鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐技術(shù)比較及質(zhì)量監(jiān)測(cè)

王海榮

【摘要】本文提出了鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐的必要性，并對(duì)各種長(zhǎng)效防腐綜合技術(shù)進(jìn)行了比較，說(shuō)明了使用熱噴涂鋅或鋁涂層技術(shù)的優(yōu)越性。同時(shí)強(qiáng)調(diào)了鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐工程應(yīng)在施工方面、監(jiān)理方面及使用方面引起高度重視。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)；長(zhǎng)效防腐技術(shù)；質(zhì)量監(jiān)測(cè)

[文章編號(hào)]1619-2737（2016）01-06-633

1. 引言

鋼結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、質(zhì)量輕，具有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特點(diǎn)，在建筑業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，尤其在超高層及大跨度建筑等方面顯示出強(qiáng)大的生命力。但是，鋼結(jié)構(gòu)在服役期間，和它所處的環(huán)境介質(zhì)之間易發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)或物理作用，引起材質(zhì)的變質(zhì)和鋼結(jié)構(gòu)的破壞失效，常常會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家統(tǒng)計(jì)，每年由于鋼結(jié)構(gòu)腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值的2%～4%。目前，全世界每年因鋼結(jié)構(gòu)腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失已高達(dá)數(shù)千億美元以上。

采用鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)，特別是長(zhǎng)效防腐新技術(shù)的運(yùn)用就顯得尤為重要。如果鋼結(jié)構(gòu)能夠在15～50年免維護(hù)的話(huà)，不但能節(jié)省大量的維護(hù)經(jīng)費(fèi)，而且能提高鋼結(jié)構(gòu)的安全性與使用壽命。

2. 鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐綜合技術(shù)比較

鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐處理（15～20年以上）可有多種選擇。例如熱浸鍍鋅或鋁技術(shù)，重防腐涂料涂層技術(shù)，熱噴涂鋅或鋁涂層技術(shù)、氟碳重防腐涂層體系等。從目前研究成果看，長(zhǎng)效防腐的關(guān)鍵是一方面要阻隔有害介質(zhì)盡量少到達(dá)鋼鐵表面；另方面是通過(guò)鋼鐵表面外設(shè)置的多層保護(hù)物先犧牲，起到保護(hù)作用。試驗(yàn)已證明高含鋁量的鋅鋁合金或鋅鋁偽合金涂層優(yōu)于長(zhǎng)效涂料類(lèi)、鍍鋅、噴純鋅、鋁涂層，這個(gè)結(jié)論也得到許多國(guó)家工程界的認(rèn)可。

2.1熱浸鋅防腐技術(shù)。熱浸鋅是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是耐久年限較長(zhǎng)（在一般大氣環(huán)境下可以提供10年左右的有效保護(hù)），生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中。如大量輸電塔、通訊塔等。近年來(lái)大量出現(xiàn)的輕鋼結(jié)構(gòu)體系中的壓型鋼板等，也較多采用熱浸鋅防腐蝕。

然而，熱浸鋅防腐工藝受渡槽容積所限，不能對(duì)較大尺寸結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐施工；其次，不能到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行熱浸鋅防腐，只能在固定工廠(chǎng)施工，勢(shì)必造成大量的往返運(yùn)輸費(fèi)用；再次，熱浸鋅鍍層碰傷后，較難修復(fù)。因此，該防腐技術(shù)最適宜于小的鋼構(gòu)件和輕鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防腐。

2.2重防腐涂料涂層技術(shù)。

重防腐涂料涂層技術(shù)的防腐涂裝工藝和涂料品種都非常相似，即涂層設(shè)計(jì)由底漆、中間漆和面漆組成的多層涂裝體系；油漆品種均為環(huán)氧（無(wú)機(jī)）富鋅底漆、環(huán)氧云母氧化鐵中間漆和聚氨酯類(lèi)或環(huán)氧類(lèi)或氯化橡膠面漆等組成。防腐底漆中如添加鋅粉（如富鋅底漆），對(duì)鋼鐵提供陰極保護(hù)。涂層對(duì)鋼結(jié)構(gòu)提供的腐蝕保護(hù)以機(jī)械屏蔽的隔離防護(hù)為主，涂層的老化、粉化使這種隔離作用減弱或失去作用。目前，重防腐涂料的防腐壽命一般為10～15年，世界各國(guó)大量應(yīng)用實(shí)例都證明了這一點(diǎn)。

