鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1、引言 隨著鋼材在建筑業(yè)中的廣泛應(yīng)用,鋼結(jié)構(gòu)的防腐不斷引 起重視,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)的安全帶來安全隱患。但如采用現(xiàn)代防腐 知識,在有效的防護(hù)措施下,鋼結(jié)構(gòu)由于腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失 可以降低40%左右?？梢妼τ阡摻Y(jié)構(gòu)的抗腐蝕,還存在著大 量的研究課題。 2、鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的原因 21鋼材的腐蝕 鋼材的腐蝕速度與環(huán)境、濕度、溫度以及有害介質(zhì)的存在有關(guān),其中濕度是一個決定性因素。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,鋼材的腐蝕速度會突然

2、升高,這一數(shù)值稱為臨界濕度。 鋼材在常溫中腐蝕屬于電化學(xué)過程,鋼鐵內(nèi)部不同金屬 雜質(zhì)之間具有不同的電極電位,得到或失去電子的能力不同, 從而引起了局部的微電池。鋼結(jié)構(gòu)通常在常溫大氣環(huán)境中使 用,大氣中含有水分、氧和其他污染物的作用就會發(fā)生電化學(xué) 腐蝕過程,既鋼材構(gòu)成原電池的陽極,通過溶解和氧氣逐步變 為鐵銹。鐵銹能夠吸收大量水分,致使銹層體積膨脹使腐蝕 繼續(xù)擴(kuò)展到內(nèi)部。 鋼材在高溫下腐蝕屬于化學(xué)腐蝕。高溫狀態(tài)下金屬和干燥空氣相接觸,表面會生成化合物(如氯化物、硫化物、氧化物等),形成對鋼材的化學(xué)腐蝕。 22連接材料的腐蝕 鋼結(jié)構(gòu)一般通過焊接、鉚接和螺栓連接,連接材料的腐蝕引起結(jié)構(gòu)失效也不容忽視

3、。 焊縫腐蝕機(jī)理是由于母材和焊縫金屬間本身成分有差異,或母材和焊縫金屬材料的不搭配,以及焊接過程中熱冷循環(huán)使焊縫的熱影響區(qū)材質(zhì)的差別,進(jìn)而造成電化學(xué)性能間的差異,如果環(huán)境中干濕交替,會加劇這種電化學(xué)反應(yīng)。2003年某工地的一臺已使用近8年的塔式起重機(jī)由于基礎(chǔ)長期排水不暢,底架與基礎(chǔ)節(jié)連接的法蘭盤背面角焊縫長期受到泥水腐蝕,焊縫有效高度越來越小,在正常起吊額定載荷時,底架法蘭盤背面角焊縫撕裂,塔式起重機(jī)從根部整體倒下,造成嚴(yán)重事故。 螺栓往往具有較高的鉻和鎳,鉻和鎳在空氣中會形成一次呢過非常致密的氧化薄膜,這種薄膜具有很好的穩(wěn)定性,從而防止材料被腐蝕,但如果含鉻和鎳量不足,往往會降低螺栓的抗腐蝕

4、能力。 3、鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì) 在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中腐蝕控制極為重要,也最容易被忽略, 合理的防腐設(shè)計(jì)不僅可以使鋼材的耐蝕性能充分發(fā)揮出來而且可以彌補(bǔ)結(jié)構(gòu)性能本身的不足。鋼結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計(jì)與以下幾個方面有關(guān)。 31鋼結(jié)構(gòu)的表面處理 鋼材在軋制過程中,經(jīng)熱處理后表面產(chǎn)生一層均勻的氧化層;同時鋼材在加工過程中,鋼材表面往往產(chǎn)生焊渣、毛刺、油污等污染物。這些氧化物如不認(rèn)真清除,會影響防腐涂料的附著力和涂層的使用壽命。鋼材表面處理質(zhì)量,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。 鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法有:手工工具除銹、滾動鋼絲輪除銹、酸洗除銹、噴砂(丸)除銹、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、熱浸鍍、電鍍、表面合金化以及射

