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淺談鋼結構防腐技術在建筑工程中的應用

來源:admin瀏覽量:發布時間:2018-12-21


全民飞机大战图纸 www.iysrn.icu 1 鋼結構腐蝕的類型與機理

1.1 大氣腐蝕鋼結構的大氣腐蝕主要是由空氣中的水和氧氣等的化學和電化學作用引起的。大氣中水汽形成金屬表層的電解液層,而空氣中的氧溶于其中作為陰極去極劑,二者與鋼構件形成了一個基本的腐蝕原電池。當大氣腐蝕在鋼構件表面形成銹層后,腐蝕產物會影響大氣腐蝕的電極反應。

1.2 局部腐蝕局部腐蝕是鋼結構最常見的破壞形態,主要包括電偶腐蝕、縫隙腐蝕。電偶腐蝕主要發生在鋼結構不同金屬組合或者連接處,其中電位較負的金屬腐蝕速度較大,而電位較正的金屬受到?;?兩種金屬構成了腐蝕原電池。縫隙腐蝕主要在鋼結構不同結構件之間、鋼構件與非金屬之間存在的表面縫隙處,當縫隙寬度窄到可以使得液體在縫內停滯時發生,鋼結構的縫隙腐蝕最敏感的縫寬為0.025~0.1mm。

1.3 應力腐蝕即在某一特定的介質中,鋼結構不受到應力作用時腐蝕甚微,但是受到拉伸應力后,經過一段時間構件會發生突然斷裂。由于這種應力腐蝕斷裂事先沒有明顯的征兆,所以往往造成災難性后果,如橋梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等,帶來巨大的經濟和人員傷亡。

2 鋼結構腐蝕對建筑的危害

通過鋼結構腐蝕機理的分析我們可以看出,鋼鐵腐蝕是一種不均勻的破壞,其表面一旦出現腐蝕坑,由坑底向縱深發展很快,從而引起應力集中,而應力集中又會加速腐蝕過程,這種循環的連鎖反應是應力腐蝕的一種形式。鋼材在這種應力腐蝕的作用下抗冷脆性能不斷下降,導致承重構件在無明顯的變形征兆下突然發生脆性斷裂,造成建筑物倒塌并危及人身安全。結構在沖擊荷載作用下,腐蝕介質會促成鋼材發生脆性斷裂并影響疲勞強度,危害尤為嚴重。

3 建筑工程中鋼結構防腐技術的應用

3.1 基本要求①表面處理。表面處理非常重要,應清除鋼鐵表面的污物和銹層,尤其是軋制鋼材時形成的黑氧化皮,它是電化學腐蝕的陰極,是腐蝕的根源,必須除掉。表面處理質量應達到涂裝前鋼材表面預處理規范的有關要求。②材料選擇。表面涂刷專用鋼結構防腐漆,仍是目前對鋼結構防腐及網架防腐的主要手段。③涂層厚度。防腐涂料涂裝時的厚度要適度,涂層要均勻,不可漏涂。

3.2 防腐涂層考慮因素主要考慮年限、裝飾要求和維護等要求,在何種腐蝕性介質環境下應用,涂裝施工時的溫濕度和操作空間等因素。

3.3 常用方法①改性金屬結構。在鋼材冶煉過程中增加銅、鉻和鎳等合金元素,使金屬表面形成?;げ?。②陰極?;し?。在鋼結構表面附加較活潑的金屬取代鋼材的腐蝕。常用于水下或地下結構。③熱浸鋅。將除銹后的鋼構件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中,使鋼構件表面附著鋅層,從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優點是耐久年限長,生產工業化程度高,質量穩定,因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴重且不易維修的室外鋼結構中。④熱噴鋁(鋅)復合涂層。是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當的長效防腐蝕方法。⑤涂層法。涂層法防腐蝕性一般不如長效防腐方法(但目前氟碳涂料防腐蝕年限甚至可達50 年)。所以用于室內鋼結構或相對易于維護的室外鋼結構較多。它一次成本低,但用于戶外時維護成本較高。在這五種防腐方法中,建筑工程最常用的是涂層法。這種方法價格低廉,選擇范圍廣,適用性強。

