工業(yè)建筑的防腐蝕設(shè)計(jì)與探討

摘 要：現(xiàn)如今經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，人類生存的生產(chǎn)（生活）水平也在不斷提高，隨之而來(lái)的環(huán)境破壞問題也越來(lái)越多地被人們重視起來(lái)。環(huán)境中往往存在多種酸、堿、鹽等腐蝕性介質(zhì)，為防止或減輕腐蝕性介質(zhì)對(duì)建筑物和構(gòu)造物的腐蝕作用，使工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用，工業(yè)建筑如何腐蝕，首先需要針對(duì)腐蝕特征進(jìn)行分析，然后就其本身的形式及構(gòu)造采取具體處理措施，以增強(qiáng)工業(yè)建筑自身的防腐能力。本文對(duì)工業(yè)建筑的防腐蝕設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的探討，并結(jié)合當(dāng)前防腐蝕工程中易出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)，闡述了防腐蝕工程設(shè)計(jì)的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑；鋼筋混凝土；結(jié)構(gòu)防腐

引 言

建筑防腐蝕工程是針對(duì)來(lái)自正常生產(chǎn)工藝過(guò)程所致的，因此，必須從材料選擇到防護(hù)措施、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面，按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證工業(yè)建筑的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。另外，還要從建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)、零部件選型和結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面采取有助于防止腐蝕的措施。根據(jù)具體問題具體分析的原則，在考慮到防腐措施以外，還應(yīng)和工藝、設(shè)備、通風(fēng)、排水等專業(yè)一起采取綜合措施，才能取得較好的效果，只有多方面配合協(xié)作才能減少和避免廠房建筑結(jié)構(gòu)的腐蝕。下面就從腐蝕的概念、工業(yè)建筑防腐蝕工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和對(duì)相關(guān)問題的解決措施這幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。

1 腐蝕的概念

建筑的防腐蝕設(shè)計(jì)是以預(yù)防為中心的，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的介質(zhì)的腐蝕性、管理水平和維修條件等，分別采用不同的設(shè)計(jì)方案，綜合考慮工程所涉及的各項(xiàng)因素，采取有效的解決措施。對(duì)生產(chǎn)影響較大的部位，或者是威脅到人身安全和維修困難的部位，要加強(qiáng)防護(hù)。對(duì)腐蝕性的分類是根據(jù)腐蝕性介質(zhì)對(duì)于建筑材料的破壞程度來(lái)分類的，主要是從內(nèi)外部變化兩種因素，對(duì)腐蝕性的等級(jí)進(jìn)行綜合評(píng)定。

2 工業(yè)建筑防腐蝕工程的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 正確選擇耐腐蝕材料

防腐蝕工程設(shè)計(jì)，要將正確選擇耐腐蝕材料放在首位。這也就要求相關(guān)設(shè)計(jì)人員要熟練掌握每一種防腐蝕材料的性能優(yōu)缺點(diǎn)，只有這樣，才能根據(jù)工程的具體情況選擇相適應(yīng)的材料，以達(dá)到“揚(yáng)長(zhǎng)避短”。設(shè)計(jì)人員要深入認(rèn)識(shí)防腐蝕工程材料的技術(shù)性能，才能靈活運(yùn)用這些防腐蝕材料，保證防腐蝕工程的整體質(zhì)量。在以往的工程案例中，經(jīng)常出現(xiàn)由于材料選擇不當(dāng)導(dǎo)致工程質(zhì)量發(fā)生問題的現(xiàn)象，因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)其給予足夠的重視。

2.2 防腐蝕工程的防滲性和整體性

防腐蝕工程不僅對(duì)耐蝕性有所要求，更要妥善處理工程的防滲性與整體性，如果處理不當(dāng)，就會(huì)影響防腐蝕工程的功效。各類防腐蝕材料在使用過(guò)程中，要考慮采用的耐腐蝕的防滲隔離層能否保證防腐蝕工程的防滲能力，所以大部分的工程都會(huì)采用瀝青、橡膠這類材料作為防滲隔離層。我國(guó)大部分的防腐蝕工程都會(huì)在建筑結(jié)構(gòu)中，設(shè)置分開的變形縫，都會(huì)有管線裹著設(shè)備穿過(guò)樓面，在槽罐本體上也會(huì)設(shè)置管道的出口。這些細(xì)節(jié)部位的結(jié)合和縫隙，都要對(duì)其作防滲處理，否則會(huì)嚴(yán)重影響到建筑的使用效果。

