防腐設計在工業建筑結構中的應用

張媛媛

摘要：針對工業建筑結構腐蝕問題，首先對幾種常見的腐蝕類型及其產生機理進行分析，隨即在明確結構腐蝕對建筑安全有重大危害的基礎上，深入探討工業建筑結構中防腐設計的具體應用，提出有效的結構防腐方法。

關鍵詞：工業建筑結構；防腐設計；應用

中圖分類號：TU352.3文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）08-0189-01

引言

工業建筑中惡劣的生產環境，增大了建筑結構出現腐蝕的可能性，以及腐蝕發生后的發展速度，若未能采取有效措施處理結構腐蝕，還將造成一系列問題，甚至危及建筑安全。因此，在工業建筑結構中合理應用防腐設計，是確保建筑安全的重要舉措之一。

1.工業建筑結構腐蝕類型和產生機理

1.1大氣腐蝕及其產生機理。工業建筑結構發生大氣腐蝕是因為空氣當中的氧氣、水等成分發生電化學或化學作用。空氣中的水會在結構表面形成一層電解液，而氧氣會溶于電解液中變成陰極去極劑，這兩者和建筑結構本身會形成—個腐蝕原電池。當建筑結構的表面出現一層由于大氣腐蝕造成的銹跡以后，腐蝕作用生成的產物會對電極反應造成一定影響，從而加劇結構腐蝕。

1.2局部腐蝕及其產生機理。在工業建筑結構中，局部腐蝕是一種常見且危害較大的破壞形態，包含電偶腐蝕及縫隙腐蝕等類型。其中，電偶腐蝕通常出現在結構連接處或組合結構上，負電位結構的腐蝕速度大于正電位結構，而且正電位結構還會因此受到保護，兩者和建筑結構本身構成了一個腐蝕原電池。縫隙腐蝕大多出現在建筑結構不同構件之間或表層縫隙上，在縫隙的寬度可以容納液體懸留時產生，建筑結構裂縫的縫隙腐蝕敏感寬度在0.025-0.10mm范圍內。

1.3應力腐蝕及其產生機理。應力腐蝕是指在某種介質環境下，建筑結構若不受應力影響，則幾乎不存在腐蝕，而一旦受到應力以后，在很短的時間內就會出現腐蝕或斷裂。由于應力腐蝕引發的斷裂沒有較為顯著的征兆，因此往往會造成巨大損失，如管線泄漏、建筑結構倒塌和橋梁垮塌等。

2.工業建筑結構腐蝕危害

通過對工業建筑腐蝕產生機理的探究可知，腐蝕屬于不均勻破壞過程，如果結構的表面出現若干腐蝕坑，則從坑底開始會快速向縱深蔓延，隨即使應力集中，而應力的集中對腐蝕現象有加速的作用，這種具有循環特點的連鎖反應即為建筑結構應力腐蝕主要表現形式。結構物遭到應力腐蝕以后，其抗冷脆性能大幅降低，致使承重結構在沒有任何征兆的情況下瞬時產生脆性斷裂，導致建筑局部或整體倒塌，嚴重危及建筑內部與周圍人們的人身安全。此外，當結構受到一定沖擊荷載以后，腐蝕產物與介質會加速結構疲勞響應，導致建筑處于不安全狀態。

3.工業建筑結構防腐設計應用

基本要求：（1）結構表層處理。表層處理至關重要，需徹底清除結構表層留有的銹跡與污物，特別是部分鋼制結構在軋制鋼材過程中留下的黑氧化皮，它是造成腐蝕現象的根源，必須予以全面清理。（2）防腐材料選擇。在結構表層均勻涂抹防腐漆，依然是當前工業建筑結構最常用的防腐手段。防腐漆的選擇也十分重要，要求在不會和結構自身發生反應的基礎上，最大限度的發揮防腐效果，并且造價合理。（3）防腐涂層厚度。防腐涂層過厚或過薄都不利于工業建筑結構防腐實效。若防腐層過厚，一方面增加防腐漆用量，增大經濟負擔。另一方面還會影響建筑結構整體外觀，尤其是部分功能性構件，會因防腐層過厚而影響正常使用。若防腐層過薄，會過早因人為破壞與自然損耗失去保護效用，導致內部結構出現腐蝕。因此，必須根據相關要求，結合不同建筑結構實際情況，確定適宜的防腐層厚度。

3.2防腐方法

（1）改性結構。該方法主要針對鋼制結構而言，是指在鋼材冶煉時加入合金元素，以此在鋼制結構的表面形成一層惰性金屬保護層。（2）陰極保護。該方法經常應用于水下結構和地下結構，是指在建筑結構的表面附加活躍金屬，以活躍金屬代替建筑結構發生腐蝕。（3）熱浸鋅。指在600～C高溫液化鋅中放入建筑結構，促使結構的表層形成一層鋅膜，以此起到防腐作用。該方法具有防腐有效時間長、質量可靠等優勢，在易受大氣腐蝕且難以維修的建筑結構中較為適用。（4）涂層法。指在建筑結構表面均勻涂抹一層防腐漆來實現防腐目的。

以上四種方法，除涂層法以外的三種方法都存在一定局限性或工藝復雜性，但涂層法因其涂層選擇范圍廣，且造價低廉，在當前工業建筑結構防腐中得到廣泛應用，以此對涂層法具體應用進行分析。（1）基層處理。清理結構上的毛刺和銹跡等附著物，露出結構基面；（2）涂層作業。涂層共分三層，分別為底漆、中漆和面漆。其中，底漆有附著與防銹等作用；中漆的作用是增加防銹漆膜的厚度；面漆有抗老化和防腐蝕等作用。涂層作業中需合理配置不同漆層的厚度，以此發揮最佳的防腐效果；（3）質量控制。①根據結構的防腐要求使用適宜的基層處理方式。②底漆要有良好的粘附力和與中漆的結合性；中漆要充分考慮和不同涂料之間的相容性；面漆需要具有較強的抗風化和抗腐蝕能力。③涂層作業需在適宜的溫濕度條件下進行，其中溫度不能超出5-38～C范圍，相對濕度不能超過85%。④涂層通常不少于4次，室外結構干漆膜總厚以150±25um為宜，室內結構干漆膜總厚以125±25um為宜；海上、海邊與強腐蝕性環境下，干漆膜總厚一般為200-220um。

4.結束語

工業建筑結構因處于復雜、惡劣的作業環境而容易出現腐蝕現象，結構腐蝕不僅影響美觀，影響結構正常使用，還會帶來一定安全隱患。因此，有必要在工業建筑結構中引入防腐設計，根據結構類型、特點、功能、所處環境等采取適宜的防腐方法，并做好防腐質量控制，以此從根本上減少或杜絕結構腐蝕，為確保工業建筑結構安全提供可靠保障。