鋼結(jié)構(gòu)建筑銹蝕及防腐處理的技術(shù)研究

秦　耀　（中鐵國際集團有限公司，北京　100000）

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鋼結(jié)構(gòu)建筑銹蝕及防腐處理的技術(shù)研究

秦耀（中鐵國際集團有限公司，北京100000）

鋼結(jié)構(gòu)建筑長期外露在空氣中受到雨水的侵蝕銹蝕比較嚴(yán)重，需要對鋼結(jié)構(gòu)建筑銹蝕及防腐處理的進行技術(shù)研究，提出解決方案。

鋼結(jié)構(gòu)；銹蝕；防腐；處理

1　概述

由于建筑鋼材強度高、塑性韌性好、自重輕，加上鋼結(jié)構(gòu)具有制作簡便、施工工期短，適用于跨度大、高度高、承載重的結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，使鋼材在建筑業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

但是鋼材耐腐蝕性和耐銹蝕性差。據(jù)發(fā)達國家的不完全統(tǒng)計，每年由于腐蝕造成的經(jīng)濟損失約占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的4%。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕不僅造成經(jīng)濟損失，也給結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患，由于鋼材銹蝕而導(dǎo)致的工程事故也屢見不鮮，因此鋼結(jié)構(gòu)建筑的防腐處理具有重要的經(jīng)濟和社會意義。

圖1　鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼立柱銹蝕

圖2　鋼結(jié)構(gòu)建筑檁條銹蝕

2　鋼結(jié)構(gòu)建筑防腐處理主要施工工藝

2.1鋼結(jié)構(gòu)防腐處理的一般規(guī)定

鋼結(jié)構(gòu)建筑長期外露在空氣中受到雨水的侵蝕銹蝕比較嚴(yán)重，構(gòu)件應(yīng)按表1所示外界條件對結(jié)構(gòu)的侵蝕作用分類選擇表面處理方法及配套涂料。

外界條件對鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕作用分類　表1

注意事項：鋼構(gòu)件表面的涂裝系統(tǒng)應(yīng)相互兼容。涂裝施工時，應(yīng)采取相應(yīng)的環(huán)境保護和勞動保護措施。

2.2鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因

常溫下鋼鐵的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕。鋼結(jié)構(gòu)在常溫大氣環(huán)境中使用，鋼材受大氣中水分、氧和其他污染物（未清理干凈的焊渣、銹層、表面污物）的作用而被腐蝕。大氣的相對濕度在60%以下時，鋼材的腐蝕是很輕微的；但當(dāng)相對濕度增加到某一數(shù)值時，鋼材的腐蝕速度突然升高，這一數(shù)值稱為臨界濕度。常溫下，一般鋼材的臨界濕度為60%～70%。

當(dāng)空氣被污染或在沿海地區(qū)空氣中含鹽時，臨界濕度都很低，鋼材表面容易形成水膜。此時焊渣和未處理干凈的銹層（氧化鐵皮）作為陰極，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件（母材）作為陽極在水膜中發(fā)生電化學(xué)腐蝕。大氣中的水分吸附在鋼材表面形成的水膜是造成鋼材腐蝕的決定因素；大氣的相對濕度和污染物的含量是影響大氣腐蝕程度的重要因素。

2.3鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的防護方法

根據(jù)鋼材腐蝕的電化學(xué)原理，只要防止或破壞腐蝕電池的形成或強烈阻滯陰、陽極過程的進行，就可防止鋼材的腐蝕。采用防護層方法防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕是目前通用的方法，常用的保護層有以下幾種。

2.3.1金屬保護層

金屬保護層是用具有陰極或陽極保護作用的金屬或合金，通過電鍍、噴鍍、化學(xué)鍍、熱鍍和滲鍍等方法，在需要防護的金屬表面形成金屬保護層（膜）來隔離金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸，或利用電化學(xué)的保護作用使金屬得到保護，從而防止腐蝕。

2.3.2化學(xué)保護層

通過化學(xué)或電化學(xué)方法使鋼材表面生成一種具有耐腐蝕性能的化合物薄膜，以隔離腐蝕介質(zhì)與金屬的接觸，來防止對金屬的腐蝕。

2.3.3非金屬保護層

用涂料、塑料、搪瓷等材料，通過涂刷和噴涂等方法，在金屬表面形成保護膜，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止金屬的腐蝕。

