工程案例
業(yè)務(wù)范圍
試論建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)
發(fā)布時間:2014-07-15
摘要:在建筑行業(yè),鋼結(jié)構(gòu)的迅速發(fā)展,使得建筑鋼結(jié)構(gòu)的耐久性問題此顯得越來越突出,備受國內(nèi)外工程界的重視,本文則結(jié)合實際,闡述了建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)。隨著建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展,建筑鋼結(jié)構(gòu)的耐久性問題越來越受到國內(nèi)外工程界的關(guān)注和重視。 關(guān)鍵詞:建筑 鋼結(jié)構(gòu) 防腐技術(shù)
概述
鋼結(jié)構(gòu)有重量輕而強度高,塑性和韌性好,施工同期短等特點。因此在建筑工程得中到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。高層、大跨度,尤其是超高層、超大跨度建筑采用鋼結(jié)構(gòu)尤為理想,同時鋼結(jié)構(gòu)又是對城市環(huán)境影響最小的結(jié)構(gòu)之一,是可重復(fù)利用的綠色環(huán)保材料。據(jù)不完全統(tǒng)計,自1964年至1977年我國大約有8000幢大小不等的建筑采用了鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu),鋼材在空氣或潮濕的環(huán)境中易于銹蝕。鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合而成質(zhì)地疏松的氧化鐵銹,特別是當(dāng)空氣中含有酸堿軟類的介質(zhì)時情況更為嚴(yán)重,腐蝕不僅使鋼材表面產(chǎn)生不均勻的銹蝕,而且局部的銹蝕引起應(yīng)力集中,促使鋼結(jié)構(gòu)的提前破壞,尤其是在反復(fù)沖擊的荷載作用下,更促進疲勞強度降低,出現(xiàn)脆性斷裂。
一、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕特點及危害
鋼鐵具有優(yōu)越的機械性能,且其性能可長時間保持穩(wěn)定,所以工業(yè)用的各種機械等都采用鋼鐵作為主材料。同樣在交通領(lǐng)域,鋼橋等大型鋼結(jié)構(gòu)具有跨越能力大、強度高、建設(shè)速度快、施工期限短等特點。特別是近年來,隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)速度的加快,大型鋼結(jié)構(gòu)建筑不斷涌現(xiàn)。修建一座跨江或跨海的特大型鋼橋,使用鋼材的數(shù)量一般都在萬t甚至10萬t以上。但是鋼鐵材料在工業(yè)大氣中的暴露必會導(dǎo)致表面的腐蝕。而腐蝕、應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞是使這種特大鋼橋構(gòu)件退出工作、壽命降低的重要原因之一。在20世紀(jì)20-30年代歐洲和北美發(fā)達國家建造的一些鋼結(jié)構(gòu)建筑物,因當(dāng)時防腐技術(shù)不能提供長久的腐蝕保護,使得這些建筑投入運營后腐蝕嚴(yán)重,即使進行定期的刷油漆維護也不能獲得滿意的保護,只得將這些建筑降級使用,造成巨大的經(jīng)濟損失。腐蝕不僅浪費了大量的人力物力,也大大縮短了建筑的使用年限。建筑鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕防護日漸成為人們關(guān)注的課題。只有在設(shè)計建造的同時,進行卓有成效的防腐,才能確保建筑物的長久壽命。
二、建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐技術(shù)
1.熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層防腐