2.3 防腐蝕工程的合理設(shè)防

若想對(duì)防腐蝕工程進(jìn)行合理設(shè)防，就要將生產(chǎn)實(shí)際需求作為主要的依據(jù)。因此，生產(chǎn)廠家提供的資料和數(shù)據(jù)必須真實(shí)準(zhǔn)確，設(shè)計(jì)人員才能合理地設(shè)計(jì)方案，避免不必要的損失。一般情況下，防腐蝕工程的造價(jià)都很高，尤其是工業(yè)建筑，其范圍較大，所以在進(jìn)行防腐蝕設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意對(duì)易受防腐蝕部位的保護(hù)，且不能任意擴(kuò)大設(shè)防范圍，增加工程建設(shè)成本。

2.4 耐腐蝕涂料的配套

我國(guó)業(yè)界將涂料防護(hù)層主要分為四種：一是底涂層；二是中間漆；三是面涂層；四是無(wú)顏填料的面層涂料，這四種結(jié)構(gòu)都具有其特殊的功能。需要注意的是，對(duì)涂料防護(hù)的設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮到涂層之間的結(jié)合，盡量選用涂層之間能夠結(jié)合良好的品種配套，并具有較強(qiáng)的附著力。

此外，還要提高相關(guān)設(shè)計(jì)人員的專業(yè)素質(zhì)，使其對(duì)各類防腐材料的性能及優(yōu)缺點(diǎn)了如指掌，這樣才能根據(jù)各項(xiàng)工程的特點(diǎn)進(jìn)行合理和科學(xué)的設(shè)計(jì)，有效避免工業(yè)建筑中存在的結(jié)構(gòu)問題等。同時(shí)，也希望國(guó)家對(duì)此予以高度重視，完善技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)規(guī)章制度的推行力度，規(guī)范防腐蝕工程的施工，只用這樣，才能在一定程度上保證工程的質(zhì)量。

3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕問題和處理

3.1 腐蝕介質(zhì)對(duì)于鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)腐蝕

腐蝕介質(zhì)的機(jī)理主要分為鹽、酸、堿三類，會(huì)因?yàn)榉N類的不同而不同。鹽性腐蝕介質(zhì)通過(guò)結(jié)晶致使體積膨脹，對(duì)于水泥的內(nèi)部來(lái)講在產(chǎn)生一定壓力之后，其混凝土就會(huì)慢慢進(jìn)入剝落狀態(tài)，從而對(duì)鋼筋形成腐蝕。而酸性腐蝕介質(zhì)會(huì)對(duì)混凝土的表面層進(jìn)行破壞，然后對(duì)鋼筋表面進(jìn)行腐蝕，造成鋼筋生銹的現(xiàn)象。堿性腐蝕物主要是在進(jìn)入混凝土后，對(duì)混凝土的結(jié)晶產(chǎn)生破壞。這三種介質(zhì)都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行或多或少的破壞，導(dǎo)致構(gòu)件自身出現(xiàn)剝落、開裂以及鋼筋強(qiáng)度下降等現(xiàn)象。

3.2 對(duì)于結(jié)構(gòu)本身的防腐特征

構(gòu)件的腐蝕程度與混凝土的保護(hù)層厚度及密實(shí)度有關(guān)，與周圍環(huán)境也有密切的關(guān)聯(lián)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)表明，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的保護(hù)層厚度，會(huì)對(duì)構(gòu)件的耐久性產(chǎn)生直接的影響。當(dāng)其厚度大的時(shí)候，其腐蝕程度很小，如果保護(hù)層厚度足夠大的話，是不會(huì)對(duì)鋼筋造成腐蝕的。在濕度較大的地區(qū)，如果沒有考慮環(huán)境因素而采用正常的保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)的話，就容易出現(xiàn)混凝土的保護(hù)層開裂以及剝落現(xiàn)象。所以，要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)對(duì)保護(hù)層的厚度進(jìn)行加大，提高構(gòu)件自身的防腐蝕功能。

