鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐施工技術(shù)及質(zhì)量控制

張新華

摘要：如何進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)工程的質(zhì)量控制，現(xiàn)從鋼結(jié)構(gòu)涂層系統(tǒng)的耐久性設(shè)計(jì)、涂料的選擇、涂裝技術(shù)及鋼結(jié)構(gòu)表面處理和防腐施工質(zhì)量等幾個(gè)方面分別進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；防腐涂料；選擇；處理；質(zhì)量控制

1鋼結(jié)構(gòu)工程涂層系統(tǒng)的耐久性預(yù)期

眾所周知，除了一些臨時(shí)的鋼結(jié)構(gòu)外，大凡永久建筑都要求壽命越長(zhǎng)越好，但保護(hù)涂層無法做到一勞永逸，如何讓有限期的保護(hù)涂層提供無限期的保護(hù)，只有通過涂層維護(hù)和涂層大修來做到。

涂層的老化決定涂層本身的壽命限度，而維護(hù)、大修又要產(chǎn)生人工費(fèi)用，所以根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)本身的設(shè)計(jì)壽命，建筑鋼結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的腐蝕程度，考慮維護(hù)費(fèi)用等多方面因素，選擇不同耐久性預(yù)期的涂層系統(tǒng)就顯得十分必要。

在我國(guó)由于大氣環(huán)境污染等多種因素的影響，目前一般將醇酸類的配套系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命定在2～3年；丙烯酸系列面涂加環(huán)氧底漆配套系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命定在5～6年；環(huán)氧富鋅底漆環(huán)氧云鐵中間層，氯化橡膠面漆(厚漿)配套系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命是在6～8年；環(huán)氧富鋅底漆，厚漿環(huán)氧中涂，脂肪族聚氨酯面漆配套系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命定在10年以上；而無機(jī)富鋅底漆環(huán)氧厚漿或環(huán)氧方鐵中涂，脂肪族聚氨酯固化的氟碳涂料面漆配套系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命定在15年以上。上述定位和涂料施工的質(zhì)量控制及底材處理都有很密切的關(guān)系?？傊繉拥膲勖O(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的工作，除了專業(yè)的設(shè)計(jì)人員具備的防腐知識(shí)外，還要有經(jīng)驗(yàn)的積累，尤其對(duì)實(shí)際投入的工程案例進(jìn)行分析比較才能作出合理的耐久性設(shè)計(jì)。

2建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料的選擇

能用來做鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料的品種很多，不同的涂層有著不同的特性，而涂層的選擇主要根據(jù)：工程的重要等級(jí)，工程造價(jià)，工程維修的難易程度，工程所處腐蝕環(huán)境的狀況等方面因素綜合考慮，在這些相互矛盾的因素中尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，既要滿足耐久性的最低要求又能兼顧工程造價(jià)。下面就鋼結(jié)構(gòu)涂層類別，按底涂、中涂、面涂分別論述：

2．1底涂

底漆的功能除了提供優(yōu)良的附著性外，主要是對(duì)鋼材表面起到防止銹蝕作用。底漆的基料宜具耐堿性。還要具有屏蔽性，阻擋水氧離子透過。同時(shí)要求底漆應(yīng)對(duì)鋼鐵表面有良好的潤(rùn)濕性，對(duì)焊縫銹痕等部位能透入較深，一般底漆漆膜厚度不宜過厚，只要蓋住鋼構(gòu)表面除銹粗糙度峰值即可。太厚會(huì)引起收縮應(yīng)力，損及附著力。目前所用的底漆主要有以下幾大類：

(1)醇酸類：一般適應(yīng)于耐久性等級(jí)低的場(chǎng)合，主要有醇酸紅丹防銹底漆和醇酸鐵紅底漆。

(2)車間磷化底漆：通常是一種工廠臨時(shí)性保護(hù)涂層。

(3)環(huán)氧類：由于環(huán)氧樹脂強(qiáng)大的粘著性，可作為中、長(zhǎng)耐久性涂層的底漆使用。代表性產(chǎn)品有環(huán)氧磷酸鋅鐵紅防銹底漆，環(huán)氧煤瀝青防腐底漆、環(huán)氧鋅黃底漆、環(huán)氧富鋅底漆等。

