淺談鋼結(jié)構(gòu)防腐處理
摘要：同傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土相比，鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、受荷能力強(qiáng)、自重輕、占空間體積小、構(gòu)件制造與安裝方便、節(jié)約木材等許多優(yōu)點(diǎn)，因此越來越廣泛地應(yīng)用于建筑中，但是鋼材耐腐蝕性和耐銹蝕性差。據(jù)發(fā)達(dá)國家的不完全統(tǒng)計(jì)，每年由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的4%，鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也給結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患，由于鋼銹蝕而導(dǎo)致的工程事故也屢見不鮮，因此鋼結(jié)構(gòu)（特別是薄壁鋼構(gòu)件）的防腐處理具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義，以下就筆者設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)作一些處理方法作一點(diǎn)介紹及探討，希望起到拋磚引玉的作用。
關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)，防腐處理，涂料涂裝
鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理
一、鋼結(jié)構(gòu)防銹與涂裝的一般規(guī)定
1、鋼結(jié)構(gòu)的防銹及涂裝設(shè)計(jì)應(yīng)遵守《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500046與《鋼結(jié)構(gòu)管道涂裝技術(shù)規(guī)程》YB/T9256的有關(guān)規(guī)定；凡在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中，均應(yīng)有防銹涂裝設(shè)計(jì)的內(nèi)容。
2、鋼結(jié)構(gòu)防銹及涂裝設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)的重要性、環(huán)境侵蝕條件、維護(hù)條件及使用壽命，以及施工條件與工程造價等因素，合理的選用或確定鋼材表面原始銹蝕等級、除銹方法與等級（《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和涂裝等級》GB8923）、涂料與涂裝要求以及涂裝施工的質(zhì)量檢驗(yàn)要求（《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205）等。
二、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因
防止鋼結(jié)構(gòu)腐蝕首先要了解鋼材腐蝕的原因。
1.常溫下（100℃以下）鋼材的腐蝕機(jī)理
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.高溫下（100℃以上）鋼材的腐蝕機(jī)理
高溫下鋼鐵的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕。高溫狀態(tài)下，水以氣態(tài)存在，電化學(xué)作用很小，降為次要因素。金屬和干燥氣體（如O2、H2S、SO2、Cl2等）相接觸，表面生成相應(yīng)的化合物（氯化物、硫化物、氧化物），形成對鋼材的化學(xué)腐蝕。
三、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的防護(hù)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(qiáng)烈阻滯陰、陽極過程的進(jìn)行，就可防止鋼材的腐蝕。采用防護(hù)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(hù)層有以下幾種：
1、金屬保護(hù)層：金屬保護(hù)層是用具有陰極或陽極保護(hù)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(hù)的金屬表面形成金屬保護(hù)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(hù)作用使金屬得到保護(hù)，從而防止腐蝕。
2、化學(xué)保護(hù)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。
3、非金屬保護(hù)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(hù)膜，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止金屬的腐蝕。
四、鋼材表面處理
鋼材加工后到出廠之前，構(gòu)件表面會不可避免的沾有油污、水分、灰塵等污染物以及存在毛刺、氧化鐵皮、銹層等表面缺陷。由前面鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的主要原因我們知道，污染物的含量是影響大氣腐蝕程度的重要因素，且表面污物會嚴(yán)重影響涂料在鋼材表面的附著力，并使漆膜下的銹蝕繼續(xù)擴(kuò)展，導(dǎo)致涂層失效或破壞，無法達(dá)到預(yù)期的防護(hù)效果。因此，鋼材表面處理質(zhì)量的好壞對涂層的防護(hù)效果及壽命的影響，有時甚至比涂料本身品種性能差異的影響更大，應(yīng)予以重視。
注：
1對使用期內(nèi)很難維修的承重構(gòu)件，其除銹等級宜適當(dāng)提高（最高不超過級）。
2除銹前后應(yīng)仔細(xì)消除油垢、毛刺、藥皮、飛濺物及氧化鐵皮等。
3除銹及涂裝工程的質(zhì)量驗(yàn)收應(yīng)符合《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50205的規(guī)定。
五、防腐涂料
鋼構(gòu)件的防腐涂層可根據(jù)具體情況采用不同的方式，如金屬保護(hù)層（鍍鋅等）、油漆涂層、復(fù)合保護(hù)層（即一、二項(xiàng)同時使用）。目前通常的鋼結(jié)構(gòu)防腐做法就是刷防腐涂料。涂料是一種含油的或不含油的膠體溶液，將它涂敷在鋼材表面上，可結(jié)成一層薄膜來保護(hù)鋼結(jié)構(gòu)。
防腐涂料一般由底漆和面漆組成。底漆中粉料多，基料少，成膜粗糙，底漆的功能是使漆膜與基層和面漆結(jié)合牢固，即就是要有好的附著力；底漆有阻蝕性顏料，可以阻止銹蝕的發(fā)生，有的還能對金屬起鈍化和電化學(xué)保護(hù)作用，防止金屬生銹。而面漆則粉料少，基料多，成膜后有光澤，主要功能是保護(hù)下層底漆，故要對大氣和濕度具有不滲透性，要能抵抗由風(fēng)化引起的物理和化學(xué)分解。目前的趨勢是使用合成樹脂來提高介質(zhì)的抗風(fēng)化性能。耐大氣性能的防腐涂料一般只能耐大氣中的氣相腐蝕。對于受酸堿等介質(zhì)侵蝕的地方，必須用耐酸堿的涂料。
防腐漆按保護(hù)功能可分為底漆，中層漆和面漆，各層油漆均有其特性，各負(fù)其責(zé)，各層組合起來，形成復(fù)合涂層，提高防腐性能，延長使用壽命。
1、底漆
底漆層常用的防腐涂料有富鋅底漆和環(huán)氧鐵紅底漆，富鋅漆是由大量的微細(xì)鋅粉與少量的成膜機(jī)料組成。鋅的電化學(xué)性比鋼鐵高，在受到腐蝕時，有“自我犧牲”的作用，使鋼鐵被保護(hù)。腐蝕產(chǎn)物氧化鋅又填充了孔隙，使涂層更加致密。常用的富鋅底漆有以下三種：
（1）水玻璃無機(jī)富鋅底漆，它是以水玻璃為基料，加入鋅粉，混合后涂刷，固化后要用水沖洗，施工工藝復(fù)雜，工藝條件苛刻，表面處理必須在Sa2.5以上，另外對環(huán)境溫度、濕度都有要求，形成的涂膜易開裂、脫皮、目前已很少采用。