鋼結(jié)構(gòu)銹蝕及其防治措施

李大偉

鄭州廣源建設(shè)工程檢測有限公司（450000）

隨著我國冶金工業(yè)的發(fā)展,應(yīng)用于建筑工程中的鋼材品種、規(guī)格和數(shù)量迅速增加，質(zhì)量和性能穩(wěn)步提高，鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用已日益廣泛。由于鋼結(jié)構(gòu)容易銹蝕，所以，鋼結(jié)構(gòu)防銹成為鋼結(jié)構(gòu)工程中不可缺少的重要一環(huán)。隨著技術(shù)進(jìn)步和科技的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)防銹措施越來越多，施工工藝也不盡相同，基于鋼結(jié)構(gòu)的形式及所處的外圍環(huán)境的不同，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的防銹應(yīng)相應(yīng)的采取不同的措施。

鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)周圍的環(huán)境、空氣中的有害成分（如酸、鹽等）及溫、濕度和通風(fēng)情況的不同，鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕可分為兩類:化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕。

化學(xué)銹蝕鋼結(jié)構(gòu)表面與周圍介質(zhì)直接起化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的銹蝕稱為化學(xué)銹蝕。如鋼在高溫中與干燥的O2、NO2、SO2、H2S等氣體以及非電解質(zhì)的液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在鋼結(jié)構(gòu)的表面生成鈍化能力很弱的氧化保護(hù)薄膜FeO、FeS等，其腐蝕的程度隨時(shí)間和溫度的增加而增加。

電化學(xué)銹蝕鋼結(jié)構(gòu)在存放和使用中與周圍介質(zhì)之間發(fā)生氧化還原反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕屬于電化學(xué)銹蝕。在潮濕的空氣中，鋼結(jié)構(gòu)表面由于顯微組織不同、雜質(zhì)分布不均以及受力變形、表面平整度差異等原因，使鋼結(jié)構(gòu)表面局部相鄰質(zhì)點(diǎn)間產(chǎn)生電極電位差，構(gòu)成許多“微電池”。在電極電位較低的陽極區(qū)（如易失去電子的鐵素體）,鐵失去電子后呈Fe2+進(jìn)入電介質(zhì)水膜中；陰極區(qū)（如不活潑的滲碳體）得到的電子與水膜中溶入的氧作用后，形成OH-，兩者結(jié)合成Fe(OH)2，進(jìn)一步被氧化成Fe(OH)3（鐵銹）。這種由于形成微電池、產(chǎn)生電子流動(dòng)而造成鋼的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。若水膜中溶有酸，則陰極被還原的H+離子沉淀，使陰極產(chǎn)生極化作用，而使腐蝕停止,但水中的溶氧與H+結(jié)合成水，除去沉淀的H+，陰極極化作用消失，腐蝕繼續(xù)進(jìn)行。

綜上所述，在潮濕（存在電解質(zhì)水膜）和有充足空氣（水中溶有氧）的條件下，就會(huì)產(chǎn)生氧中的腐蝕現(xiàn)象。

1 除銹方法

鋼結(jié)構(gòu)在涂刷防銹蝕涂料前，必須徹底除銹，將構(gòu)件表面的毛刺、鐵銹、油污及附著物清除干凈，否則將嚴(yán)重影響涂料的附著力，并使涂膜下的金屬表面繼續(xù)生銹擴(kuò)展，使涂層破壞失效，達(dá)不到預(yù)期的防護(hù)效果。目前鋼結(jié)構(gòu)常用的除銹方法在工廠中多為人工除銹噴砂、噴丸，隨著國家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)制定,鋼結(jié)構(gòu)表面除銹的質(zhì)量控制已有相應(yīng)的規(guī)定，如GB 50205—1995《鋼結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)噴射、拋射或手工、動(dòng)力工具等劃分了相應(yīng)的等級(jí)。手工除銹，盡管其工效低、勞動(dòng)條件差、除銹不徹底，但因其人工除銹費(fèi)用低，僅為噴砂除銹的1/9～1/6，在漆種對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面處理要求不高的情況下，此種方式仍可使用。但在除銹質(zhì)量要求較高的情況下，就要采用噴砂除銹。噴砂除銹是一種較為先進(jìn)的除銹方法，對(duì)于同一種油漆，同樣條件下，噴射除銹較手工除銹的漆膜壽命可延長3～5倍。它不僅除銹較徹底，而且工效高，操作簡便，目前已廣泛采用。酸洗除銹及酸洗磷化處理雖然除銹徹底、工效高，但僅適用于形狀復(fù)雜及小型和薄壁型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件。因酸洗槽設(shè)備的限制，目前大型構(gòu)件尚應(yīng)用不多。