這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當(dāng)?shù)拈L效防腐方法。具體做法是先對鋼構(gòu)件表面做噴砂除銹,使其表面露出金屬光澤并打毛。再用己炔一氧焰或電弧噴涂設(shè)備將不斷送出的鋁(鋅)進行加熱,將熔融的粒子霧化、噴射并沉積到基材表面,噴涂層厚度約80?100urn。最后用環(huán)氧樹脂或氧丁橡膠漆等涂料填充毛細孔,以開形成復(fù)合涂層、熱噴鋁(鋅)涂層防腐機理為附極保護,在腐蝕環(huán)境下,即使防腐涂層局部破損,仍具有犧牲自己保護鋼鐵基體之效果、歐美發(fā)達國家在20世紀(jì)50?70年代開始采用這種方法,經(jīng)過幾十年的考驗證明,熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層是鋼結(jié)構(gòu)長效防腐的最好方法,這個結(jié)論己經(jīng)得到世界許多國家的政府部門和工程界的認可。這種工藝的優(yōu)點是對構(gòu)件尺寸適應(yīng)性強,構(gòu)件形狀尺寸幾乎不受限制。另一個優(yōu)點是這種工藝的熱影響是局部的,受約束的,因而不會產(chǎn)生熱變形。我國于20世紀(jì)60年代曾采用火焰噴涂防腐,十多年后檢查效果良好。但火焰噴涂生產(chǎn)效率較低,噴砂噴鋁(鋅)的榮動強度大,嚴(yán)重制約鋼結(jié)構(gòu)的加工工期,可能會出現(xiàn)防腐施工效率與工期矛盾。
2.涂(噴)油漆防腐
油漆防腐具有外觀美麗,涂裝工藝簡單等特點,多年來一直被廣泛采用。涂(噴)油漆防腐首先要徹底除銹(人工除銹或噴砂除銹),然后涂(噴)油漆。涂層的選擇考慮周圍的環(huán)境,不同涂層對不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般有底漆和面漆之分,底漆一般用環(huán)氧鐵紅底漆、環(huán)氧煤瀝青底漆或氟碳底漆等,面漆用環(huán)氧聚氨酯、丙烯酸聚氨酯或氟碳涂料等。但由于油漆涂層的老化、粉化使這種保護作用減弱或失去作用。同時油漆涂層本身無數(shù)微針孔,長期處在軟霧、潮濕環(huán)境下,氯離子、水分子等會通過針孔腐蝕基本金屬,導(dǎo)致油漆層剝落。因此,涂(噴)油漆防腐必須定期維護。氟碳涂料含氟樹脂聚三氟氯已烯,由于氟樹脂分子中有化學(xué)結(jié)合力特別強的CF鍵的存在,在受熱、光(包括紫外線)、各種化學(xué)介質(zhì)及溶劑作用下,CF鍵難以斷裂,使得氟樹脂具有超強的耐候性、耐磨性及耐腐蝕性等、經(jīng)試驗驗證,氟碳涂料的預(yù)期防腐壽命可達50年,適應(yīng)于室外或潮濕環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu),是目前較為理想、有發(fā)展前景的一種長效防腐方法、該涂料在歐美發(fā)達國家己經(jīng)開始普及,在國內(nèi)則剛剛開始使用,而且氟樹脂以進口為主,使得該涂料價格偏離,因此有待于進一步開發(fā)和普及使用。
3.重防腐油漆防腐
重防腐油漆的防腐涂裝工藝由底漆、中間漆和面漆組成的多層涂裝體系,油漆品種為環(huán)氧(無機)富鋅底漆、環(huán)氧云母氧化鐵中間漆和環(huán)氧聚氨酯或環(huán)氧各色面漆或氯化橡膠面漆等組成。其作用機理為:第一道車間底漆對鋼材有鈍化緩蝕作用,增加仲漆層附著力,防腐作用很微弱,防腐底漆中添加鋅粉,對鋼材提供陰極保護作用,中間漆增強底、面漆之間結(jié)合力,增加涂層厚度,填補底材表面的微小缺陷,提高底、面漆的耐腐蝕性和耐候性等,同時也提高了面漆的外觀裝飾性。起陰極保護作用的鋅粉是靠油漆中有機物粘合才能與鋼材相結(jié)合,隨著有機物的裂解、老化,鋅粉無法與鋼材相結(jié)合,這樣陰極保護作用自然消失、此外,在陰極保護效果方面,電弧噴涂涂層(陽極)與鋼鐵基體(陰極)的面積比>l,而富鋅涂料(陽極)與鋼鐵基體(陰極)的面積比 總之,為了防止鋼結(jié)構(gòu)銹蝕,除必須采馭防銹措施外,尚應(yīng)在構(gòu)造上盡量避免出現(xiàn)難于檢查、清刷和油漆之處,以及能積留濕氣和大量灰塵的死角或凹槽。閉口截面構(gòu)件應(yīng)沿全長和端部焊接封閉。同時,在使用過程中,應(yīng)保持通風(fēng)良好,及時排除侵蝕性氣體和濕氣,及時進行清灰、清污工作。
參考文獻:
【1】張愛蘭.建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀.新型建筑材料,2007(10)
【2】王鴻喜,王永逵.常用建筑材料實用手冊.北京:中國鐵道出版社,2008
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