摘要:由于种种侵蚀性介质的作用,促使设计人员对如何保证建筑结构的正常工作以确保生产稳定、持续和安全等方面需做相应的努力。为防止或减轻腐蚀性介质对建筑物和构造物的腐蚀作用,使工业建筑防腐蚀设计做到技术先进、经济合理、安全适用,除了设计要因地制宜全面考虑防腐蚀措施外,施工和使用也至关重要。只有各方面配合协作,才能减少和避免厂房建筑结构的腐蚀。
关键词:工业建筑,防腐设计;建筑结构
引言
工业建筑结构寿命的长短,取决于很多种因素,但其中的最主要的因素是工业建筑结构的使用条件、设计标准和施工质量。本文对工业建筑防腐蚀工程设计要点进行了分析,以及施工的主要工作,以期能够为工业建筑的防腐设计和施工提供参考。
一、工业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钢
耐候钢是在低合金钢和低碳钢中添加各种合金元素而制成的一种耐大气腐蚀的钢材。在大气的作用下,耐候钢表面会自动的形成一种致密的抗腐蚀薄膜,从而起到抗腐蚀的作用。耐候钢的抗腐蚀能力高出一般钢材3倍。这种钢材不涂装就可以使用,对露天的结构非常适应,是非常好的结构用钢材。在所有钢桥中其应用率已有的水平。在国内,因其价格较为昂贵,导致实际应用不多,因此需要不断的降低耐候钢的制造成本,研究有抗腐能力的焊接工艺和焊缝金属,使耐候钢能够逐步的推广到工业建筑钢结构中去。
2、热浸锌防腐
热浸锌防腐是把除锈后的钢材浸入到高温融化的锌液当中,使得钢材表面上附着一层锌层。这样在一般的大气环境下可以提供有效的保护,钢材的质量稳定,所以被大量的用到受大气腐蚀较为严重并且不容易维修的室外钢结构中,如通讯塔和大量输电塔等。至今为止,热浸锌仍是钢材防腐方法中最有效以及最普遍的施工工艺。然而,热浸锌防腐工艺容易受到渡槽容积的限制,不能对较大尺寸结构进行防腐施工;其次,不能到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;再次,热浸锌镀层在碰伤后,自身损伤无法恢复。因此热浸锌方法较适合那些轻型钢构件、小钢构件的防腐。
二、钢筋混凝土结构的腐蚀问题和处理
1、腐蚀介质对于钢筋混凝土的结构腐蚀
腐蚀介质的机理因为种类的不同而不同,其种类分为了盐、酸、碱三类。盐性腐蚀介质通过结晶致使体积膨胀,对于水泥的内部来讲在产生一定压力之后,其混凝土就会慢慢进入剥落状态,从而对钢筋形成腐蚀。而酸性腐蚀介质会对混凝土的表面层进行破坏,然后对钢筋表面进行腐蚀,造成钢筋生锈的现象。碱性腐蚀物主要是在进入混凝土后,对混凝土的结晶产生破坏。这三种介质都会对结构进行或多或少破坏,导致构件自身出现剥落、开裂以及钢筋强度下降等现象。
2、对于结构本身的防腐特征
构件的腐蚀程度与混凝土的保护层厚度、混凝土密实度以及环境等因素息息相关。经实验表明,钢筋混凝土结构构件的保护层厚度,会对构件的耐久性产生直接影响。当其厚度大的时候,其腐蚀程度很小,如果保护层厚度足够大的话,是不会对钢筋造成腐蚀的。在湿度较大的地区,如果没有考虑环境因素而采用正常的保护层厚度设计的话,就容易出现混凝土的保护层开裂以及剥落现象。所以,要根据实际情况适当对保护层的厚度进行加大,提高构件自身的防腐蚀功能。
3、预防混凝土结构腐蚀的措施
(1)原材料的选择
①粗细骨料。发生碱集料反应的必要条件是碱、活性集料和水。粗、细骨料的耐蚀性和表面性能对混凝土的耐蚀性能具有很大影响。骨料与水泥石接触的界面状态对混凝土的耐蚀性有一定影响。混凝土中所采用粗细骨料,应保证致密,同时控制材料的吸水率以及其它杂质的含量,确保材质状况。
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②水泥。水泥是一种胶结材料。水泥的强度和工程性能,是通过水泥砂浆的凝结、硬化而形成。水泥石一旦遭受腐蚀,水泥砂浆和混凝土的性能将不复存在。由于各种水泥的矿物质组份不同,因而它们对各种腐蚀性介质的耐蚀性就有差异。在施工过程中,正确选用水泥品种,对保证工程的耐久性与节约投资有重要意义。
