建筑钢结构防腐技术要点解析论文_陶秀玲

建筑钢结构防腐技术要点解析论文_陶秀玲

上海国孚电力设计工程股份有限公司 山东济南 250014

摘要:改革开放以来,在市场经济条件下我国的经济得到了飞速的发展,人民生活水平不断提高,我国也逐渐走上了城市化的进程。在城市化的道路上,各种各样的建筑如雨后春笋般发展起来,我国建筑业迎来了新的发展时期。在建筑行业,钢结构是不可缺少的建筑原料,钢结构具有高强度,良好的塑形和韧性。对于钢结构的防腐技术研究是十分重要且具有现实意义的。

关键词:建筑钢结构;防腐技术;分析

引言

基于城市化进程不断加快背景下,建筑行业也取得了突出性进展,其中钢结构作为现阶段最常见原料之一可谓是具备良好应用优势。但如果将钢结构放置于环境较为潮湿场所则容易出现各种隐患问题,如不但会大大降低钢结构使用性能,甚至还有可能出现建筑断裂现象,严重威胁到建筑钢结构的实际使用寿命。需相关工作人员能够及时提出钢结构防腐技术手段,有效采用合理化防腐措施,确保建筑工程能够始终处于相对安全状态下。

改革开放以来,在市场经济条件下我国的经济得到了飞速的发展,人民生活水平不断提高,我国也逐渐走上了城市化的进程。钢结构在建筑物中的应用是十分广泛的,相关部门对我国 20 世纪60~70 年代只用的钢结构进行了统计,统计结果表明在此期间建成的建筑物中约有 7000 多个都使用了钢网架结构,总的说来,使用钢结构的建筑物面积约为将近 1000 万 m2,最近几年,我国完成了将近 60 栋的高层建筑建设工作,这些高层建筑也离不开钢结构。钢结构在潮湿的环境中很易受到腐蚀,腐蚀以后的钢结构性能也就会大大降低了,在载荷作用下很容易出现断裂现象。因此,对于钢结构的防腐技术研究是十分重要且具有现实意义的。

1建筑钢结构的腐蚀类型

1.1大气腐蚀钢结构

它是最常见的钢结构腐蚀情况,对建筑的破坏程度也是比较深刻的。首先,为了给施工人员提供便利,钢架都要放在露天的外部环境中。钢材中的金属元素在与空气的接触过程中会不断运动,当氧气、水、金属成分发生反应后,介质会渗透到钢结构中,并出现腐蚀情况。同时,腐蚀过程不是一蹴而就的,它有一个不断深化的过程。在前期的表现并不明显,主要是钢材前端生锈。但如果腐蚀因子渗透到缝隙中,工程的预应力就会大大下降,甚至会影响钢筋的稳定性。

1.2局部腐蚀钢结构

这种腐蚀类型可以分为电偶腐蚀与缝隙腐蚀两种情况进行分析。电偶腐蚀发生的原因是:电位为负的金属要比电位为正的金属腐蚀速度更快,而在钢结构中,一旦有不同金属相互连接在一起,就会形成正负电位,长此以往,就会造成较为严重的钢结构腐蚀。缝隙腐蚀发生的原因则是:钢结构一旦有缝隙并且其中有液体停滞时,就会形成锈蚀,并随着时间延长而增大面积。而在钢结构施工过程中,钢结构表面难免会留下一些缝隙。

1.3应力腐蚀

应力腐蚀与以上两种腐蚀类型不同,应力腐蚀的产生必须具备两种要素,某种特定的介质以及一定的应力作用。应力腐蚀具有很强大的突发性,但没有明显征兆,一旦发生,往往造成较为严重的经济损失和轻微的人员伤亡。

2建筑钢结构的防腐处理措施

2.1采用具有抗腐蚀能力的耐候钢

所谓耐候钢指的就是那些表面具有防腐薄膜的钢材,耐候钢具有较强的抗腐蚀能力,其抗腐蚀能力要比普通钢材高出1~3倍。耐候钢不再需要涂装处理,广泛应用于露天钢结构。最早使用耐候钢结构的是日本,20世纪60年代,日本首次将耐候钢作为桥梁材料,随后越来越多的桥梁材料都替换成了耐候钢。现阶段,将耐候钢作为桥梁材料使用的最多的国家是美国,美国有将近一半的桥梁都用到了耐候钢。总的说来,耐候钢的成本投入要比普通钢材高,受到成本的限制耐候钢在我国的应用还不是十分广泛。为了推进耐候钢在我国的普及,现阶段的首要任务是降低耐候钢的成本,不断提高耐候钢的抗腐蚀能力,改进焊接技术。

2.2热浸锌防腐

所谓热浸锌技术指的就是将钢材放入到600℃的锌液当中,这样就会使得钢材的表面形成一层涂有锌的保护层。但是,在实际的操作当中,如果钢材厚度还不到5mm,那么锌层的厚度最大是86μm,最小是65μm,这样便能起到很好的防腐蚀作用。一般来说,涂锌后的钢材大约能在大气的环境当中放置约十年。经过热浸锌处理的钢材的应用则是非常广泛的,它包括输电塔、通讯塔等等。热浸锌防腐则是一种比较成熟的防腐技术,早在18世纪,人们就已经发明了此技术。总的来说,热浸锌的防腐技术是目前来说最有效且最基础的防腐方法。热浸锌技术还存在着一些局限性,具体来说,就是热浸锌技术只能对体积比较小的钢材进行防腐处理;在进行热浸锌处理的时候,就要在特定工厂来进行,并不能开展现场防腐处理。一般来讲,人们使用热浸锌技术来处理一些比较小的钢结构。

