鋼結(jié)構(gòu)建筑較鋼筋混凝土建筑具有施工便捷、抗震性能好、對(duì)環(huán)境污染少、可回收等優(yōu)點(diǎn),但鋼結(jié)構(gòu)易銹蝕,防腐對(duì)鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)是非常重要的。
鋼結(jié)構(gòu)腐蝕類(lèi)型有大氣腐蝕,局部腐蝕和應(yīng)力腐蝕。
(1)大氣腐蝕
鋼結(jié)構(gòu)受大氣腐蝕主要是由空氣中的水和氧等的化學(xué)和電化學(xué)作用引起的。大氣中的水汽在金屬表面形成電解液層,空氣中的氧溶于其中作為陰極去極劑,二者與鋼構(gòu)件形成了一個(gè)基本的腐蝕原電池。鋼構(gòu)件表面受大氣腐蝕形成銹層后,腐蝕產(chǎn)物會(huì)影響大氣腐蝕的電極反應(yīng)。
(2)局部腐蝕
局部腐蝕在鋼結(jié)構(gòu)建筑中最常見(jiàn),主要是電偶腐蝕、縫隙腐蝕。電偶腐蝕主要發(fā)生在鋼結(jié)構(gòu)不同金屬組合或者連接處,其中電位較負(fù)的金屬腐蝕速度較快,而電位較正的金屬受到保護(hù),兩種金屬構(gòu)成了腐蝕原電池??p隙腐蝕主要在鋼結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)件之間、鋼構(gòu)件與非金屬之間存在的表面縫隙處,當(dāng)縫隙寬度可讓液體在縫內(nèi)停滯時(shí)發(fā)生,鋼結(jié)構(gòu)縫隙腐蝕最敏感的縫寬為0.025~0.1mm。
(3)應(yīng)力腐蝕
在某一特定的介質(zhì)中,鋼結(jié)構(gòu)不受應(yīng)力作用時(shí)腐蝕甚微,但受到拉伸應(yīng)力后,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間構(gòu)件會(huì)發(fā)生突然斷裂。由于這種應(yīng)力腐蝕斷裂事先沒(méi)有明顯的征兆,所以往往造成災(zāi)難性后果,如橋梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等。
根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)腐蝕機(jī)理,其腐蝕是一種不均勻的破壞,腐蝕的發(fā)展很快,鋼結(jié)構(gòu)表面一旦發(fā)生腐蝕,腐蝕的蝕坑會(huì)由坑底向縱深迅速發(fā)展,使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力集中,而應(yīng)力集中又會(huì)加快鋼材的腐蝕,這是一種惡性循環(huán)。
腐蝕使鋼材的抗冷脆性能下降、疲勞強(qiáng)度降低,導(dǎo)致承重構(gòu)件在無(wú)明顯的變形征兆下突然發(fā)生脆性斷裂,造成建筑物倒塌。
▊鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的防護(hù)方法
1、使用耐候鋼
介于普通鋼和不銹鋼之間的低合金鋼系列,耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成,具有優(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌、塑延、成型、焊割、磨蝕、高溫、抗疲勞等特性;耐候性為普碳鋼的2~8倍,涂裝性為普碳鋼的1.5~10倍。同時(shí),它具有耐銹,使構(gòu)件抗腐蝕延壽、減薄降耗,省工節(jié)能等特點(diǎn)。 耐候鋼主要用于鐵道、車(chē)輛、橋梁、塔架等長(zhǎng)期暴露在大氣中使用的鋼結(jié)構(gòu)。用于制造集裝箱、鐵道車(chē)輛、石油井架、海港建筑、采油平臺(tái)及化工石油設(shè)備中含硫化氫腐蝕介質(zhì)的容器等結(jié)構(gòu)件。其低溫沖擊韌性也比一般的結(jié)構(gòu)用鋼好。
2、熱浸鍍鋅防腐
熱浸鍍鋅防腐是將待鍍工件浸人溶融金屬鋅槽中進(jìn)行鍍覆,使工件表面形成純鍍鋅層和次表面的鋅合金化鍍層,實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼鐵的保護(hù)作用。熱鍍鋅是先將工件進(jìn)行酸洗,為了去除工件表面的氧化鐵,酸洗后,在氯化銨或氯化鋅水溶液或氯化銨和氯化鋅混合水溶液槽中進(jìn)行酸洗,然后送入熱浸鍍槽中。熱鍍鋅具有鍍層均勻,附著力強(qiáng),使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)
工件鍍鋅后如果貯存在潮濕不通風(fēng)的環(huán)境下,鍍鋅層表面很快會(huì)出現(xiàn)腐蝕,直觀表現(xiàn)為出現(xiàn)一種白色的物質(zhì),稱(chēng)為“白銹”,這是肉眼最直觀的辨別鍍鋅件是否被腐蝕的判別方法。鈍化處理,是化學(xué)轉(zhuǎn)化膜處理的一種,其原理是將金屬表面從活化狀態(tài)變?yōu)殁g化狀態(tài),從而使金屬溶解變緩。所以,為了工藝的完善,更為了對(duì)工件的保護(hù),都要對(duì)鈍化工藝進(jìn)行后做封閉處理。
3、電弧噴涂防腐
電弧噴涂是利用專(zhuān)門(mén)的噴涂設(shè)備,使噴涂金屬絲在低電壓大電流作用下熔化,經(jīng)壓縮空氣噴吹至預(yù)先拋砂除銹的金屬構(gòu)件上形成電弧噴鋅、鋁涂層,在其上噴刷防腐封閉涂料形成長(zhǎng)效防腐復(fù)合涂層。較厚的涂層可有效阻止腐蝕介質(zhì)浸人基體。
4、熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層防腐
熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層是一種與熱浸鋅效果相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)效防腐蝕方法。其工藝是先對(duì)鋼構(gòu)件表面作噴砂除銹處理,使其表面露出金屬光澤并打毛;再用乙炔一氧焰將不斷送出的鋁(鋅)絲融化,并用壓縮空氣吹附到鋼構(gòu)件表面,以形成蜂窩狀的鋁(鋅)噴涂層(厚度約80~100m);最后用環(huán)氧樹(shù)脂或氯丁橡膠漆等涂料填充毛細(xì)孔,以形成復(fù)合涂層。熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層無(wú)法在管狀構(gòu)件的內(nèi)壁施工,因此,管狀構(gòu)件兩端必須做氣密性封閉,以使內(nèi)壁不發(fā)生腐蝕。
5、涂層防腐
鋼結(jié)構(gòu)涂層防腐需經(jīng)過(guò)基層處理和涂層施工兩道工序?;鶎犹幚淼哪康氖乔宄龢?gòu)件表面的毛刺、鐵銹、油污及其他附著物,使構(gòu)件表面露出金屬光澤;基層處理越徹底,附著效果越好。至于涂層施工,常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滾涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無(wú)氣噴涂法等。合理的涂刷方式,就能保證質(zhì)量、進(jìn)度、節(jié)約材料和降低成本。