鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕與防護

苗勝濤

摘要：鋼結(jié)構(gòu)主結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力最大，強度高，但與其他大型鋼筋混凝土主結(jié)構(gòu)構(gòu)件相比，中國傳統(tǒng)的鋼筋磚混凝土復(fù)合木結(jié)構(gòu)、磚石混凝土主結(jié)構(gòu)，承載力和抗運動性較差。它具有許多重要的技術(shù)優(yōu)勢，如重量輕、元件空間和元件體積小、集成工藝制造和元件設(shè)計與配置、安裝容易和安裝方便、使用經(jīng)濟等。但由于鋼結(jié)構(gòu)和其他木質(zhì)材料的特殊耐蝕性，耐蝕性并不好。據(jù)發(fā)達國家不完全統(tǒng)計，銹鋼腐蝕造成的施工失誤造成的直接社會經(jīng)濟損失每年至少應(yīng)占全家工業(yè)、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展總產(chǎn)值的4%以上。長期施工中的腐蝕不僅給生產(chǎn)造成巨大的直接經(jīng)濟損失，而且給我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的安全生產(chǎn)、使用和運行帶來很大的安全隱患。建筑鋼結(jié)構(gòu)腐蝕工程使用安全事故也屢見不鮮，因此加強建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐施工（尤其是各類薄壁結(jié)構(gòu)的鋼木結(jié)構(gòu)件）顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)，防腐原因，危害，對策

引言

鋼結(jié)構(gòu)在我國現(xiàn)代建筑工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛，具有材料強度高、重量輕、經(jīng)濟成本低、抗震性能好、安裝速度快、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點。在荷載作用下，鋼結(jié)構(gòu)損壞、變形或斷裂，導(dǎo)致建筑物變形、傾覆或倒塌，造成經(jīng)濟損失、人員傷亡以及社會等問題。因此，有必要加強鋼結(jié)構(gòu)防腐防火技術(shù)的研究。

一、 建筑工程中輕鋼結(jié)構(gòu)防腐的重要性

不要將鋼材放在潮濕的空氣中，因為鋼材在遇到氧氣和水時會腐蝕材料內(nèi)部。否則會發(fā)生腐蝕，影響工程進度。此外，輕鋼結(jié)構(gòu)對建筑物的荷載較大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)極易疲勞，在一定程度上影響其強度，甚至可能發(fā)生斷裂。據(jù)有關(guān)部門調(diào)查，輕鋼結(jié)構(gòu)受熱后強度明顯下降，一般輕鋼結(jié)構(gòu)耐火性較低，一般建筑使用時，輕鋼結(jié)構(gòu)可承受300攝氏度左右的溫度。在此溫度下，結(jié)構(gòu)強度顯著下降，當輕鋼結(jié)構(gòu)加熱溫度達到540攝氏度時，穩(wěn)定性喪失，輕結(jié)構(gòu)的抗壓和承載能力受到很大影響。輕鋼結(jié)構(gòu)在長時間暴露于火中10 分鐘后會在所有方面退化。因此，有關(guān)部門在進行建筑施工時，需要加強輕鋼結(jié)構(gòu)的防火和防腐，提高輕鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，提高工程質(zhì)量，提高建筑的安全性和耐久性。

二、鋼材腐蝕的原因

鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑技術(shù)體系技術(shù)誕生于20世紀初，二戰(zhàn)后在美國得到廣泛應(yīng)用，是成熟的現(xiàn)代大型住宅建筑和高層建筑體系。它在許多發(fā)達國家被廣泛使用。由于采用現(xiàn)代建筑鋼結(jié)構(gòu)，高層復(fù)合材料裝配式結(jié)構(gòu)高層建筑住宅體系結(jié)構(gòu)具有一系列新技術(shù)優(yōu)勢，現(xiàn)在復(fù)合建筑體系已逐步發(fā)展形成現(xiàn)代建筑住宅。發(fā)達國家的地區(qū)。美國、日本、澳大利亞等結(jié)構(gòu)高層建筑，重要的復(fù)雜建筑體系形式、設(shè)計、制造和建筑材料裝配安裝應(yīng)用工程技術(shù)非常完善。突出的專業(yè)技術(shù)生產(chǎn)性能和現(xiàn)代化工業(yè)化生產(chǎn)方式是現(xiàn)代住宅產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代市場的關(guān)鍵，符合發(fā)展方向的需要。由于大型鋼結(jié)構(gòu)的許多重要優(yōu)點，它們也被廣泛應(yīng)用于市政體育場、工業(yè)制造廠、高層建筑等各種大型建筑中。但是，鋼結(jié)構(gòu)在正常施工和使用過程中所要處理的環(huán)境對壽命和正常施工性能有很大影響，損壞的鋼結(jié)構(gòu)材料由于化學或其他物理相互作用而發(fā)生變化。甚至會對鋼結(jié)構(gòu)造成環(huán)境破壞。人們常把它稱為破壞鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)境腐蝕作用。根據(jù)鋼表面與周圍介質(zhì)的相互作用原理，鋼結(jié)構(gòu)腐蝕可分為：

2.1化學腐蝕

在相對濕度大、腐蝕性強、有熱介質(zhì)的高溫環(huán)境中，當鋼鐵金屬材料與進入的空氣或水接觸時，黑色金屬分子與進入空氣和水中的碳和氧發(fā)生反應(yīng)，亞鐵水中的分子化學反應(yīng)與二氧化鐵形成鐵（刺繡）是由不同顏色引起的。生銹的主要化學因素非常復(fù)雜，其中堿和酸性金屬水合亞鐵和堿性氧化亞鐵化學因子還分別含有大量的堿和酸性金屬水分，會損壞許多表面涂層。不斷氧化生銹的高級鋼材，由于氧化的銹層，無論是否與室內(nèi)空氣接觸，未來都可以繼續(xù)氧化發(fā)電。因此，不銹鋼結(jié)構(gòu)的日常保護需要快速、徹底地去除結(jié)構(gòu)表面的各種銹蝕元素，并將結(jié)構(gòu)與外部濕氣和室內(nèi)氧氣隔離。

