鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)探析

文/李軼棟 安徽省三達(dá)防腐工程有限責(zé)任公司 230001

鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)探析

文/李軼棟 安徽省三達(dá)防腐工程有限責(zé)任公司 230001

盡管鋼結(jié)構(gòu)建筑擁有良好的抗震性能，且質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、施工方便、造型美觀，但它極易受環(huán)境的影響，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)建筑容易被腐蝕，加上其防火能力薄弱，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在火災(zāi)中會(huì)快速下降，引發(fā)建筑垮塌事故。因此，鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)至關(guān)重要。下面從鋼結(jié)構(gòu)建筑的腐蝕機(jī)理入手，探析鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)的常用方法措施及防腐涂料的科學(xué)選擇，以加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)，確保建筑使用安全。

建筑；鋼結(jié)構(gòu)；腐蝕；防腐保護(hù)

隨著國(guó)家不斷加快基本建設(shè)步伐，建筑承重構(gòu)件中對(duì)鋼結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但只要鋼結(jié)構(gòu)被腐蝕，該破壞就會(huì)不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致應(yīng)力集中，從而使腐蝕速度越來(lái)越快，最終導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)建筑被嚴(yán)重破壞，危及整體穩(wěn)定性，使建筑使用者面臨巨大的安全隱患?；诖?，如何加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)是一項(xiàng)重要課題。

一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的腐蝕機(jī)理

一般情況下，鋼結(jié)構(gòu)建筑的腐蝕大致包括三種類型，分別是大氣腐蝕、應(yīng)力腐蝕、局部腐蝕，而其形成機(jī)理依次是：

一是大氣腐蝕，它是一種最常見(jiàn)的鋼結(jié)構(gòu)建筑腐蝕，發(fā)生幾率很大，特別是當(dāng)鋼材直接暴露在大氣環(huán)境中時(shí)，大氣腐蝕更容易發(fā)生，原因在于大氣中有一定量的氧氣、水分，它們?cè)诎l(fā)生特定的化學(xué)反應(yīng)之后就會(huì)侵蝕鋼結(jié)構(gòu)建筑；

二是應(yīng)力腐蝕，它的發(fā)生需要特定的介質(zhì)，且要有一定的應(yīng)力作用，該腐蝕擁有較強(qiáng)的突發(fā)性，且?guī)缀鯖](méi)有明顯的征兆，只要發(fā)生了就會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果，使人們蒙受嚴(yán)重的傷亡、經(jīng)濟(jì)損失等；

三是局部腐蝕，它也是很常見(jiàn)的，一般包括兩種，縫隙腐蝕的形成機(jī)理是：在鋼結(jié)構(gòu)建筑施工中，鋼結(jié)構(gòu)表面會(huì)不可避免地出現(xiàn)一些縫隙，如果水等液體在這些縫隙中停滯，銹蝕就會(huì)隨之形成，且隨著時(shí)間的推移，銹蝕的面積會(huì)不斷增大；電偶腐蝕的形成機(jī)理是：如果鋼結(jié)構(gòu)建筑中有不同金屬相互組合或連接的情況，那么正負(fù)電位隨之形成，負(fù)電位金屬的腐蝕速度比正電位金屬更快，時(shí)間一長(zhǎng)，鋼結(jié)構(gòu)建筑就會(huì)被嚴(yán)重腐蝕。