2.3热喷铝(锌)复合涂层防腐

热喷铝涂层是一种非常有效的防腐蚀技术。具体做法如下:

①对钢结构进行表面除锈处理;②对钢材表面进行喷铝处理,所用的设备是乙炔-氧焰或电弧。喷铝操作结束之后,铝的厚度在80~100μm之间;③填充铝层表面的空隙,所用的填充材料是环氧树脂或氧丁橡胶漆等。最早使用热喷铝技术的是欧美国家,他们早在20世纪50年代就发明了热喷铝防腐蚀技术。总的说来,热喷铝技术是一种应用范围十分广的防腐蚀方法,它的独特优势是,首先该技术对所处理的钢材大小没有要求,其次,在使用该技术时不用担心产生热变形。

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2.4涂(喷)油漆防腐

比较常见的防腐蚀技术还有涂油漆,通过在钢结构表明涂上油漆来达到防止腐蚀的目的。涂油漆防腐技术具有的优势是,首先涂抹油漆之后可以达到美化钢材的作用;其次,涂油漆技术操作简单。涂油漆技术的具体做法如下:①对钢结构进行表面除锈处理;②对除锈之后的表面进行涂油漆处理。在进行涂油漆处理时需要根据钢材所处环境来决定如何涂抹。一般来讲,涂层由两部分组成,分别是底漆和面漆,底漆的材料是环氧铁红、环氧煤沥青或氟碳等,而面漆的材料一般是环氧聚氨酯、丙烯酸聚氨酯或氟碳涂料等。涂油漆的工作结束之后,还需要进行定期的维护,因此油漆会逐渐老化,老化的油漆防腐作用也就减弱了。

现阶段比较常用的涂漆原料是氟碳涂料,该原料的主要成分是氟树脂聚三氟氯已烯,氟树脂聚三氟氯已烯具有比较强的抗腐蚀能力,研究发现使用氟碳涂料的钢材可以达到的防腐寿命约为50年。目前,许多发达国家都已经普及了以氟碳涂料作为涂料的钢材防腐蚀技术。但是总的说来,氟碳涂料的成本投入还是比较高的,我国目前使用的氟碳涂料都是进口的,价格相对较高,使用范围还不是很广。

2.5重防腐油漆防腐

重防腐油漆是一种多层涂漆技术,主要包括三层,分别是底漆层、中间漆层和面漆层。一般来讲,底漆层的原料是环氧(无机)富锌底漆,中间漆层的原料是环氧云母氧化铁,面漆层的原料是环氧聚氨酯或氯化橡胶等。总的说来,底漆层、中间漆层和面漆层三者之间相互协作,共同作用来达到防止钢材腐蚀的目的。

在建筑也发展的新时期,大量的建筑物拔地而起,钢结构对于建筑物来说是必不可少的,而钢结构的安全性对于建筑物的整体安全也是十分关键的。在大气或者其他比较潮湿的环境中,钢结构非常容易发生腐蚀现象,腐蚀之后的钢结构性能下降,安全性也随之下降,所以,为了保证钢结构的安全性对于进行防腐处理是十分有必要的。

3建筑钢结构防腐技术探究的必要性

许多建筑企业对钢结构的处理都不是非常的重视,不能根据实际情况来转换使用技术。因此,导致钢材的腐蚀现象时常出现。钢筋是工程的主要框架,一旦钢材内部结构不稳定,势必会影响其承载力,使得建筑变形,影响施工质量。而防腐技术的有效应用则对钢结构的安全性有着巨大的意义。它使得人们的居住空间更加稳定,在保证结构合理的基础上提升了建筑企业的信誉。

4案例分析

以某轧钢厂房内部的酸洗车间为例。由于该酸洗车间内部在日常工作状态下大多分布有酸雾,故而在进行防腐蚀设计时采取的是油漆喷涂防腐技术,即在钢结构的表面喷涂具有良好耐酸性的防腐漆,例如含有聚氨酯或氯磺化聚乙烯油漆等可作为面上层油漆。同时在进行厂房结构设计时,设计师也充分考虑到了钢结构的防腐蚀问题,在承重结构上不采用拉杆式悬索钢结构,并注意角钢组成的钢架构杆件厚度不低于6mm,钢结构中一些重要构建的节点板厚度必须维持在8mm以上;且考虑到该酸性厂房地下环境也会或多或少伴随有侵蚀作用,故而并未将钢结构的柱脚直接埋入地下,而是在柱脚外部包裹一层防腐蚀油漆后,再将其置入混凝土浇灌柱内,达到良好的防腐效果。

结语

综上所述,本文主要从以下三个方面入手:第一,对钢结构的腐蚀类型进行分析;第二,阐述了防腐技术的关键内容;第三,对钢结构防腐的必要性进行探讨。从而得出:防腐技术的实施是工程质量保障的重要条件。技术人员要根据建筑的难度与规模选择相应的处理方式,并对焊接过程进行改进,在控制涂层加工温度的基础上避免热变形的情况出现。同时,建筑企业也应该加强对员工的技术培训,提高钢材防腐手段,为自身的可持续发展创造有利条件。

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作者介绍:

陶秀玲(1972.2.26),性别:女;籍贯:山东莱芜;民族:汉;学历:大专;职称:工程师;职务:土建部主任;研究方向:电力技术;单位:上海国孚电力设计工程股份有限公司。

论文作者:陶秀玲

论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期

论文发表时间:2019/11/15

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