淺談鋼結構防腐處理
摘要:同傳統(tong)的(de)(de)木(mu)結(jie)(jie)構(gou)、磚石(shi)結(jie)(jie)構(gou)和鋼(gang)筋混凝土相比,鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)具有(you)強度高、受荷能力強、自重(zhong)輕(qing)、占空間體(ti)積(ji)小、構(gou)件(jian)(jian)制造(zao)與安裝方(fang)便(bian)、節約(yue)木(mu)材(cai)等許多優點,因此(ci)越來(lai)(lai)越廣泛(fan)地應用于(yu)建筑中,但是鋼(gang)材(cai)耐腐(fu)蝕(shi)性和耐銹(xiu)蝕(shi)性差(cha)。據(ju)發達國家的(de)(de)不完全統(tong)計(ji),每年由于(yu)腐(fu)蝕(shi)造(zao)成(cheng)的(de)(de)經(jing)濟損失約(yue)占國民經(jing)濟總產值的(de)(de)4%,鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)不僅(jin)造(zao)成(cheng)經(jing)濟損失,也(ye)給結(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)安全帶(dai)來(lai)(lai)隱(yin)患,由于(yu)鋼(gang)銹(xiu)蝕(shi)而導致的(de)(de)工程(cheng)事故也(ye)屢(lv)見不鮮(xian),因此(ci)鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)(特別(bie)是薄(bo)壁鋼(gang)構(gou)件(jian)(jian))的(de)(de)防腐(fu)處理具有(you)重(zhong)要的(de)(de)經(jing)濟和社會(hui)意(yi)義,以下就筆者(zhe)設計(ji)經(jing)驗作(zuo)一(yi)些處理方(fang)法(fa)作(zuo)一(yi)點介紹及探討,希望起到拋磚引玉(yu)的(de)(de)作(zuo)用。
關(guan)鍵詞:鋼結構,防腐處理,涂料涂裝
鋼結(jie)構的防腐處理
一、鋼(gang)結構防銹與涂裝(zhuang)的一般規定
1、鋼結構的(de)防(fang)銹及(ji)涂(tu)裝設(she)計應遵守《工(gong)業建筑(zhu)防(fang)腐蝕設(she)計規范》GB500046與《鋼結構管(guan)道涂(tu)裝技術規程》YB/T9256的(de)有關規定;凡在鋼結構工(gong)程設(she)計中(zhong),均應有防(fang)銹涂(tu)裝設(she)計的(de)內容。
2、鋼結構防銹及(ji)涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)設(she)計(ji)應綜合考慮結構的(de)重(zhong)要(yao)(yao)性、環(huan)境侵蝕(shi)條(tiao)(tiao)件、維護條(tiao)(tiao)件及(ji)使用壽命,以及(ji)施工條(tiao)(tiao)件與工程造價(jia)等因素,合理的(de)選用或(huo)確定鋼材(cai)表面原始銹蝕(shi)等級、除銹方法與等級(《涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)前鋼材(cai)表面銹蝕(shi)等級和涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)等級》GB8923)、涂(tu)料(liao)與涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)要(yao)(yao)求以及(ji)涂(tu)裝(zhuang)(zhuang)施工的(de)質量檢驗(yan)要(yao)(yao)求(《鋼結構工程施工質量驗(yan)收規(gui)范》GB50205)等。
二、鋼結構腐蝕的主要(yao)原因
防止鋼(gang)結構腐蝕首先要了解鋼(gang)材腐蝕的原(yuan)因。
1.常溫下(xia)(100℃以下(xia))鋼材的腐(fu)蝕機理(li)
常溫(wen)下鋼鐵的腐(fu)(fu)蝕主要(yao)是(shi)電化學腐(fu)(fu)蝕。鋼結構在常溫(wen)大氣環境中(zhong)(zhong)使用,鋼材受大氣中(zhong)(zhong)水分、氧和其他污染物(未清(qing)理干凈的焊渣、銹層、表面污物)的作用而被腐(fu)(fu)蝕。大氣的相(xiang)(xiang)對(dui)濕度(du)(du)(du)在60%以下時(shi),鋼材的腐(fu)(fu)蝕是(shi)很輕微的;但(dan)當相(xiang)(xiang)對(dui)濕度(du)(du)(du)增加到(dao)某一數(shu)值(zhi)時(shi),鋼材的腐(fu)(fu)蝕速(su)度(du)(du)(du)突(tu)然(ran)升高(gao),這一數(shu)值(zhi)稱為臨(lin)界(jie)濕度(du)(du)(du)。常溫(wen)下,一般鋼材的臨(lin)界(jie)濕度(du)(du)(du)為60%~70%。
當(dang)空氣(qi)被污(wu)染或在沿海(hai)地區空氣(qi)中含鹽(yan)時,臨界濕度都很低(di),鋼(gang)材表面容(rong)易形成(cheng)(cheng)水(shui)膜。此(ci)時焊渣和(he)未處理(li)干凈的銹層(ceng)(氧(yang)化鐵皮)作為陰極(ji)(ji),鋼(gang)結構構件(jian)(母材)作為陽(yang)極(ji)(ji)在水(shui)膜中發生電化學腐蝕。大氣(qi)中的水(shui)分吸附在鋼(gang)材表面形成(cheng)(cheng)的水(shui)膜是造成(cheng)(cheng)鋼(gang)材腐蝕的決定因(yin)素;大氣(qi)的相(xiang)對濕度和(he)污(wu)染物的含量是影響大氣(qi)腐蝕程度的重要因(yin)素。