5、流控制真空除銹、激光除銹等。使鋼材表面的 毛刺、電焊藥皮、灰塵、油污等污染物均應(yīng)清除干凈。 32合理選材 目前市場上的鋼材品種繁多,依據(jù)不同的使用條件需要選擇不同種類的鋼材。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕程度以腐蝕深度表示,通常以mm /a為單位,計(jì)算公式為: K通常與鋼材的面積與時間有關(guān),進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕設(shè)計(jì)時,要考慮鋼材的均勻腐蝕深度,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的厚度取用需要考慮腐蝕量(材料的年腐蝕深度乘以設(shè)計(jì)使用年限)。 特殊鋼中添加了碳以外,又添加了鎳、錳、鉻等微量元素制成的耐候鋼,其失重速度比普通鋼要小23倍,其表面在穩(wěn)定的環(huán)境中往往可以形成致密的保護(hù)膜,但在干濕交替環(huán)境下,這種保護(hù)膜依然會破壞,所以即使是耐腐蝕性好的耐

6、候鋼同樣需要做防腐蝕處理。 33防腐涂料的選擇 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。 選擇涂料時,除考慮結(jié)構(gòu)使用功能、經(jīng)濟(jì)性和耐久性外, 還應(yīng)考慮施工過程中的穩(wěn)定性、干燥、速度、毒性以及需要的溫度條件等。涂料的種類繁多,對品種的選擇直接影響到防腐質(zhì)量的好壞,一般的涂料選擇應(yīng)考慮以下幾點(diǎn): 1.鋼結(jié)構(gòu)所處的使用條件及選用涂料的范圍需一致。對于有酸性介質(zhì),可采用耐酸性能較好

7、的酚醛樹脂漆,而對于堿性介質(zhì),則應(yīng)采用耐堿性較好的環(huán)氧樹脂漆。 2.涂料的正確配套需注意。由于大部分涂料是有機(jī)膠狀 物質(zhì)為基料,涂料每涂一層結(jié)成薄膜后,難免有許多異常細(xì)小的微孔,腐蝕介質(zhì)仍有可能滲入侵蝕鋼鐵。因此,涂料需要涂多層,使微孔減少到最低限度。如過氯乙烯漆可以與磷化底漆或鐵紅醇酸底漆配套使用。 3.根據(jù)構(gòu)件的重要性要考慮結(jié)構(gòu)的主次關(guān)系,分別選用 不同的涂料,或用相同的涂料而對涂層厚度加以區(qū)別。 4.要達(dá)到良好的防腐效果,在選擇恰當(dāng)涂層厚度。如果涂層厚度薄或不均勻,鋼材表面毛刺的高峰會露出涂層,涂層就會有針孔,這些薄弱的地方,往往易生銹腐蝕或涂層起泡脫落。如果涂層過厚,雖然可增強(qiáng)防護(hù)能力

8、,但附著力和機(jī)械性 能都要降低,而且要增加費(fèi)用。 5.盡量選用涂料法進(jìn)行防腐處理。在船舶結(jié)構(gòu)上為了達(dá)到防銹的目的,可以在鐵的基層上鍍鋅,因?yàn)樾枰诟邷丨h(huán)境下進(jìn)行,考慮造價原因,建筑鋼結(jié)構(gòu)中用鍍鋅防腐很少,只有一小部分構(gòu)件(如欄桿,燈柱等)會用到。通常用的是涂層法, 涂層法是一種價格適中、施工方便及適用性強(qiáng)的防腐蝕方法, 在建筑鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用廣泛。 4、鋼結(jié)構(gòu)防腐施工需注意的問題 防治鋼結(jié)構(gòu)過早腐蝕,施工人員也需要引起足夠的重視, 在構(gòu)件加工制造和安裝過程中需要注意一下幾點(diǎn)。 1.對于一般情況,宜用干燥、便于噴刷的冷固型涂料。 2.在構(gòu)件加工制造和現(xiàn)場拼接過程中要保證焊縫的質(zhì)量,因?yàn)楹缚p中的材質(zhì)復(fù)