③外加剂。在建筑防腐工程中,外加剂的使用主要是为了提高混凝土密实性或对钢筋的阻锈能力,从而提高混凝土结构的耐久性。实践证明,采用加入外加剂的方法,可以在一定范围内达到提高混凝土结构的耐腐蚀能力,是一种经济而有效的技术措施。但由于外加剂的化学组成,来自外加剂中的氯盐可能使混凝土结构中的钢筋脱钝,给结构物带来隐患。在进行外加剂选择时需对其中氯盐的含量进行检测,并做相关实验。
④拌合及养护用水。混凝土拌合及养护用水,应考虑其对混凝土强度的影响。水灰比的大小会影响混凝土强度值的大小。拌合水应检查其杂质情况,防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响其耐久性。
三、地面处理应对腐蚀
1、地面层材料应根据腐蚀性介质进行选择
地面层材料应根据腐蚀性介质的类别、性质、浓度以及对建筑结构材料的腐蚀性等级条件,结合设备安装和生产中的机械磨损等要求,设计不同的防腐地面。地面面层可分为:块材面层和整体面层。块材面层分为:耐酸石材、耐酸砖、水玻璃胶泥或砂浆、树脂胶泥、沥青胶泥、聚合物水泥砂浆。整体面层分为:水玻璃混凝土、树脂胶泥或砂浆、沥青砂浆、密实混凝土、水磨石等。耐酸碱程度各不相同,与酸碱浓度有很大关系。水玻璃类材料不能用于亚硫酸钠、亚硝酸钠等呈碱性反应的盐类作用地面面层。树脂稀胶泥、树脂砂浆、玻璃鳞片胶泥、水玻璃混凝土、沥青砂浆、软聚氯乙烯板等整体面层以及沥青胶泥砌筑块材面层,适合用于室内。树脂类整体面层、沥青砂浆面层和软聚氯乙烯板面层,不能用于明火作用的部位,一定要远离明火。
2、块材面层结合层材料的选择也要考虑防腐的要求
灰缝采用树脂胶泥、水玻璃胶泥等刚性材料时,结合层要采用刚性材料,不要采用沥青胶泥、沥青砂浆等柔性材料。灰缝采用沥青胶泥、水玻璃胶泥、聚合物水泥砂浆时,耐酸砖面层的结合层应与灰缝一致。
四、工业建筑防腐工程质量控制
1、建立专业化的防腐蚀施工队伍
上个世纪50年代以来,我国从苏联引进的防腐蚀工程,然后国内兴起了大规模的工业建筑防腐蚀。在建筑这些防腐工程的时侯,每次施工队伍都要经历从无到有的过程,即:从开始抽调人员,组织队伍,出国考察,培训施工队伍,直至进行施工,交工验收。建设了不少优质工程,但施工队伍都未保留下来。这些防腐蚀工程的施工,专业性都非常强,因此必须建立一支专业化的防腐施工队伍,这样才能够形成我国特有的工业建筑防腐蚀施工技术。
2、提高施工技术和管理
在防腐蚀工程施工中,我们应该对经验教训进行总结,用以提高工业建筑结构防腐施工技术水平。从国外引进的工业防腐工程施工当中,我们可以看到国外很注重施工机具的革新。先进的施工机具,可以提高施工质量和施工速度,因此我们应该注重对机具进行的定型、配套以及改革,在这过程中应当特别注意消化和移植国外先进的的施工技术。在防腐施工过程中,防腐工程的质量管理是为最重要的。因此在施工质量管理方面,应该建立严格的责任制度,如材质检验制度、隐蔽工程中间验收制度和竣工验收制度等,以及施工人员的自检和专检制度。在质量检验手段方面,应注意引进并研究简易检验方法和非破损检验方法。
结束语
工业建筑的防腐设计必须要符合工业建筑的使用特点,在设计的过程中,必须要采用先进的设计理念,配合良好的建设施工,以确保工业建筑的建设能够符合工业生产的要求。
参考文献:
[1]孙立雷.浅谈工业建筑防腐设计与施工[J].山西建筑,2009年.
[2]师小瑜.地下工程混凝土病害修补技术及养护对策研究[J].工程建设与设计,2012年.
论文作者:赖光勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
标签:面层论文; 混凝土论文; 胶泥论文; 工业建筑论文; 砂浆论文; 介质论文; 水玻璃论文; 《基层建设》2018年第21期论文;