3.4 涂層法鋼結構的涂層法防腐需經過基層處理和涂層施工兩道工序。①基層處理?;憒淼哪康氖喬宄辜礱嫻拿?、鐵銹、油污及其他附著物,使構件表面露出金屬光澤;基層處理越徹底,附著效果越好?;憒淼姆絞接惺止せ蕩?、化學處理、機械噴射處理等。②涂層施工。涂層結構的形式有三種:a.底漆一中漆一面漆;b.底漆一面漆;c.底漆面漆為同一種漆。其中底漆主要起附著和防銹作用;面漆主要起防腐蝕和防老化作用;中漆的作用于介于底、面漆之間,并能增加漆膜厚度。它們只有配套使用才能發揮最佳的作用,取得最佳效果。合理的涂刷方式,對保證涂裝質量、施工進度、節約材料和降低成本有很大的作用,常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滾涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無氣噴涂法等。③涂層施工的質量控制。首先,涂層法的施工質量是否優秀,基層處理至關重要。不同的防腐要求,可采取不同的處理方法;其次,涂層用底漆含粉料多,基料少,成膜粗糙,與鋼材粘附力強,與面漆結合性好。面漆則同時要注意不同涂料間的相容性?;隙?成膜光澤??狗緇?能?;さ灼岵皇艽篤?第三,涂層的施工要在適當的溫度(5~38℃之間)和濕度(相對濕度不大于85%)及粉塵少的環境下進行。構件表面不能有結露,涂裝后4h 之內不得淋雨;最后,涂層一般做4~5 遍。干漆膜總厚度室外工程為150μm,室內工程為125μm,允許偏差為25μm。在海邊或海上或在較強的腐蝕性大氣中,干漆總厚度可為200~220μm。

4 結束語

鋼結構以其優良的物理、機械及施工性能,在國內的工程中得到了越來越廣泛的應用,但是鋼結構腐蝕不僅會造成金屬資源的巨大浪費,還會影響正常的生產運營。因此,通過建筑行業和腐蝕行業相聯合,在深入研究鋼結構大氣腐蝕、局部腐蝕、應力腐蝕類型和機理的基礎上,積極開發新的防腐蝕措施,必將會在未來的鋼結構防腐工程中發揮更大的作用。

1 鋼結構腐蝕的類型與機理

1.1 大氣腐蝕鋼結構的大氣腐蝕主要是由空氣中的水和氧氣等的化學和電化學作用引起的。大氣中水汽形成金屬表層的電解液層,而空氣中的氧溶于其中作為陰極去極劑,二者與鋼構件形成了一個基本的腐蝕原電池。當大氣腐蝕在鋼構件表面形成銹層后,腐蝕產物會影響大氣腐蝕的電極反應。

1.2 局部腐蝕局部腐蝕是鋼結構最常見的破壞形態,主要包括電偶腐蝕、縫隙腐蝕。電偶腐蝕主要發生在鋼結構不同金屬組合或者連接處,其中電位較負的金屬腐蝕速度較大,而電位較正的金屬受到?;?兩種金屬構成了腐蝕原電池。縫隙腐蝕主要在鋼結構不同結構件之間、鋼構件與非金屬之間存在的表面縫隙處,當縫隙寬度窄到可以使得液體在縫內停滯時發生,鋼結構的縫隙腐蝕最敏感的縫寬為0.025~0.1mm。

1.3 應力腐蝕即在某一特定的介質中,鋼結構不受到應力作用時腐蝕甚微,但是受到拉伸應力后,經過一段時間構件會發生突然斷裂。由于這種應力腐蝕斷裂事先沒有明顯的征兆,所以往往造成災難性后果,如橋梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等,帶來巨大的經濟和人員傷亡。

2 鋼結構腐蝕對建筑的危害

通過鋼結構腐蝕機理的分析我們可以看出,鋼鐵腐蝕是一種不均勻的破壞,其表面一旦出現腐蝕坑,由坑底向縱深發展很快,從而引起應力集中,而應力集中又會加速腐蝕過程,這種循環的連鎖反應是應力腐蝕的一種形式。鋼材在這種應力腐蝕的作用下抗冷脆性能不斷下降,導致承重構件在無明顯的變形征兆下突然發生脆性斷裂,造成建筑物倒塌并危及人身安全。結構在沖擊荷載作用下,腐蝕介質會促成鋼材發生脆性斷裂并影響疲勞強度,危害尤為嚴重。

