建筑钢结构锈蚀因素及防治

建筑钢结构锈蚀因素及防治

王闯

 天津东南钢结构有限公司 天津 300308

摘要：随着经济的不断发展，城市建设水平也在不断的进步，建筑工程行业在城市发展中扮演着举足轻重的角色。建筑工业的整体发展与城市的经济发展有着密切的关系，在建筑工程项目施工过程中，钢结构的腐蚀问题将会直接影响到整个钢结构的质量。所以，在建筑工程钢结构施工的时候，要对钢结构腐蚀性问题进行科学合理的分析，并采取相应的预防措施，以加强建筑工程钢结构的整体质量，从而推动建筑工程行业的可持续发展。

关键词：高强度钢材；腐蚀性能；疲劳性能；研究分析

引言

钢结构是建筑工程项目建设中经常采用的一种结构形式，它具有很高的刚度和强度，并且不容易发生变形，一般用于大型建筑工程或承受重力比较大的建筑工程，这种钢结构在建筑工程实际使用过程中，其韧性和承载能力都比较强，与工程力学假定标准基本一致。建筑工程项目的钢结构主要是有钢柱钢梁通过预制钢构件以及焊接技术拼接成型，一旦钢结构腐蚀严重为被发现就会造成建筑物垮塌等严重事故，因此对钢结构进行腐蚀防护具有十分重要的意义。

一、建筑钢结构出现腐蚀的原因

(—）外在原因

外在原因是指工业建筑物所在的周围环境。工业建筑的工作条件比较复杂，其工作环境也比较恶劣，其产生的废气、污水、废渣等污染物质也是长期存在的主要原因。比如：二氧化碳、二氧化硫、二氯甲烷、硫化氢等等废气；各种各样的酸、碱、盐等等废水；残留物、难溶的盐、悬浮物等等废渣，特别是在冬季，由于海水中含有大量的盐类和含CI-的融雪剂，这些都是导致钢结构腐蚀和损坏的主要原因。比如：在温度较高的情况下，钢结构会与二氧化碳、二氧化硫、二氯甲烷、硫化氢等等气体和非电解质液体发生反应，从而在钢结构表面形成钝化能力较弱的氧化亚铁、 硫化亚铁等等，尽管这种介质的成分很少，但对钢结构的腐蚀确实存在很大的影响。

（二）内在原因

内在原因主要是指钢结构自身的品质。由于钢结构的应用，许多钢结构构件在役使件过长甚至超过了使用年限，在不同的情况下，这些钢结构受到了很大的破坏，它们的防护性能逐渐地下降，进而出现了腐蚀，钢结构的保护层没有剥落但已经出现裂纹，导致了水和氧气的渗透，进一步形成了钢结构腐蚀的关键性原因。钢结构腐蚀的原因是由于钢结构与环境介质的氧化还原作用，这是一种电化学腐蚀。在潮湿的情况下，钢结构显示了不同的组织，应力不均以及平整度差异等等因素，从而导致钢结构中的相邻粒子之间产生电极差，进而形成各种各样的微电池。电池正极处的铁失去了电子，形成了一种亚铁离子进入电解质中，阴极中的电子与水膜重点氧反应生成氢氧根离子，二者结合进一步形成了氢氧化亚铁，氢氧化亚铁在空气中被氧化进一步形成了氢氧化铁。所以在潮湿、通风良好的条件下，钢结构容易发生严重的腐蚀。

二、钢结构除锈、防锈的有效措施

为了防止在役钢材的腐蚀，需要对钢结构进行表面的处理，其处理过程包括两个阶段：除锈和防锈。除锈就是对钢结构表面进行除锈处理，在涂上防锈涂料之前，把钢结构表面的铁锈、油污等杂质清理掉，防止在油膜下面的钢结构表面不断发生锈蚀和损坏。防锈是指针对钢结构的环境、用途和耐用性等等方面，选用适合的防涂材料对钢结构表面进行防腐涂层。

(—)除锈的措施

工业建筑工程中钢结构的除锈方法有：人工除锈喷砂和喷丸。同时，我国有关部门也出台了相应的规范，以保证钢结构的除锈质量。比如：《钢结构工程施工及验收规范》，对钢结构除锈进行了相应的分级。