2.高溫下(100℃以上)鋼材的(de)腐(fu)蝕(shi)機理
高溫下(xia)鋼(gang)鐵(tie)的腐(fu)蝕(shi)主要是化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)。高溫狀(zhuang)態下(xia),水以氣態存在,電化(hua)學(xue)作用很小,降為次要因素。金屬和干燥(zao)氣體(如O2、H2S、SO2、Cl2等(deng))相(xiang)接觸(chu),表(biao)面(mian)生成(cheng)相(xiang)應(ying)的化(hua)合物(wu)(wu)(wu)(氯化(hua)物(wu)(wu)(wu)、硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)(wu)、氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)),形成(cheng)對鋼(gang)材的化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)。
三、鋼(gang)結構(gou)腐蝕的防(fang)護方法
根據鋼(gang)材(cai)腐蝕的電(dian)化學原(yuan)理,只要(yao)防(fang)止或破壞腐蝕電(dian)池的形成或強烈(lie)阻滯陰(yin)、陽極過程(cheng)的進行,就可防(fang)止鋼(gang)材(cai)的腐蝕。采用防(fang)護層(ceng)(ceng)方法防(fang)止鋼(gang)結構腐蝕是(shi)目前通用的方法,常(chang)用的保護層(ceng)(ceng)有以下幾(ji)種:
1、金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)保(bao)(bao)護層:金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)保(bao)(bao)護層是(shi)用具有(you)陰極或陽極保(bao)(bao)護作用的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)或合金(jin)(jin),通過(guo)電鍍(du)、噴鍍(du)、化(hua)學鍍(du)、熱鍍(du)和滲鍍(du)等方(fang)法(fa),在需要防(fang)護的(de)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)表面(mian)形成金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)保(bao)(bao)護層(膜)來隔離金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)與腐蝕介質的(de)接觸,或利用電化(hua)學的(de)保(bao)(bao)護作用使金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)得到保(bao)(bao)護,從而(er)防(fang)止腐蝕。
2、化(hua)學(xue)保(bao)護(hu)層:通(tong)過化(hua)學(xue)或電化(hua)學(xue)方(fang)法(fa)使鋼(gang)材表面生成一種具有(you)耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng)的化(hua)合物薄膜(mo),以(yi)隔離(li)腐(fu)蝕(shi)介質與金屬(shu)的接觸,來防止對金屬(shu)的腐(fu)蝕(shi)。
3、非金(jin)屬保(bao)護層:用涂料、塑料、搪瓷(ci)等材料,通過(guo)涂刷和噴涂等方法,在金(jin)屬表面(mian)形成保(bao)護膜(mo),使金(jin)屬與腐蝕介質隔離,從(cong)而(er)防止金(jin)屬的腐蝕。
四(si)、鋼材表面(mian)處理
鋼(gang)材(cai)加(jia)工后(hou)到出廠之(zhi)前(qian),構件(jian)表(biao)面(mian)會不可(ke)避(bi)免的(de)沾有(you)油污(wu)、水(shui)分、灰(hui)塵等污(wu)染物(wu)以及存在(zai)毛刺、氧(yang)化鐵皮、銹層(ceng)等表(biao)面(mian)缺陷。由前(qian)面(mian)鋼(gang)結構腐蝕(shi)的(de)主要(yao)原因(yin)我們知道,污(wu)染物(wu)的(de)含(han)量(liang)是影響(xiang)(xiang)大(da)氣腐蝕(shi)程度(du)的(de)重(zhong)(zhong)要(yao)因(yin)素,且表(biao)面(mian)污(wu)物(wu)會嚴重(zhong)(zhong)影響(xiang)(xiang)涂(tu)(tu)料在(zai)鋼(gang)材(cai)表(biao)面(mian)的(de)附著力,并使(shi)漆膜下的(de)銹蝕(shi)繼(ji)續擴展,導(dao)致涂(tu)(tu)層(ceng)失效或破壞,無(wu)法達到預期(qi)的(de)防護效果(guo)。因(yin)此,鋼(gang)材(cai)表(biao)面(mian)處理質量(liang)的(de)好(hao)壞對(dui)涂(tu)(tu)層(ceng)的(de)防護效果(guo)及壽(shou)命的(de)影響(xiang)(xiang),有(you)時甚(shen)至比涂(tu)(tu)料本身品(pin)種(zhong)性能差(cha)異的(de)影響(xiang)(xiang)更大(da),應予以重(zhong)(zhong)視。