二、鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)的常用方法措施

在鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐保護(hù)處理中，常用的方法措施一般包括四種：一是熱浸鋅，即將銹蝕后的鋼構(gòu)件浸入融化的、約600℃高溫的鋅液中，使鋅層附著在鋼構(gòu)件的表面，厚度不足5mm的薄板，鋅層厚度不能比65μm??；厚度大于5mm的厚板，包括通信塔、輸電塔等，鋅層的厚度不能比86μm小，如此才能起到防腐保護(hù)的作用[1］；二是耐候鋼，它的耐腐蝕性能與低溫沖擊韌性都比普通鋼結(jié)構(gòu)建筑所用鋼材要好，往往含有磷、銅、鎳、鉻等金屬，能在鋼構(gòu)件表面形成一個(gè)保護(hù)層，提高鋼材的耐腐蝕性能；三是熱噴復(fù)合涂層，包括鋅、鋁等，其防腐保護(hù)效果與熱浸鋅相當(dāng)，是一種長(zhǎng)效的防腐保護(hù)措施。先針對(duì)鋼構(gòu)件表面進(jìn)行噴砂除銹，使其露出金屬光澤，同時(shí)打毛；接著通過(guò)“乙炔——氧焰”融化被不斷送出的鋅絲或鋁絲，并通過(guò)壓縮空氣將其吹附在鋼構(gòu)件表面，形成厚度為80～100μm的、蜂窩狀的鋅（鋁）噴涂層；最后選擇氯丁橡膠漆或環(huán)氧樹(shù)脂等涂料將毛細(xì)孔填充好，形成一個(gè)復(fù)合涂層；四是涂層法，盡管它的防腐保護(hù)性能比不上前面的三種長(zhǎng)效防腐方法措施，但氟碳涂料能使鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐年限達(dá)到50年，所以其應(yīng)用較多。在鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)中需綜合考慮工程的造價(jià)、難易程度、腐蝕環(huán)境等因素，合理選擇防腐保護(hù)方法措施。

三、科學(xué)選擇防腐涂料，加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)

（一）底涂

在鋼結(jié)構(gòu)建筑底層涂漆不僅具備附著性優(yōu)良的功能，還能防止鋼材表面被銹蝕。當(dāng)然，底漆的基料要同時(shí)具備耐堿性與屏蔽性，以預(yù)防水氧離子滲透腐蝕鋼材；對(duì)于鋼材的表面而言，底漆的濕潤(rùn)性應(yīng)良好，能深入滲透銹痕、焊縫等部位；底漆漆膜的厚度不宜過(guò)大，只要能將鋼構(gòu)件表面的除銹粗糙度峰值蓋住即可，太厚會(huì)引發(fā)應(yīng)力收縮現(xiàn)象，附著力受損[2］。當(dāng)前常用的底層涂漆防腐材料主要有四類：一是醇酸類底漆，包括醇酸鐵紅底漆、醇酸紅丹底漆，它們通常在耐久性等級(jí)較低的鋼結(jié)構(gòu)建筑中適用；二是環(huán)氧類底漆，因?yàn)榄h(huán)氧樹(shù)脂的粘著性強(qiáng)大，可應(yīng)用于中長(zhǎng)耐久性涂層的底漆，其代表性產(chǎn)品包括環(huán)氧煤瀝青防腐底漆、環(huán)氧磷酸鋅鐵紅防銹底漆、環(huán)氧富鋅底漆、環(huán)氧鋅黃底漆等；三是聚氨酯類底漆，它擁有良好的綜合性能、適應(yīng)性能，且能耐附著力、化學(xué)品、磨損，抗?jié)B透性也很強(qiáng)，彈性與硬度在一定程度上保持著矛盾平衡，因而能適應(yīng)各種各樣的工作條件，在低溫環(huán)境下通常被用于替代環(huán)氧類底漆；四是橡膠樹(shù)脂類底漆，它最顯著的一個(gè)特點(diǎn)是耐酸堿性能很好，且擁有很強(qiáng)的抗氧化臭氧功能，抗老化性、抗水性與耐候性非常顯著，代表產(chǎn)品包括氯化橡膠防腐底漆、氯磺化聚乙烯防腐底漆等，其中氯化橡膠底漆對(duì)氧氣、水汽的滲透率特別低，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐保護(hù)效果良好。