2.3熱噴涂鋅或鋁涂層技術(shù)。

熱噴涂鋅或鋁涂層技術(shù)的發(fā)展是從火焰噴涂到電弧噴涂，從噴鋅發(fā)展到噴鋁及鋅鋁合金、偽合金等。我國(guó)于20世紀(jì)60年代曾采用火焰噴涂防腐，十多年后檢查效果良好。但火焰噴涂生產(chǎn)效率較低，噴砂噴鋁（鋅）的勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重制約鋼結(jié)構(gòu)的加工工期，目前國(guó)內(nèi)外使用較少。電弧噴涂由于采用了電弧代替氣體燃燒，大大提高了工作效率和工作安全性，且電弧溫度高于火焰，涂層結(jié)合力遠(yuǎn)大于火焰噴涂，涂層質(zhì)量完全可以滿(mǎn)足長(zhǎng)效防腐的需要，因而得到廣泛應(yīng)用。電弧噴涂防腐復(fù)合涂層的防腐壽命為30～50年以上，是熱浸鍍鋅或鋁防腐的3～5倍，是普通油漆防腐的10～15倍，是重防腐涂料防腐的4～5倍。從工程使用方的綜合計(jì)價(jià)來(lái)講，與油漆涂層技術(shù)和熱浸技術(shù)相比，熱噴涂長(zhǎng)效防腐技術(shù)具有很高的性能價(jià)格比。

電弧噴涂具有防腐壽命長(zhǎng)，工藝簡(jiǎn)單易行，易修復(fù)，工藝系統(tǒng)具有普遍適用性等特點(diǎn)。只是應(yīng)用熱噴涂技術(shù)施工時(shí)，存在著一定的噪音和粉塵。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)工廠(chǎng)制作時(shí)的環(huán)保要求相當(dāng)嚴(yán)格，而目前對(duì)于野外的安裝或舊鋼結(jié)構(gòu)后期維護(hù)施工時(shí)基本沒(méi)有高的要求，只是必須加強(qiáng)對(duì)施工人員的防護(hù)。

2.4長(zhǎng)效鋼結(jié)構(gòu)氟碳重防腐涂層體系。

氟碳涂料因其超強(qiáng)的耐候性和耐沾污性能而被譽(yù)為“涂料王”，戶(hù)外防腐年限可達(dá)20年以上。 中國(guó)鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TB/T1527《鐵道橋梁保護(hù)涂裝》在2004年進(jìn)行了修訂，首次將氟碳涂料引入鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)體系，為氟碳涂料在鐵路鋼橋中應(yīng)用提供了依據(jù)；交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土橋梁結(jié)構(gòu)表面涂層防腐技術(shù)條件》推薦的多個(gè)涂層配套體系均采用氟碳面漆體系，以使橋梁在海洋和工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境下具有20年以上的防護(hù)期?，F(xiàn)在我國(guó)已在重慶嘉陵江大橋、鳥(niǎo)巢鋼結(jié)構(gòu)、杭州灣跨海大橋等防腐涂裝中得到了應(yīng)用。 但由于氟涂料價(jià)格通常是普通涂料的5倍，市場(chǎng)接受高價(jià)位還需要一定的時(shí)間，這就要企業(yè)加強(qiáng)自律，真正以氟碳涂料的優(yōu)異性能和優(yōu)秀的工程應(yīng)用實(shí)例贏得市場(chǎng)。

目前中國(guó)氟涂料行業(yè)還需要解決單體和生產(chǎn)原料的本土化問(wèn)題，從源頭上解決中國(guó)氟涂料的“無(wú)米之炊”難題。同時(shí)，盡管氟涂料有很多優(yōu)點(diǎn)，但并不是所有場(chǎng)合都要用氟涂料，應(yīng)該提倡“好鋼用在刀刃上”，否則就是資源的極大浪費(fèi)。

3. 鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐技術(shù)工程現(xiàn)狀

鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐是一個(gè)系統(tǒng)工程，因?yàn)樗婕暗戒摻Y(jié)構(gòu)工程使用方、工程設(shè)計(jì)方、工程施工方與施工監(jiān)理方等多方面的綜合因素。只有將各個(gè)方面進(jìn)行合理的組合與多方的重視，鋼結(jié)構(gòu)的安全與使用壽命才可以得到可靠的保障。