注:
1對使(shi)用期(qi)內很難維修的承重構件,其除銹等級宜適(shi)當提高(最高不超過(guo)級)。
2除銹前后(hou)應仔細消(xiao)除油垢、毛刺、藥皮(pi)、飛(fei)濺物及氧(yang)化鐵皮(pi)等。
3除銹及涂裝工(gong)(gong)程(cheng)的(de)質(zhi)量(liang)(liang)驗收應符合《鋼(gang)結構工(gong)(gong)程(cheng)施工(gong)(gong)質(zhi)量(liang)(liang)驗收規范》GB50205的(de)規定。
五、防腐涂料
鋼構件的(de)(de)防(fang)腐涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)可(ke)根據具(ju)體(ti)情況采用不(bu)同的(de)(de)方式,如金(jin)屬保(bao)(bao)護層(ceng)(ceng)(鍍鋅等(deng))、油(you)(you)漆涂(tu)(tu)層(ceng)(ceng)、復合保(bao)(bao)護層(ceng)(ceng)(即一、二項(xiang)同時(shi)使用)。目前通常(chang)的(de)(de)鋼結構防(fang)腐做法就是刷防(fang)腐涂(tu)(tu)料(liao)。涂(tu)(tu)料(liao)是一種(zhong)含油(you)(you)的(de)(de)或不(bu)含油(you)(you)的(de)(de)膠體(ti)溶(rong)液,將它涂(tu)(tu)敷(fu)在鋼材表面上(shang),可(ke)結成一層(ceng)(ceng)薄膜來保(bao)(bao)護鋼結構。
防腐(fu)涂料一般由底(di)漆(qi)和(he)面(mian)漆(qi)組成(cheng)。底(di)漆(qi)中粉料多,基(ji)料少,成(cheng)膜粗糙(cao),底(di)漆(qi)的(de)功(gong)能(neng)(neng)(neng)是(shi)使(shi)漆(qi)膜與基(ji)層(ceng)和(he)面(mian)漆(qi)結合(he)牢固,即就是(shi)要有好的(de)附(fu)著力;底(di)漆(qi)有阻蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)顏料,可以阻止(zhi)銹蝕(shi)(shi)的(de)發生,有的(de)還能(neng)(neng)(neng)對(dui)(dui)金(jin)屬起鈍化和(he)電化學保(bao)護(hu)作用,防止(zhi)金(jin)屬生銹。而面(mian)漆(qi)則(ze)粉料少,基(ji)料多,成(cheng)膜后有光澤(ze),主(zhu)要功(gong)能(neng)(neng)(neng)是(shi)保(bao)護(hu)下層(ceng)底(di)漆(qi),故要對(dui)(dui)大氣和(he)濕度具有不滲透性(xing)(xing),要能(neng)(neng)(neng)抵抗(kang)(kang)由風化引起的(de)物(wu)理和(he)化學分解。目(mu)前的(de)趨勢是(shi)使(shi)用合(he)成(cheng)樹脂來提高介(jie)質的(de)抗(kang)(kang)風化性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。耐大氣性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)的(de)防腐(fu)涂料一般只(zhi)能(neng)(neng)(neng)耐大氣中的(de)氣相腐(fu)蝕(shi)(shi)。對(dui)(dui)于受酸堿等介(jie)質侵蝕(shi)(shi)的(de)地方,必須用耐酸堿的(de)涂料。
防腐漆按保護功能可分為底漆,中層漆和(he)面漆,各(ge)(ge)(ge)層油(you)漆均有其(qi)特(te)性,各(ge)(ge)(ge)負其(qi)責,各(ge)(ge)(ge)層組(zu)合(he)(he)起來,形成復合(he)(he)涂層,提(ti)高(gao)防腐性能,延長使用(yong)壽命(ming)。
1、底(di)漆
底漆層常用的(de)防腐(fu)涂料有富(fu)鋅(xin)(xin)(xin)底漆和環氧鐵(tie)紅底漆,富(fu)鋅(xin)(xin)(xin)漆是由大量的(de)微細鋅(xin)(xin)(xin)粉與少量的(de)成膜機(ji)料組成。鋅(xin)(xin)(xin)的(de)電化(hua)學性比鋼(gang)鐵(tie)高,在受到腐(fu)蝕時,有“自我犧牲”的(de)作用,使(shi)鋼(gang)鐵(tie)被保護(hu)。腐(fu)蝕產物氧化(hua)鋅(xin)(xin)(xin)又填(tian)充了孔隙,使(shi)涂層更加致密。常用的(de)富(fu)鋅(xin)(xin)(xin)底漆有以(yi)下三種:
(1)水(shui)玻璃(li)無機富鋅底(di)漆,它是以水(shui)玻璃(li)為基料,加入鋅粉(fen),混合后涂刷(shua),固化后要(yao)用水(shui)沖洗,施工工藝(yi)復雜,工藝(yi)條件苛(ke)刻,表面處理(li)必須在Sa2.5以上,另外(wai)對(dui)環境(jing)溫度、濕度都有要(yao)求,形成的涂膜易開裂、脫皮、目前已很少采用。