2.4鋼材表面處理方式

鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法及質(zhì)量要求：鋼結(jié)構(gòu)表面的處理方法，可采用噴射或拋射除銹，手工和動力工具除銹，化學(xué)除銹或火焰除銹。建筑防腐蝕工程現(xiàn)場施工常采用：噴射或拋射除銹、手工和動力工具除銹。建筑構(gòu)配件的車間制作常采用：噴射或拋射除銹、手工和動力工具除銹、化學(xué)除銹或火焰除銹。各種處理方法的質(zhì)量要求如下。

2.4.1噴射或拋射除銹

噴射或拋射除銹等級，分為 Sal級、Sa2級、Sa2.5級和Sa3級。

Sal級：鋼材表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和油漆涂層等。

Sa2級：鋼材表面無可見的油脂和污垢，并且氧化皮、鐵銹和涂料涂層等附著物已基本清除，其殘留物是牢固可靠的。

Sa2.5級：鋼材表面無可見的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和涂料涂層等附著物任何殘留的痕跡應(yīng)僅是點狀或條紋狀的輕微色斑。

Sa3級：又稱 “出白級”，是一種較為理解的狀態(tài)。對化工設(shè)備內(nèi)表面防腐蝕需要有此規(guī)定，建筑防腐蝕鋼結(jié)構(gòu)的處理一般沒有必要如此嚴(yán)格。

2.4.2手工和動力工具除銹

手工和動力工具除銹等級，分為 St2級和 St3級。

St2級：鋼材表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和涂料涂層等。

St3級：鋼材表面無可見的油脂和污垢，并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和料涂層等附著物。除銹等級應(yīng)比 St2更為徹底，底材顯露部分的表面具有金屬光澤。

2.5防腐涂料的選擇

經(jīng)過除銹后的鋼材表面在檢查合格后，應(yīng)在要求的時限內(nèi)進行涂裝，其防銹涂料的選用應(yīng)符合以下規(guī)定。

①防銹涂層一般應(yīng)有底漆、中間漆和面漆組成，選擇涂料時應(yīng)考慮油漆與除銹等級相匹配，以及底漆和面漆的匹配組合。具體可參見表2。

鋼結(jié)構(gòu)常用底漆、中間漆和面漆的配套組合　表2

3　案例分析

南京站火車站雨棚經(jīng)現(xiàn)場考察，由于火車站周圍的環(huán)境惡劣，火車內(nèi)燃機排放的煙氣造成鋼結(jié)構(gòu)部分銹蝕現(xiàn)象嚴(yán)重并伴存大量的油污，且部分原涂層有脫落開裂現(xiàn)象。該工程防腐涂裝底漆選用環(huán)氧磷酸鋅漆、中間漆選用環(huán)氧云鐵漆、面漆選用與主結(jié)構(gòu)顏色相近的聚氨脂漆，鋼結(jié)構(gòu)采用輥涂的方式進行涂裝。

涂裝工藝流程：表面手工除銹→檢查驗收→防銹底漆→中間漆→面漆→驗收。

3.1涂裝施工工藝

①先采用手工電動除銹，除去金屬表面堆積的脫落銹、油污，打磨至局部微露金屬基體，手工除銹要求達到St2級以上。

②用抹布去除表面銹粉及水露，施工爭取在30min之內(nèi)完成。

③刷涂第一道環(huán)氧磷酸鋅底漆，要求干膜厚度＞40μm。

④刷涂完成養(yǎng)護2h后，輥涂第二道環(huán)氧磷酸鋅底漆，要求干膜總厚度達到80μm。

⑤養(yǎng)護2h后，輥涂環(huán)氧云鐵中間漆一道，（要求來回輥涂），施工完畢，中間漆施工一道厚度為30μm。

⑥刷涂完成養(yǎng)護1h后，輥涂第二道環(huán)氧云鐵中間漆，要求干膜總厚度達到140μm。

⑦養(yǎng)護1h后，輥涂聚氨脂面漆一道，（要求來回輥涂），施工完畢，一道厚度為30μm。

⑧刷涂完成養(yǎng)護1h后，輥涂第二道聚氨脂面漆，要求總干膜厚度≥200μm。

施工環(huán)境溫度為5℃～40℃，相對濕度為≤85%，工作表面溫度高于露點溫度3℃以上，不可在下雨時露天施工，涂裝后2h內(nèi)漆膜不可淋雨；涂裝作業(yè)中如有灑潑于水泥地面，應(yīng)及時沖洗干凈，以免影響地面美觀。

3.2涂裝效果（見圖3、4）

圖3　涂裝前

圖4　涂裝后

TU761.1+3

B

1007-7359(2016)03-0119-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.042

秦耀（1977-），男，上海人，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)，工程師。