附著力進(jìn)行檢測(cè)和處理。約70%的試驗(yàn)完成后，附著力應(yīng)符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，噴漆后的部件標(biāo)記、標(biāo)記和編號(hào)必須完整清晰。

3.4 采取陰極保護(hù)和防腐措施

對(duì)于陰極保護(hù)和防腐措施，主要是通過(guò)在金屬表面施加相應(yīng)的電流或充分采用犧牲陽(yáng)極對(duì)金屬基體形成相應(yīng)的保護(hù)，可以更有效地避免實(shí)際操作中電化學(xué)的發(fā)生。另外，采用陰極防腐技術(shù)時(shí)，金屬表面鍍鋅，在表面形成富鋅層，發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)先腐蝕陽(yáng)極鋅，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有較好的保護(hù)作用.

3.5 技術(shù)人員必須保證油漆質(zhì)量。

涂裝施工時(shí)，相關(guān)工人必須了解工作環(huán)境和工作流程，有效控制整體涂裝工作，避免環(huán)境溫度5～38攝氏度，濕度85%。如果有灰塵，技術(shù)人員必須在施工前將輕鋼表面的水清除干凈，整個(gè)過(guò)程避免與水接觸，待第一層完全干燥后再涂第二層。

結(jié)束語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)防腐、耐火處理后，可大大提高鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性、耐火性和安全性。施工前，通過(guò)精心挑選施工產(chǎn)品，制定最佳施工方案，并在施工過(guò)程中加強(qiáng)監(jiān)控，認(rèn)真注意顏色、平整度等外觀質(zhì)量檢查和施工質(zhì)量檢查。檢查和改變涂膜厚度、粘合強(qiáng)度等，并在施工完成后徹底檢查是否批準(zhǔn)施工，最大限度地提高鋼結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。

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