（二）面涂

在鋼結(jié)構(gòu)建筑表面涂漆不僅能美化環(huán)境，還能避免紫外線破壞涂層，并耐化學(xué)品的腐蝕。當(dāng)前常用于鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)的面漆大致有五種：一是長(zhǎng)油醇酸磁漆，它屬于耐久性較低的品種，往往少于5年；二是環(huán)氧類面漆，它僅僅在室內(nèi)適用，室外極易粉化；三是丙烯酸芳香族聚氨酯面漆，它也多在室內(nèi)使用，室外極易老化、變色，耐久性僅能維持7～8年，但脂肪族聚氨酯的耐候性能優(yōu)異，耐久性可超過(guò)10年；四是氟碳樹(shù)脂類面漆，它是新品種，其使用期限可超過(guò)15年，但真實(shí)效果還需進(jìn)一步考察；五是氯化橡膠類面漆，它屬于揮發(fā)性的面漆，耐候性能較好，但耐久性屬于中等，一般能使用5～7年，且最近幾年，很多鋼結(jié)構(gòu)建筑都選用高氯化聚乙烯，并研發(fā)底漆與面漆的配套產(chǎn)品，外觀效果、防腐效果都較好。

（三）中涂

很多鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)工程并不重視在鋼材的中間層涂漆，往往只完成面涂、底涂，這是十分有害的。中涂對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)而言非常關(guān)鍵，其作用主要有：一是在面涂、底涂之間發(fā)揮架橋作用，因?yàn)槠崮さ南嗷ジ街⒉荒芡耆蕾嚇O性基因的吸力，而要依賴中間涂層中的溶劑溶脹底漆，從而全連纏結(jié)兩層界面的高分子；二是中間涂層在重防腐保護(hù)的涂料系統(tǒng)中能發(fā)揮出增加涂層厚度的功能，使涂層既有的屏蔽性能得到提高，因?yàn)槊嫫崤c底漆在整個(gè)涂層系統(tǒng)中均不能太厚，只能選擇將中間涂層制成觸變型的高固體厚膜涂料，以便有效提高涂層的緩蝕與屏蔽性能。

然而涂層只具備單一的屏蔽作用，不能有效避免鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，只要水、氧等經(jīng)過(guò)漆層空隙滲透到金屬的表面，銹蝕就會(huì)發(fā)生，所以達(dá)不到長(zhǎng)效的防腐保護(hù)要求[3］。對(duì)長(zhǎng)期在大氣環(huán)境中使用的大型鋼結(jié)構(gòu)建筑及鋼構(gòu)件，人們一般選擇鋅、鋁金屬涂層來(lái)實(shí)現(xiàn)防腐保護(hù)，它們不僅具備屏蔽作用，還能發(fā)揮陰極保護(hù)功能，只是隨著鋅、鋁逐漸損耗犧牲，其保護(hù)性能越來(lái)越弱，選擇不會(huì)老化的、兼具屏蔽、緩蝕、陰極保護(hù)三大功能的無(wú)機(jī)涂層才能在大氣環(huán)境中長(zhǎng)效保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)建筑的最佳方法措施。當(dāng)下，由鋅粉或鋁粉、鉻酸鹽、磷酸鹽組成的無(wú)機(jī)涂層就同時(shí)具備這些特點(diǎn)，理應(yīng)被推廣使用。

結(jié)語(yǔ)：

鋼結(jié)構(gòu)建筑容易腐蝕的特點(diǎn)不僅大大浪費(fèi)了金屬資源，還會(huì)對(duì)正常的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生消極影響，甚至危及生命財(cái)產(chǎn)安全。在今后的工作實(shí)踐中不僅要分析鋼結(jié)構(gòu)建筑的腐蝕機(jī)理，還要采取行之有效的措施加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)，并堅(jiān)持創(chuàng)新，不斷研發(fā)新的防腐技術(shù)與措施，力爭(zhēng)在鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐保護(hù)工程中取得新突破。

[1］馮翼.關(guān)于建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)要點(diǎn)的探討[J］.建筑知識(shí)，2016（01）：71+184.

[2］色吉拉呼.鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐保護(hù)工程的質(zhì)量控制[J］.四川建材，2015（03）：230+232.

[3］王華勇.探討建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)的防腐及防火技術(shù)[J］.江西建材，2015（05）：84+88.