摘要：钢结构有质量轻而强度高，塑性和韧性好，施工周期短等特点，因此在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅等建筑中得到了广泛的应用和发展。然而，随着钢结构建筑的日益增多，钢结构的保养与维护工作显得尤为重要。
关键词：建筑；钢结构；防腐工程；维护
一、建筑钢结构的各种防腐方法及特点
1、采用具有抗腐蚀能力的耐候管
耐候管是在低碳或低合金钢中添加铜、铬、镍等元素制成的一种耐大气腐蚀的刚材。在大气作用下，表面自动形成一种致密的防腐薄膜，起到抗蚀作用。其抗腐蚀能力高出一般钢材2～4倍。这种钢材不涂装就可以使用，很适合于露天钢结构，是极好的结构用材。在日本，耐候钢自20世纪60年代后期首次在桥梁上应用之后，迄今应用越来越多。在所有的钢桥中，其应用率占到5%～7%。在美国，则有大约45%的桥梁应用了耐候钢。在国内，因其价格昂贵，目前应用不多，今后的任务是不断降低耐候钢的成本，研究有抗腐能力的焊缝金属和焊接工艺，使耐候钢逐步推广到钢结构中。
2、热浸锌防腐
热浸锌防腐是将除锈后的刚才进入600℃高温熔化的锌液中，使钢材表面附着锌层。实践表明，为起到防腐蚀的作用，对于厚度5mm以下的薄板，锌厚度应≮65 ；对于厚板，锌层厚度应≮86 。在一般的大气环境下，可以提供10年左右的有效保护，而且质量稳定，因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中，如输电塔、通讯塔等。热浸锌发明于18世纪中叶，至今仍是钢材防腐方法中最普遍、最有效的工艺措施。但是，热浸锌防腐工艺由于受渡槽容积所限，不能对较大尺寸的结构进行防腐施工；不能在现场进行热浸锌防腐，只能在固定的工厂施工，势必造成大量的往返运输费用；热浸锌镀层碰伤后，其自身无法恢复，因此，热浸锌方法最适宜于小型钢构件、轻型钢构件的防腐。
3、热喷铝（锌）复合涂层防腐
这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐方法。具体做法是：先对钢构件表面做喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔-氧焰或电弧喷涂设备将不断送出的铝（锌）进行加热，将熔融的粒子雾化、喷射并沉积到基材表面，喷涂层厚度约80～100 。最后用环氧树脂或氧丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，已形成复合涂层。热喷铝（锌）涂层防腐机理为阴极保护，在腐蚀环境下，即使防腐涂层局部破损，仍具有牺牲自身而保护钢铁基体的效果。欧美发达国家于20世纪50～70年代开始采用这种方法，几十年的实践证明，热喷铝（锌）复合涂层是钢结构长效防腐的最好方法，这一结论已经得到了工程界的认可。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制。而且这种工艺的热影响是局部的，受约束的，因而不会产生热变形。我国于20世纪60年代曾采用火焰喷涂防腐，10多年后检查效果良好。但火焰喷涂的生产效率较低，喷砂喷铝（锌）的劳动强度大，严重制约着钢结构的加工工期，可能会出现防腐施工效率与工期的矛盾。
4、涂（喷）油漆防腐
油漆防腐具有外表美观、涂装工艺简单等特点，多年来一直被广泛采用。涂（喷）油漆防腐首先要彻底除锈（人工除锈或喷砂除锈），然后涂（喷）油漆。涂层的选择要考虑周围的环境，不同涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。涂层一般有底漆与面漆之分，底漆一般采用环氧铁红底漆、环氧煤沥青底漆或氟碳底漆等，面漆采用环氧聚氨酯、丙烯酸聚氨酯或氟碳涂料等。但由于尤其涂层的老化、粉化会使这种保护作用减弱或失去作用。同时尤其涂层本身有无数的微针孔，长期处在盐雾、潮湿环境下，cl-离子、水分子等会通过针孔腐蚀基体金属，导致油漆层剥落。因此，涂（喷）油漆防腐必须定期维护。氟碳涂料含氟树脂三氟氯乙烯，由于氟树脂分子中有化学结合力特别强的CF键存在，在受热、光（包括紫外线）、各种化学介质溶剂作用下，CF键难以断裂，使得氟树脂具有超强的耐候性、耐磨性及耐腐蚀性等。经试验验证，氟碳涂料的预期防腐寿命可达50年，使用于室外或潮湿环境的钢结构，是目前较为理想、有发展前途的一种长效防腐方法。
5、重防腐油漆防腐