(4)聚氨酯類：適應(yīng)性和綜合性能很好，同時(shí)具備耐化學(xué)品與附著力，耐磨損和抗?jié)B透，硬度與彈性等相互存在一定矛盾的平衡，從而能適應(yīng)復(fù)雜多變的工作條件，往往在低溫環(huán)境下用它來替換環(huán)氧。

(5)橡膠樹脂類防腐蝕底漆：代表性產(chǎn)品有氯磺化聚乙烯和氯化橡膠防腐底漆，這類底漆的特點(diǎn)是耐酸堿性特別好，抗氧化臭氧的能力強(qiáng)，具有十分顯著的耐候和抗老化性，抗水性好，尤其是氯化橡膠漆對(duì)水汽、氧氣的滲透率極低。

2．2中間層(中涂)

一些鋼構(gòu)企業(yè)不重視中涂，往往只做底涂和面涂，這是非常有害的。中涂的主要作用是：(1)在底涂及面涂中間起個(gè)架橋作用，因?yàn)槠崮ぶg的附著并非完全靠極性基因之間的吸力，而是靠中間層所含溶劑將底漆溶脹，使兩層界面的高分子全連纏結(jié)。

(2)在重防腐涂料系統(tǒng)中，中間層的作用之一是增加涂層的厚度，以提高涂層的屏蔽性能。在整個(gè)涂層系統(tǒng)中，因?yàn)榈灼岷兔嫫岫疾荒芴?，只有將中間層涂料制成觸變型高固體厚膜涂料，才能提高涂層的屏蔽和緩蝕作用，因此中間層就顯得格外重要。

2．3面漆

面漆除了美化環(huán)境的作用外，還能遮擋紫外線對(duì)涂層的破壞，有些還要求耐化學(xué)品腐蝕。目前在建筑鋼結(jié)構(gòu)用得較多的有以下幾類：(1)長(zhǎng)油醇酸磁漆：低耐久性品種，耐久性在5年以下。(2)環(huán)氧類面漆：僅適應(yīng)于室內(nèi)，用在室外容易粉化。(3)丙烯酸芳香族聚氨酯用于室外時(shí)，易變色、老化，多用于室內(nèi)，耐久性在7～8年。脂肪族聚氨酯有優(yōu)異的耐候性能，耐久性可達(dá)10年以上。(4)氟碳樹脂漆，有資料顯示可達(dá)15年以上的使用期限，但它是近幾年才出現(xiàn)的新品種，其真正效果還有待考查。(5)氯化橡膠，高氯化聚乙烯等揮發(fā)性面漆也有較

好的耐候性能，但仍屬中等耐久性品種，一般將其定位在5～7年的水平。但近幾年使用高氯化聚乙烯的鋼構(gòu)很多，并且做成底面配套的產(chǎn)品，有較好的外觀和防腐效果。

僅依靠單純的屏蔽作用的涂層不能有效地阻止腐蝕的發(fā)生，一旦水和氧通過漆層的孔隙進(jìn)入金屬表面，就發(fā)生銹蝕，因而不能達(dá)到長(zhǎng)效保護(hù)的目的。對(duì)于在大氣環(huán)境中長(zhǎng)期使用的大型鋼鐵構(gòu)件，目前通常采用鋅(或鋁)這類金屬涂層來保護(hù)，它們除了有一定的屏蔽作用外，更主要的是陰極保護(hù)作用，但是隨著鋅(鋁)的犧牲損耗，保護(hù)性能會(huì)逐漸下降，因此采用同時(shí)兼?zhèn)潢帢O保護(hù)、屏蔽、緩蝕三大功能，又不會(huì)老化的無機(jī)涂層才是鋼鐵構(gòu)件在大氣環(huán)境中最佳的長(zhǎng)效保護(hù)方法。其磷酸鹽、鉻酸鹽、鋅(鋁)粉組成的無機(jī)涂層是目前世界上同時(shí)具備這樣特點(diǎn)的涂層。

3涂裝技術(shù)及鋼構(gòu)表面處理

影響防腐涂層壽命的因素除涂料品種及其質(zhì)量外，還取決于施工質(zhì)量，包括施工條件的工藝控制，涂裝前的表面處理，涂層層數(shù)及厚度的設(shè)計(jì)等等，根據(jù)有關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)造成涂層質(zhì)量問題的各種因素的影響程度見表1。