3.3 混凝土結(jié)構(gòu)的防腐措施

混凝土上部結(jié)構(gòu)除了會(huì)受到液相腐蝕介質(zhì)的屋蓋之外，還有其他構(gòu)件。例如，樓板、房梁等都是受氣相介質(zhì)所腐蝕。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以采取相關(guān)的措施將構(gòu)件的防腐功能進(jìn)行提高。首先，在結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程中，可對(duì)鋼筋的保護(hù)層厚度均在規(guī)定的量上統(tǒng)一增加5～8mm，并對(duì)其斷面保持不變；其次，在對(duì)柱和房屋主梁的強(qiáng)度計(jì)算上，將其鋼筋量增加，預(yù)留出相應(yīng)的防腐蝕構(gòu)件儲(chǔ)存量；再次，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加主要受力構(gòu)件的斷面；然后，提高混凝土強(qiáng)度，降低水灰比；最后，大跨度混凝土結(jié)構(gòu)盡量選擇預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。四、砌體結(jié)構(gòu)在有腐蝕情況下的選擇磚砌體應(yīng)采用承重頁(yè)巖磚，其強(qiáng)度等級(jí)不低于MU10，當(dāng)框架結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)采用混凝土中、小型砌塊，其強(qiáng)度等級(jí)不低于MU10；石砌體應(yīng)采用質(zhì)地均勻，未風(fēng)化的料石和毛石，其強(qiáng)度不低于MU20；砌筑砂漿應(yīng)采用水泥砂漿或混凝土砂漿，其強(qiáng)度不低于M5。

4 地面處理應(yīng)對(duì)腐蝕

4.1 地面層材料應(yīng)根據(jù)腐蝕性介質(zhì)進(jìn)行選擇

地面層材料應(yīng)根據(jù)腐蝕性介質(zhì)的類別、性質(zhì)、濃度以及對(duì)建筑結(jié)構(gòu)材料的腐蝕性等級(jí)條件，結(jié)合設(shè)備安裝和生產(chǎn)中的機(jī)械磨損等要求，設(shè)計(jì)不同的防腐地面。地面面層可分為：塊材面層和整體面層。塊材面層分為：耐酸石材、耐酸磚、水玻璃膠泥或砂漿、樹脂膠泥、瀝青膠泥、聚合物水泥砂漿。整體面層分為：水玻璃混凝土、樹脂膠泥或砂漿、瀝青砂漿、密實(shí)混凝土、水磨石等。耐酸堿程度各不相同，與酸堿濃度有很大關(guān)系。水玻璃類材料不能用于亞硫酸鈉、亞硝酸鈉等呈堿性反應(yīng)的鹽類作用地面面層。樹脂稀膠泥、樹脂砂漿、玻璃鱗片膠泥、水玻璃混凝土、瀝青砂漿、軟聚氯乙烯板等整體面層以及瀝青膠泥砌筑塊材面層，適合用于室內(nèi)。樹脂類整體面層、瀝青砂漿面層和軟聚氯乙烯板面層，不能用于明火作用的部位，一定要遠(yuǎn)離明火。

4.2 塊材面層結(jié)合層材料的選擇也要考慮防腐的要求

地面一般可分為塊材面層和整體面層，塊材面層如圖1所示?；铱p采用樹脂膠泥、水玻璃膠泥等剛性材料時(shí)，結(jié)合層要采用剛性材料，不要采用瀝青膠泥、瀝青砂漿等柔性材料。灰縫采用瀝青膠泥、水玻璃膠泥、聚合物水泥砂漿時(shí)，耐酸磚面層的結(jié)合層應(yīng)與灰縫一致。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，工業(yè)建筑防腐蝕工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，要想做好防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須認(rèn)真執(zhí)行有關(guān)規(guī)范，總結(jié)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，吸取新的科研成果，采用新材料，從而達(dá)到技術(shù)先進(jìn)，實(shí)用安全，經(jīng)濟(jì)合理的目的。在設(shè)計(jì)中，從總圖布置到建筑構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系的選擇到地面面層及結(jié)合層的選擇，都應(yīng)考慮整個(gè)過(guò)程中防腐蝕設(shè)計(jì)的理念。這樣不但能提高建筑物的安全性，而且也能提高建筑物的使用壽命，最終得到一個(gè)既安全經(jīng)濟(jì)、使用壽命又長(zhǎng)的工業(yè)建筑物。

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作者簡(jiǎn)介：楊曉敏（1961-），男，土家族，貴州銅仁人，本科，高級(jí)工程師，主要從事工作和研究方向是建筑設(shè)計(jì)方面。