目前，從鋼結(jié)構(gòu)工程使用方、設(shè)計(jì)方和施工方等多方面仍然對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)效防腐的重要性缺乏足夠的重視，在意識(shí)上依然停留在傳統(tǒng)的防腐技術(shù)上，后期的維護(hù)可能也跟不上。并且，即使是傳統(tǒng)的涂裝防腐，由于在施工過(guò)程中防腐施工技術(shù)不過(guò)關(guān)，經(jīng)常造成鋼結(jié)構(gòu)過(guò)早的腐蝕或破壞。一些工程使用方也存在著一個(gè)較大的問(wèn)題，即工程實(shí)施之前，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的防腐工程方面的專(zhuān)家對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的整體防腐技術(shù)進(jìn)行評(píng)估；工程移交時(shí)，沒(méi)有委派專(zhuān)業(yè)的防腐施工的工程師或?qū)＜覍?duì)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)防腐的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)；防腐施工后，對(duì)其后期的定期檢測(cè)與維護(hù)基本沒(méi)有進(jìn)行，早早出現(xiàn)的銹蝕痕跡無(wú)情地反映了工程建設(shè)過(guò)程中的眾多失誤。

工程質(zhì)量監(jiān)管力度不夠，工作責(zé)任心不強(qiáng)等，無(wú)法保證質(zhì)量達(dá)到期望標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)理的質(zhì)量檢驗(yàn)工作多數(shù)也是流于形式，等等。各個(gè)方面的問(wèn)題，集中在一起的時(shí)候，整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的壽命肯定是令人懷疑的，到目前為止，已經(jīng)發(fā)生了多起鋼結(jié)構(gòu)破壞事故，其直接后果都是災(zāi)難性的，直接證明了上述的分析。

4. 鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐工程的質(zhì)量監(jiān)測(cè)

近年，政府對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造提出了明確的壽命要求，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)與施工，均采用質(zhì)量終身制。因此，不管鋼結(jié)構(gòu)采取何種防腐技術(shù)進(jìn)行防護(hù)處理，在其制作或者維護(hù)過(guò)程中，必須進(jìn)行專(zhuān)業(yè)性的嚴(yán)格質(zhì)量檢測(cè)與監(jiān)督。

首先，設(shè)計(jì)要合理，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)難于檢查、清刷和噴涂之處，以及能積留濕氣和大量灰塵的死角或凹槽，閉口截面構(gòu)件應(yīng)沿全長(zhǎng)和端部焊接封閉等。其次，對(duì)于每一道防腐施工工序，必須提出明確的質(zhì)量技術(shù)規(guī)范，施工后要求檢查涂層外觀(guān)、涂層厚、粘結(jié)強(qiáng)度、耐腐蝕性及密度等指標(biāo)。例如鋼結(jié)構(gòu)預(yù)處理時(shí)的噴砂等級(jí)或手工預(yù)處理等級(jí)，防腐施工的環(huán)境要求，油漆的施工工藝規(guī)程，正確選擇的油漆涂層或熱噴涂涂層的結(jié)合性能與厚度現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)，抽樣進(jìn)行模擬環(huán)境下的腐蝕實(shí)驗(yàn)，涂層外觀(guān)檢查等等，均需要專(zhuān)人負(fù)責(zé)。最后，在使用過(guò)程中，應(yīng)保持良好通風(fēng)，及時(shí)排除侵蝕性氣體和濕氣，及時(shí)進(jìn)行清灰、清污工作。

無(wú)論是施工方，還是工程使用方，對(duì)防腐涂層進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，必須采用較為精密的檢測(cè)手段和設(shè)備，而在目前，很多的鋼結(jié)構(gòu)制作廠(chǎng)家或工程使用方對(duì)工程施工時(shí)如何檢測(cè)防腐涂層的性能，基本沒(méi)有很好的重視，有的干脆根本就沒(méi)有檢測(cè)設(shè)備或條件。這也是很多鋼結(jié)構(gòu)服役期壽命大大縮短，并可能造成破壞的災(zāi)難事故發(fā)生的主要原因之一。

5. 結(jié)論

鋼結(jié)構(gòu)長(zhǎng)效防腐工程與鋼結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行和壽命的保障密切相關(guān)。應(yīng)加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)制作與維護(hù)過(guò)程中的防腐施工管理與監(jiān)督，在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作過(guò)程中，必須有專(zhuān)業(yè)防腐工程技術(shù)人員和專(zhuān)家的參與或指導(dǎo)。目前，在國(guó)內(nèi)，電弧噴涂長(zhǎng)效防腐技術(shù)受到了越來(lái)越廣泛的注意，與涂裝技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，將更加具有市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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