2 常用的除銹措施

1）綜合考慮廠房的整體布置，隔離散發(fā)侵蝕性介質(zhì)的區(qū)域（及改進(jìn)工藝設(shè)備和生產(chǎn)過程），采用有利于自然通風(fēng)的廠房布置方案，以降低有害物的含量。

2）盡可能選用含有適量合金元素的耐大氣腐蝕的低合金鋼材和正確配套的涂料。

3）在結(jié)構(gòu)選型上采用不易除銹的合理方案。如在構(gòu)造上選取合理的截面形式，以避免積灰、積水，易于清理和涂漆；節(jié)點(diǎn)構(gòu)造要簡單；在加工制作的過程中保證焊接質(zhì)量，避免焊縫夾渣；盡量避免或減少涂刷油漆后進(jìn)行焊接，以防止破壞漆膜的完整性;對(duì)施工過程中破壞的漆膜應(yīng)及時(shí)補(bǔ)涂油漆。

4）采用先進(jìn)、科學(xué)的管理方法和合理的防腐措施。

3 防銹涂料

鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕，除了要徹底除銹外，還應(yīng)選擇使用防銹性能好的涂料。選用涂料時(shí)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境、使用功能、經(jīng)濟(jì)性和耐久性、穩(wěn)定性等因素來選用合適的防銹涂料。

1）紅丹防銹漆在一般的鋼結(jié)構(gòu)工程中，常選用防銹能力強(qiáng)，有較好的堅(jiān)韌性、防水性和附著力的油性紅丹防銹漆作為防銹底漆，醇酸磁漆為面漆。紅丹防銹漆處于晶格外層的鉛離子與腐蝕處理階段的鐵離子產(chǎn)生離子置換生成難溶物質(zhì)，紅丹在水和氧的存在下與油基漆生成鉛皂，其裂解的單羥酸鉛、二羥酸鉛鹽具有緩蝕作用。鉛離子與許多腐蝕介質(zhì)生成如硫酸鉛等不容性鹽,鉛皂的封閉作用使生成物隨時(shí)間變得愈來愈致密和結(jié)實(shí)，這是油性紅丹漆的特性。但由于生產(chǎn)紅丹漆需要大量的有色金屬鉛，為保證工人身體健康，許多科研和制造單位正積極研制替代紅丹防銹底漆的涂料。

2）環(huán)氧富鋅和無機(jī)富鋅漆。環(huán)氧富鋅即有機(jī)富鋅，由鋅粉、環(huán)氧樹脂和固化劑配制而成。主要用于鋼結(jié)構(gòu)的重防腐涂裝體系作長效通用底漆，也可用作鍍鋅件的防銹漆,其應(yīng)用的適宜溫度為10～35℃，并避免在雨、霧、雪天施工涂刷。無機(jī)富鋅漆主要以水玻璃為基料，加入鋅粉、飄浮劑和固化劑等配制而成。此漆具有與鍍鋅層相同的陰極保護(hù)作用，為可焊漆。其耐厚性及耐老化性能良好，可耐450℃的高溫，但耐酸堿性差。這種涂料對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面處理要求較高。在低溫、高溫情況下，該涂料不可施工。它與鋼結(jié)構(gòu)表面之間有優(yōu)異的物理力學(xué)性能，因此，它的結(jié)合力牢固。漆膜中富含鋅，在機(jī)械加工及運(yùn)輸和安裝過程中漆膜劃傷處鐵銹不蔓延，在鹽水浸漬下劃傷，能保持劃痕處鐵金屬的光澤。同時(shí)，作為保養(yǎng)底漆，室內(nèi)或露天均能達(dá)到半年以上的防銹效果。切割、焊接加工時(shí)燒傷面積小，帶漆焊接后，焊接強(qiáng)度不受影響。由于防護(hù)效果及可焊性均佳，將漆用于鋼結(jié)構(gòu)出廠前的防腐底漆涂刷，可保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸過程中不致銹蝕,又不影響工地現(xiàn)場的焊接和安裝。一般涂刷厚度在100μm左右（即面漆和底漆各兩道）,且厚度均勻，連續(xù)完整，無針孔，干膜厚度不小于50μm。混凝土建筑中的鋼材，因處于堿性介質(zhì)中，且氧化保護(hù)膜也為堿性，所以不易銹蝕。