人工除锈一般用于钢结构的表面处理，它的除锈成本非常的低，只是喷砂除锈的六分之一与九分之一之间，但如果对除锈质量有很高的要求，则就需要喷砂除锈。在相同的情况下，采用相同的涂料，喷射除锈比人工除锈的使用时间长三到五倍之间，喷砂除锈技术具有除锈彻底、高效、操作简便等优点，目前已被广泛用于工业建筑行业。另外，酸洗除锈法和酸洗磷化除锈发等等，虽然都是清洁剂，但因为酸洗法对水槽的要求比较高，所以一般都是在一些比较复杂和小尺寸的薄壁钢结构中使用，在大型的工业建筑行业很少使用。

（二）防锈的措施

工业建筑行业的防锈处理通常按照下列原则进行：首先，考虑腐蚀物质的分配，从总体上考虑钢结构的总体布局，对腐蚀介质进行隔离，采取自然通风式的工业厂房布置，以减少腐蚀物质对工厂的污染。其次，钢结构原材料的选用一般是耐大气腐蚀的低合金钢，比如：耐候钢，耐腐蚀能力强于普通钢结构，一般含有磷、铜、镍、铬、钛等等微量金属，在金属表面上形成一层保护膜，从而增强抗腐蚀性，其抗低温冲击韧性优于普通结构钢。再次，要选用合适的防腐蚀措施，比如：钢结构的断面形状要选择合适的方式，以防止钢结构表面出现积灰、积水等等。节点结构简单，钢结构在焊接时应确保其焊接质量，防止油漆涂后进行焊接而损坏涂层的完整性。在建筑工程项目施工期间，对损坏的油膜及时进行修复。最后，采取科学合理的防腐蚀措施。

（三）防锈运用的涂料

在对钢结构进行除锈后，还要选用具有良好防锈效果的涂层。选用的防锈漆要考虑到建筑的环境、结构的用途等因素。红丹防锈涂料广泛用于一般的钢结构建筑工程，因其具有良好的防锈性、良好的坚韧、良好的防水和粘合性能。但是，由于生产红丹漆所需的有色金属中含有较多的铅，所以为了保障职工的身体健康，科研机构正致力于寻找替代品。其它两种较为高效的防腐涂料是：环氧富锌涂料和无机富锌涂料。环氧富锌涂料是以锌粉、环氧树脂、固化剂为主要原料，主要应用于钢结构的防腐底漆和镀锌件的防锈涂料，喷涂时要注意避免在雨、雪、雾天气进行施工。无机富锌涂料是以水玻璃为基材，加入锌粉、固化剂等等制成的涂料。该涂料对阴极的保护效果与镀锌层是一样的，可以承受四百五摄氏度的高温，但是耐酸碱性能比较差，这种涂层在温度较高和温度较低的情况下都不允许使用，这种涂料已被广泛地用于在我国设计的美国余热锅炉的壳体结构当中。

热喷涂铝（锌）复合镀层，是一种长期的防腐蚀的方式，其防腐性能堪比热浸锌，施工方法是：首先对钢结构表面进行喷砂处理，使其具有金属的光泽，并进行打毛处理，然后利用热喷涂装置的热源熔化连续输送的铝锌丝，然后用压缩空气将其吸附在钢结构的表面，制成具有大约八十微米至一百微米的蜂窝状铝锌喷镀层，在毛细孔中加入环氧树脂、氯丁橡胶等等涂料，可制成复合涂层。这种方法不能在管件的内壁上进行，所以为了防止其被腐蚀，管件的两端都要进行密封。该方法具有较好的构件尺寸适应性，且几乎没有约束构件的外形尺寸。另外，该过程的热效应是局部性和限制性的，因此不会发生热变形。与热浸锌工艺比较工艺工业化水平比较低下，喷砂工艺的工作强度高。

结语

钢结构一旦发生了腐蚀，就会对钢结构造成很大的损伤，从而影响到整个钢结构的承载能力和耐用性，进一步对钢结构的实际应用造成更大的威胁。因此，必须深入地分析钢结构的腐蚀原理，根据具体情况选用合适的防腐材料和工艺技术，从而达到提高钢结构整体抗腐蚀性能的目的，对钢结构总体质量有一定的保障。

参考文献

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