2.2電化學腐蝕

鋼本身主要含有Fe、C等各種氣態(tài)化學金屬成分。由于這些各種金屬成分的化學電極和分子電位不同，在干燥湖水的熱空氣中需要涂在防水膜表面和鋼材本身的大量化學水是不同的。鋼本身表面具有不同氣體化學性質(zhì)的金屬氣體分子，形成無數(shù)微型功能性環(huán)狀二氧化碳電池。在該鋼的陽極加熱區(qū)，F(xiàn)e被加熱氧化，在水膜中生成氫和Fe'，在鋼的陰極區(qū)氧被還原為Fe和OH。其他不穩(wěn)定易溶于水的化合物Fe（oH），進一步分解生成紅色或棕色有機氧化亞鐵，氧化后疏松、易燃、剝落。

研究表明，周圍介質(zhì)的性質(zhì)和鋼材本身的結(jié)構(gòu)成分對鋼材的腐蝕有顯著影響。潮濕條件下的鋼比干燥條件下更容易腐蝕，埋在地下的鋼比暴露在大氣中更容易腐蝕。當大氣中含有較多的酸堿介質(zhì)時，鋼材容易生銹。

三、鋼結(jié)構(gòu)防腐措施分析

3.1 優(yōu)化鋼架本身的防腐設(shè)計

在化工建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計和處理中，首先要注意的是鋼架本身的防腐能力，要努力提高所用鋼材的防腐性能。鋼結(jié)構(gòu)本身在后續(xù)的實際使用中必然會表現(xiàn)出很強的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)嚴重的腐蝕問題。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)本身所用材料的選擇，應(yīng)優(yōu)先選用耐候鋼，利用這種鋼的穩(wěn)定性來提高整體的耐腐蝕性能。

3.2 鋼材表面處理

鋼材用于表面處理和防腐施工時，主要有手工工具除銹法、噴涂除銹法、化學除銹法和火焰油脂除銹法。其中，人工除銹法主要是在鐵邊和電動工具除銹不符合要求時人工除銹。噴霧除銹法主要有拋丸除銹法、干噴法等。這種方法主要是去除許多鋼板、型材和設(shè)備表面的銹跡。操作過程中可能存在的安全隱患：一是粉塵危害，二是火災(zāi)爆炸，三是中毒或腐蝕。工作時的潛在預(yù)防措施。防塵措施包括，一是穿戴工作服、防塵口罩等防護用品，二是營造噴砂除銹防護棚，選擇合適的磨料進行噴灑除銹。需要建造一個臨時的輕型結(jié)構(gòu)房屋。除銹時。火災(zāi)和爆炸的預(yù)防措施包括：一是清除可燃物，二是控制可燃氣體濃度，三是準備滅火設(shè)備。腐蝕的預(yù)防措施：一是通風良好，二是穿一體式橡膠防護服、橡膠手套和口罩，三是及時清潔皮膚。

3.3 防腐施工質(zhì)量控制

涂裝前護理處理：處理前零件表面必須符合國家相關(guān)標準，處理后鋼材表面必須清潔、整齊、無灰塵、油污等。涂裝時的質(zhì)量控制：控制干膜厚度和漆膜質(zhì)量，防止形成氣泡。涂裝后檢查：涂層必須均勻、完整、有光澤，顏色必須符合設(shè)計要求，不得有針孔、裂紋等問題。油漆、涂層厚度等必須符合設(shè)計要求。涂層的干膜總厚度必須至少為205m，偏差必須為25m，每層涂層的厚度必須為5m。用測厚儀進行檢查，檢查數(shù)量，每個部件在5個地方用3個數(shù)據(jù)進行檢查，在50mm距離處測量干膜的平均厚度。如果鋼結(jié)構(gòu)處于腐蝕環(huán)境中，則應(yīng)對涂層的附著力進行檢測和處理。約70%的試驗完成后，附著力應(yīng)符合相關(guān)質(zhì)量標準。此外，噴漆后的部件標記、標記和編號必須完整清晰。

3.4 采取陰極保護和防腐措施

對于陰極保護和防腐措施，主要是通過在金屬表面施加相應(yīng)的電流或充分采用犧牲陽極對金屬基體形成相應(yīng)的保護，可以更有效地避免實際操作中電化學的發(fā)生。另外，采用陰極防腐技術(shù)時，金屬表面鍍鋅，在表面形成富鋅層，發(fā)生電化學腐蝕時先腐蝕陽極鋅，對鋼結(jié)構(gòu)有較好的保護作用.

3.5 技術(shù)人員必須保證油漆質(zhì)量。

涂裝施工時，相關(guān)工人必須了解工作環(huán)境和工作流程，有效控制整體涂裝工作，避免環(huán)境溫度5～38攝氏度，濕度85%。如果有灰塵，技術(shù)人員必須在施工前將輕鋼表面的水清除干凈，整個過程避免與水接觸，待第一層完全干燥后再涂第二層。

結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過防腐、耐火處理后，可大大提高鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性、耐火性和安全性。施工前，通過精心挑選施工產(chǎn)品，制定最佳施工方案，并在施工過程中加強監(jiān)控，認真注意顏色、平整度等外觀質(zhì)量檢查和施工質(zhì)量檢查。檢查和改變涂膜厚度、粘合強度等，并在施工完成后徹底檢查是否批準施工，最大限度地提高鋼結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性和經(jīng)濟性。

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