9、雜,極易形成電極,在熱影響區(qū)較易生銹,涂裝前需要對焊縫熔渣、飛濺物徹底清楚干凈。 3.未經(jīng)過特殊處理的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件嚴(yán)格禁止與土壤直接接觸,因?yàn)橥寥缹︿撚休^強(qiáng)的腐蝕性。與土壤接觸處需要用底強(qiáng)度的混凝土包裹,并保證具有足夠的保護(hù)層厚度。 4.鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接部位(焊縫或螺栓連接處),不得在工廠預(yù)先噴涂涂料,只能在工地安裝就位后,對這些部 位進(jìn)行認(rèn)真清理,盡量避免構(gòu)件涂裝后焊接,以防治涂層 的完整性。 5.工廠制作、加工好的構(gòu)件要妥善堆放,避免鋼材表面生銹而導(dǎo)致二次涂裝,造成不必要的浪費(fèi)。對構(gòu)件運(yùn)輸或安裝 過程中損壞的涂層,應(yīng)在安裝就位后及時清理干凈,并按有關(guān) 規(guī)范對涂層進(jìn)行修復(fù)。 5、結(jié)論 鋼結(jié)構(gòu)的

10、防腐蝕問題是工程中的一個重點(diǎn)和難點(diǎn),應(yīng)提高防腐意識,以避免造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和工程事故, 在設(shè)計(jì)中應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場情況合理選擇防腐蝕材料及做法, 施工中應(yīng)嚴(yán)格按照施工規(guī)范進(jìn)行,以保證結(jié)構(gòu)具有更好的 耐久性。鋼結(jié)構(gòu)防腐表面處理的粗糙度要求鋼結(jié)構(gòu)防腐表面處理的粗糙度要求 在表面處理中，另外一種重要的要求是鋼結(jié)構(gòu)表面經(jīng)過噴射清理后的表面粗糙度。粗糙的表面不但能夠成倍的增加接觸面積并取得錨固效果，而且類似毛細(xì)管的縫隙還會因毛細(xì)管作用而幫助涂料擴(kuò)展，提高附著強(qiáng)度。粗糙度不能太大，因?yàn)橥苛媳仨毮軌蚋采w住這些粗糙度的波峰，否則容易造成波峰處的膜厚變薄，加之涂料對底材的浸潤不良，會造成涂膜防腐性能的降低。鋼結(jié)構(gòu)重

11、防腐涂裝中，對于涂料系統(tǒng)的表面粗糙度要求通常為Rz3075m，而對于金屬熱噴涂表面粗糙度要求達(dá)到Rz65m以上。表面處理粗糙度可以按ISO8503-2用粗糙度樣塊進(jìn)行比較，或者按NACERP0287-1995復(fù)制膠帶進(jìn)行測量。 氯丁橡膠防腐涂料氯丁橡膠防腐涂料 氯丁橡膠防腐涂料是由氯丁橡膠和其他樹脂如對叔丁酚甲醛樹脂或過氯乙烯樹脂等配制而成。單體氯丁二烯經(jīng)1,4-加成聚合的大分子中，鏈上的氯原子反應(yīng)活性較低，但是在聚合過程中常有少量單體以1,2-方式加成。這種1,2-結(jié)構(gòu)能發(fā)生異構(gòu)化，生成烯丙基氯原子。它的活性較大，能與金屬氧化物反應(yīng)而使大分子交聯(lián)。利用這個反應(yīng)，氯丁橡膠涂料在成膜過程中會“硫化”交聯(lián)生成體型結(jié)構(gòu)，為了使“硫化”反應(yīng)能快速進(jìn)行，常須加入硫化