表1涂層質(zhì)量問題的各種因素的影響程度

由此可見，材質(zhì)的表面處理、涂裝技術(shù)、涂層厚度三個(gè)方面是保證涂層質(zhì)量的關(guān)鍵，必須給予足夠重視。涂裝前鋼結(jié)構(gòu)表面除銹屬于主控項(xiàng)目，鋼材表面的除銹等級(jí)應(yīng)符合表2規(guī)定。

表2各種底漆或防銹漆要求最低的除銹等級(jí)

涂料品種 除銹等級(jí)

油性酚醛、醇酸等底漆或防銹漆 St2

高氯化聚乙烯、氯化橡膠、氯磺化聚乙烯、

環(huán)氧樹脂、聚氨酯等底漆或防銹漆 Sa2

無機(jī)富鋅、有機(jī)硅、過氯乙烯等底漆 Sa2

鋼材表面合適的粗糙度有利于漆膜保護(hù)性能的提高。對(duì)于常用涂料而言，合適的粗糙度范圍以30～75μm為宜，最大粗糙度值不宜超過100μm。另外，噴砂或拋丸處理過的鋼材表面上灰塵會(huì)降低涂裝效果，引起涂料附著力下降，并且還可能因?yàn)榛覊m吸潮進(jìn)而加速鋼材的腐蝕。因此，要防止涂裝前鋼表面凝露對(duì)涂刷質(zhì)量帶來影響。涂裝時(shí)鋼材表面溫度一般應(yīng)控制高于露點(diǎn)至少3℃?？傊?，為獲得最佳的施工效果和長(zhǎng)效的防腐涂層，在施工前必須制定嚴(yán)格的施工工藝和涂料配套表。對(duì)膜的厚度和層數(shù)也要控制。一味加厚涂層可能會(huì)帶來干膜龜裂的危險(xiǎn)。所以要在膜厚和防腐性之間選擇一個(gè)合適的平衡點(diǎn)。尤其對(duì)一道涂層的厚度應(yīng)該明確一個(gè)上限，對(duì)底漆更要加倍注意。涂裝施工時(shí)，施工環(huán)境的相對(duì)濕度控制在≤85%，對(duì)聚氨酯漆的施工相對(duì)濕度要≤80%。

4防腐涂裝施工的質(zhì)量控制

由于影響涂裝質(zhì)量的因素很多，鋼結(jié)構(gòu)涂裝工程按鋼結(jié)構(gòu)制作或鋼結(jié)構(gòu)安裝工程檢驗(yàn)批劃分原則劃分成一個(gè)或若干個(gè)檢驗(yàn)批，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要有專人檢查驗(yàn)收，檢驗(yàn)記錄的內(nèi)容包括：(1)日期、當(dāng)日溫度、濕度、施工人員；(2)表面處理等級(jí)(要和標(biāo)準(zhǔn)樣塊對(duì)比)和表面除塵方法；(3)涂層復(fù)涂間隔時(shí)間的控制；(4)使用的工器具狀況；(5)稀釋劑添加情況；(6)涂裝遍數(shù)濕膜厚度(用濕膜測(cè)厚儀)、干膜厚度(電磁膜測(cè)厚儀)；(7)涂層表面缺陷的控制；(8)涂層附著力測(cè)試等。

5結(jié)語

(1)提供有效、長(zhǎng)期的防腐蝕保護(hù)是決定建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命長(zhǎng)短至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

(2)應(yīng)根據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)的重要等級(jí)、工程造價(jià)、工程維護(hù)難易程度和本身的設(shè)計(jì)壽命，通盤考慮維護(hù)費(fèi)用等多方面因素，選擇不同耐久性預(yù)期的涂層系統(tǒng)。

(3)材質(zhì)表面處理、涂裝技術(shù)、涂層厚度三個(gè)方面是保證建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

(4)建立嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，配備必需的質(zhì)量控制檢測(cè)儀器設(shè)備，如除銹等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)圖，粗糙度儀和測(cè)厚儀等。對(duì)除銹品質(zhì)、粗糙度、涂層厚度等進(jìn)行逐一檢測(cè)驗(yàn)收，合格后進(jìn)行下道工序的施工。

參考文獻(xiàn)

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。