3 建筑工程中鋼結構防腐技術的應用

3.1 基本要求①表面處理。表面處理非常重要,應清除鋼鐵表面的污物和銹層,尤其是軋制鋼材時形成的黑氧化皮,它是電化學腐蝕的陰極,是腐蝕的根源,必須除掉。表面處理質量應達到涂裝前鋼材表面預處理規范的有關要求。②材料選擇。表面涂刷專用鋼結構防腐漆,仍是目前對鋼結構防腐及網架防腐的主要手段。③涂層厚度。防腐涂料涂裝時的厚度要適度,涂層要均勻,不可漏涂。

3.2 防腐涂層考慮因素主要考慮年限、裝飾要求和維護等要求,在何種腐蝕性介質環境下應用,涂裝施工時的溫濕度和操作空間等因素。

3.3 常用方法①改性金屬結構。在鋼材冶煉過程中增加銅、鉻和鎳等合金元素,使金屬表面形成?;げ?。②陰極?;し?。在鋼結構表面附加較活潑的金屬取代鋼材的腐蝕。常用于水下或地下結構。③熱浸鋅。將除銹后的鋼構件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中,使鋼構件表面附著鋅層,從而起到防腐蝕的目的。這種方法的優點是耐久年限長,生產工業化程度高,質量穩定,因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴重且不易維修的室外鋼結構中。④熱噴鋁(鋅)復合涂層。是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當的長效防腐蝕方法。⑤涂層法。涂層法防腐蝕性一般不如長效防腐方法(但目前氟碳涂料防腐蝕年限甚至可達50 年)。所以用于室內鋼結構或相對易于維護的室外鋼結構較多。它一次成本低,但用于戶外時維護成本較高。在這五種防腐方法中,建筑工程最常用的是涂層法。這種方法價格低廉,選擇范圍廣,適用性強。

3.4 涂層法鋼結構的涂層法防腐需經過基層處理和涂層施工兩道工序。①基層處理?;憒淼哪康氖喬宄辜礱嫻拿?、鐵銹、油污及其他附著物,使構件表面露出金屬光澤;基層處理越徹底,附著效果越好?;憒淼姆絞接惺止せ蕩?、化學處理、機械噴射處理等。②涂層施工。涂層結構的形式有三種:a.底漆一中漆一面漆;b.底漆一面漆;c.底漆面漆為同一種漆。其中底漆主要起附著和防銹作用;面漆主要起防腐蝕和防老化作用;中漆的作用于介于底、面漆之間,并能增加漆膜厚度。它們只有配套使用才能發揮最佳的作用,取得最佳效果。合理的涂刷方式,對保證涂裝質量、施工進度、節約材料和降低成本有很大的作用,常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滾涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無氣噴涂法等。③涂層施工的質量控制。首先,涂層法的施工質量是否優秀,基層處理至關重要。不同的防腐要求,可采取不同的處理方法;其次,涂層用底漆含粉料多,基料少,成膜粗糙,與鋼材粘附力強,與面漆結合性好。面漆則同時要注意不同涂料間的相容性?;隙?成膜光澤??狗緇?能?;さ灼岵皇艽篤?第三,涂層的施工要在適當的溫度(5~38℃之間)和濕度(相對濕度不大于85%)及粉塵少的環境下進行。構件表面不能有結露,涂裝后4h 之內不得淋雨;最后,涂層一般做4~5 遍。干漆膜總厚度室外工程為150μm,室內工程為125μm,允許偏差為25μm。在海邊或海上或在較強的腐蝕性大氣中,干漆總厚度可為200~220μm。

4 結束語

鋼結構以其優良的物理、機械及施工性能,在國內的工程中得到了越來越廣泛的應用,但是鋼結構腐蝕不僅會造成金屬資源的巨大浪費,還會影響正常的生產運營。因此,通過建筑行業和腐蝕行業相聯合,在深入研究鋼結構大氣腐蝕、局部腐蝕、應力腐蝕類型和機理的基礎上,積極開發新的防腐蝕措施,必將會在未來的鋼結構防腐工程中發揮更大的作用。