建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐處理及耐火處理的現(xiàn)狀及研究進展

王 芳

（中國恩菲工程有限公司，北京 100038）

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀的問題概況

鋼結(jié)構(gòu)在空氣中暴露的時間過長，就會因水、氧氣等氣體以及大自然當中其他一些污染物的作用，受到腐蝕。現(xiàn)今，全世界因為鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕而造成的經(jīng)濟損失已高達數(shù)千億美元。不僅如此，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕問題還威脅到了人們的生命安全，因其受到腐蝕而引發(fā)的事故已經(jīng)出現(xiàn)不少。鋼材的腐蝕是一種不均勻破壞的現(xiàn)象，一旦鋼材的表面受到腐蝕，蝕坑就會沿著它的縱深方向迅速發(fā)展，引發(fā)應(yīng)力集中的現(xiàn)象，而應(yīng)力集中的現(xiàn)象又會更加快鋼材的腐蝕，這就形成了一個惡性循環(huán)。鋼材受到腐蝕后，其抗冷脆的性能下降，疲勞強度降低，還會產(chǎn)生斷面減薄的現(xiàn)象，成為建筑物坍塌的隱患。

鋼材本身是一種不燃的材料，但是其抗火的性能非常差。隨著溫度的不斷升高，其強度和彈性模量等力學(xué)性能指標都會發(fā)生很大改變。在一般情況下，當溫度超過260℃時，鋼材的屈服點、極限強度就會顯著地下降；當溫度高于600℃時，鋼材的強度數(shù)值就趨近于零，失去承受能力，導(dǎo)致建筑物坍塌的情況發(fā)生。當下，傳統(tǒng)的增強鋼材料抗火性能的設(shè)計方法存在著不足，應(yīng)多采用實驗的方式，確定鋼結(jié)構(gòu)在不同條件下的防火時間以及造成其耐火性能較低的原因，進行有針對性地強化。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐的有效措施

2.1 熱浸鋅防腐處理法

熱浸鋅方法是將經(jīng)過除銹之后的鋼材料，放到600℃左右、經(jīng)過高溫融化后的鋅溶液中，使其表層被鋅層覆蓋，從而達到增強其抗腐蝕性的目的。這種方法的優(yōu)點在于，耐久的時間比較長，生產(chǎn)的工業(yè)化水平比較高，質(zhì)量也相對比較穩(wěn)定。該方法廣泛地應(yīng)用在受到大氣腐蝕程度較重的、并且很難維修的室外鋼結(jié)構(gòu)當中，如：通訊塔、輸電的電線塔等。使用這種方法做防腐蝕處理，首先要進行鋼構(gòu)件的酸洗除銹，然后再進行清洗。為保障不留下被腐蝕的隱患，對具有相應(yīng)的貼合面的鋼構(gòu)件進行清洗時，要注意其貼合面的縫隙要清洗干凈。熱浸鋅的處理方法是在高溫的條件下進行的，在進行操作的過程中，需特別注意對管形鋼構(gòu)件的清洗，要保證其兩端保持在開敞的狀態(tài)，使鋅液在作用時能夠保持流暢，達到較好的效果。

2.2 涂層法防腐處理

涂層法防腐的有效作用時間相對較短。當前，氟碳涂料防腐蝕的年限最高可以達到50年，所以這種方法一般常用在室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或是相對比較容易維護的室外鋼結(jié)構(gòu)中。其使用的一次性成本比較低，但在進行戶外維護時成本比較高。選用這種方法，一般要先進行除銹。涂層防腐效果的好壞很大一部分程度上取決于是否能夠進行徹底的除銹。所以，使用此方法一般要采用高效的除銹方法，除去所有的油污及銹跡，使鋼結(jié)構(gòu)的金屬光澤得以顯露。在選用涂層法進行防腐蝕處理時，要注意到周圍的環(huán)境。不同的涂層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般分為底漆和面漆。底漆的料含粉量比較多，基料含量較少，成膜相對粗糙，與鋼材的粘附力比較強，與漆面的結(jié)合性較好。面漆的基料含量比較多，成膜相對光澤，能夠保護底漆不受大氣腐蝕，并具有一定的抗風(fēng)化作用。此外，還要考慮到各種材料之間的相容性。施工要在粉塵較少的情況下進行，溫度應(yīng)在5～38℃之間，空氣濕度要保持在≤85%。

2.3 熱噴涂技術(shù)防腐

熱噴涂技術(shù)，一般是指利用熱源在對噴涂材料進行加熱的過程中，將其熔融的粒子進行霧化的處理，噴射并作用到基材的表面上，使之形成一層特殊的保護膜，從而實現(xiàn)有效保護作用的方法。熱噴涂的主要方法有：等離子噴涂法、火焰噴涂法、爆炸噴涂法、電弧噴涂法、激光噴涂法等。一般常用的方法是火焰噴涂法與電弧噴涂法。同熱浸鋅技術(shù)相比，這種方法的優(yōu)點是在施工時不會受到物體體積的限制，操作也相對較為方便。

2.4 科學(xué)防腐要考慮的因素

在進行鋼結(jié)構(gòu)防腐處理的過程中，要根據(jù)實際情況選用科學(xué)合理的防腐方法。應(yīng)考慮到以下幾點因素：

（1）注意防腐的要求。其中包括：防腐年限的要求、裝飾性的要求等。

（2）注意腐蝕的環(huán)境及將要施工的鋼結(jié)構(gòu)會處在怎樣的環(huán)境當中，其中包括：一般大氣環(huán)境、化工大氣腐蝕環(huán)境、有無液體等，根據(jù)不同的環(huán)境選擇不同的方法。

（3）要注意涂裝的環(huán)境，如：涂裝場所的溫度、濕度、是否要在專門的涂裝室內(nèi)進行涂裝等。鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理是很重要的，如果處理得不好就有可能給人們的生命財產(chǎn)安全帶來一定的隱患，要嚴肅對待。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)耐火性能改善的方法

高溫有可能導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形甚至是失效的現(xiàn)象，給建筑的安全帶來隱患，所以要對建筑鋼結(jié)構(gòu)采取有效的防火措施，提高鋼材料的耐火極限。經(jīng)過研究表明，混合組織尤其是細小的、彌散分布的M-A組織，合金元素Mo等的固液強化作用，以及高溫下MC、Mo2C的析出強化作用，能夠為獲得良好的抗高溫性能提供重要支撐。所以在碳素鋼中加入一些微合金元素：如：Mo、Cu、Ti等，就可以有效地提高鋼材料的耐火性能。另外，鉬、鈮元素的含量對鋼材料的組織和性能也有一定的影響。研究表明，隨著鉬含量的增加，鋼材的抗拉強度、高溫的屈服強度都會有所提高，但其韌性會有所下降。而穩(wěn)定細小的鈮的碳化物也可以有效地改善鋼材在高溫下的強度，所以，通?？梢圆捎勉f、鈮復(fù)合加入的方法，改善鋼材在高溫下的各種不利性能。

4 總結(jié)

隨著我國經(jīng)濟和技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對建筑安全、美觀、經(jīng)濟的要求也越來越高，只有采取有效的措施提高鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能和防火性能，才能使鋼結(jié)構(gòu)這種相對年輕的型式在建設(shè)行業(yè)得到更好的發(fā)展。

[1] 胡楠楠，戚燕.淺談建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐及耐火處理[J].廣州化工，2012(19)：19-24.

[2] 孟憲偉.淺析綠色鋼結(jié)構(gòu)建筑耐火性[J].黑龍江科技信息，2011(33)：76-83.