重防腐油漆防腐涂装工艺由底漆、中间漆和面漆组成的多层涂装体系，油漆品种为环氧（无机）富锌底漆、环氧云母氧化铁中间漆和环氧聚氨酯或氯化橡胶面漆等组成。其作用机理为：第一道车间底漆对刚才有钝化缓蚀作用，增加油漆层附着力，其防腐作用很微弱；防腐底漆中添加锌粉，对钢材提供阴极保护作用；中间漆增强底漆、面漆之间结合力，增加涂层厚度，增补底材表面的微小缺陷，提高底漆、面漆的耐腐蚀性和耐候性等，同时也提高了面漆的外观装饰性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆起阴极保护作用的锌粉是靠油漆中有机物的结合才能与钢材结合，随着有机物的裂解、老化，锌粉无法与钢材相结合，这样阴极保护作用自然消失。
二、钢结构防腐措施
根据钢结构腐蚀的原理，产生了如下的防护措施：
1、耐候钢
耐候钢，俗称耐大气腐蚀钢，是介于不锈钢和普通钢的合金钢系列产品。它由低碳钢添加一定量的铜和镍等耐腐蚀金属制造而成。具有塑延、磨蚀、焊割、抗疲劳等良好的特性。其耐侯性较普通钢高2 到八倍，涂装性较普通钢高将近10 倍。还具有耐锈蚀，抗疲劳等特性。目前主要用于铁路，桥梁，机车，钻井塔架等长期在大气中暴露作业的钢结构，以及用于制造化工设备中含硫化氢等腐蚀介质的容器。
2、镀层保护
镀层保护中比较常用的技术是热浸镀锌。热浸镀锌是使熔融金属与铁基体发生物理化学反应而产生合金层，从而造成基体和镀层的完全结合。热浸镀锌技术首先将钢管进行酸洗，主要是为了去除钢管表面的氧化铁，酸洗完成以后要通过氯化锌水溶液或者氯化铵或氯化铵和氯化锌混合水溶液进行清洗，然后在热浸镀槽中进行加工。经过热镀锌处理的钢结构镀层均匀，使用寿命长，附着力强。
3、有机涂料配套技术
对于沿海地带的钢结构，金属构件经常处在非常苛刻的海洋大气腐蚀条件下。可以采用有机涂料配套技术来控制和防止钢结构的腐蚀。常用的涂料有：氯化橡胶涂料、环氧涂料、酸涂料、聚氨酯涂料、丙烯酸树脂涂料等。有机涂层钢板具有美观轻质等优点和良好的物理屏障和耐腐蚀性，具有较强的弯、压等可加工性，同时又具有可回收性和造型可随意性。在工业建筑中，已经形成了轻型钢结构体系。
4、防腐涂料
防腐涂料，可分为重防腐涂料及常规防腐涂料。重防腐涂料是相对于常规防腐涂料而言的。它能够在比较苛刻的腐蚀锈蚀环境中得到应用，而且可以达到比常规防腐涂料的保护期更长的作用。常规防腐涂料能够在一般的腐蚀锈蚀环境下对钢结构的腐蚀起到保护和控制作用。它能够保护钢结构的寿命。防腐涂料是保护钢结构的常用防腐材料，具有工艺简单，成本低廉等一系列的优点，但是它的防腐效果不如其他防腐技术，尤其在户外使用时，其维护费用比较高。重防腐涂料可以达到十五年以上的使用寿命，如果采用重防腐和金属热喷涂的双重防腐保护，能够达到二十五年以上的使用寿命。
5、热喷涂防腐
热喷涂技术是一系列的处理过程，在处理过程中，分散而细微的非金属或金属的涂层材料，会以熔化或者半熔化状态，沉积到经过特殊处理的基体表面，形成一定厚度的某种喷涂沉积层。涂层材料可以是丝状、粉状、棒状或者带状。热喷涂枪由等离子弧、电弧、燃料气、天然气提供必要热量，将热喷涂材料加热到熔融状态或者塑态态，然后由压缩空气对其进行加速，使受压颗粒流束冲击到某种基体表面上。受压颗粒流束由于受到冲压导致变形，形成一层叠层薄片，会粘附在经过制备的该种基体表面上，继而冷却并会并不断堆积，最终会形成层状的涂层。该涂层因涂层材料的不同可实现抗电磁波、抗磨损、隔热、耐高温腐蚀等功能。喷涂粉末在整个热喷材料中占据十分重要的地位。热喷涂合金粉末包括镍基、铁基和钴基合金粉，按不同的涂层硬度，分别应用于机械零部件的修理和防护。
6、阴极保护技术
阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。 阴极保护技术有两种：牺牲阳极阴极保护和强制电流（外加电流）阴极保护。
三、结语
无论是从钢结构的设计、施工，还是在使用过程中，钢结构的防腐蚀问题都是需要高度重视的问题，虽然方法都存在优缺点，但是随着消防技术的进步和不断的实践，防腐防火措施将会越来越完善。
参考文献
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[3]王麒,陶诗君,萧以德等.热喷涂锌一铝合金涂层对钢结构防护性能研究[J].2018.
论文作者:朱志仙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/26
标签：钢结构论文; 涂层论文; 底漆论文; 阴极论文; 基体论文; 油漆论文; 涂料论文; 《基层建设》2019年第9期论文;