建筑钢结构的腐蚀分析及防护探讨

建筑钢结构的腐蚀分析及防护探讨

王敏 白瑞华 吴宏杰

中建海峡建设发展有限公司 福建 福州 350015

摘要：现如今，我国建筑行业发展迅速，钢结构被广泛应用在建筑施工中。近几年，建筑行业中大量使用钢制品，为了提升建筑工程项目的质量，要落实合理的防腐保护工程，依据标准质控方案打造高品质建筑项目。本文分析了钢结构建筑防腐工程技术要求和具体内容，并对质控方法提出了几点建议。

关键词：建筑；钢结构；腐蚀分析；防护

引言

在建筑结构设计中，之所以会出现腐蚀问题，主要是因为结构材料发生了化学反应，又或者是发生了电化学反应。在酸、碱、盐腐蚀介质的影响下，会使混凝土材料以及钢筋材料发生膨胀及剥落现象，进而会对建筑结构造成破坏，不仅影响建筑物使用寿命，也影响了建筑结构安全。在建筑工程中，钢结构材料以及钢筋混凝土材料比较常用。对于钢结构材料来说，如果在潮湿环境下，往往会和空气中的水分发生电解腐蚀反应，从而导致钢筋生锈，一旦构建自身发生脱落、开裂等现象很容易影响钢筋强度，无法保证结构安全。

1钢结构腐蚀问题存在的危害

在建筑工程中，如果钢结构出现腐蚀问题，随着其使用时间的不断延长，腐蚀程度会逐渐加剧，从而对钢结构的强度以及其它性能造成极具威力的破坏，降低钢结构的承载性能，钢材的疲劳程度会逐步增加，对钢结构的整体稳定性与可靠性造成影响，为日后使用埋下安全隐患，并且也有损建筑物的使用寿命。

2钢结构的腐蚀类型

2.1分析化学腐蚀

针对建筑结构而言，因为周边空气中温度以及湿度等条件的干扰，造成建筑结构金属材质在水分和氧气的双重影响下，则容易发生氧化现象。此外，空气内部含有较多的二氧化碳与二氧化硫，针对此类物质而言，若是长时间与金属材质接触，容易发生硫化现象，致使金属材质出现铁氧化水合物，此物质的结构密度比较大，并且还容易造成项目施工期间采用的金属材质出现较大程度的腐蚀现象。

2.2局部腐蚀

作为常见的钢结构腐蚀现象，局部腐蚀存在两种形式，即：电偶腐蚀与缝隙腐蚀。所谓电偶腐蚀，指的是不同金属在钢结构中相互连接、彼此组合，形成正负电位差，从而加剧了钢结构的腐蚀速度，引发电偶腐蚀问题。缝隙腐蚀则指的是在施工过程中，钢结构表面会存在一些缝隙，如果有水或其它液体在缝隙中留存，则随着时间的不断延长，锈蚀面积会逐渐加大，最终影响钢结构的性能。

2.3应力腐蚀

应力腐蚀是由材料、力学、电化学等因素引起的钢结构的腐蚀。大部分建筑工程中，钢结构都是处于弯曲状态，如压力、应力等，通过大量的试验数据可以看出，在正常工况下，钢结构的腐蚀很少受到外力的影响，而在应力状态下，钢结构的腐蚀速度会加快，局部腐蚀，可能在某一时刻突然断裂。在施工之前没有对由机械腐蚀引起的结构破坏进行预警，其后果往往十分严重，如建筑物倒塌、管道泄漏、桥梁倒塌等，往往会造成严重的经济损失和人员伤亡。

3分析建筑钢结构防腐技术

3.1合理调整结构布局

在建筑结构房屋设计中，设计人员需要对厂房内的生产设备进行优化布置，这样能够使得腐蚀介质得到及时回收和处理，在下风向以及地下水下流方向需要发挥自然环境的引流效应，减少建筑物的腐蚀程度。针对建筑空间进行设计时，也应该优先考虑线性结构形式，这样能够与风向保持一致。针对建筑废水也需要合理排放，使其能够及时排出室外，这就需要对排水坡度进行合理设置，保证排水通畅性，避免由于积水导致腐蚀问题。在建筑生产中也需要针对气液输送管道进行合理设计，如果需要进行架空敷设的情况下，应该设计在管道结构的最下方，这样能够及时掌握泄漏问题，采取有效地解决措施。

3.2热喷涂处理

热喷工艺中，热喷原料主要为锌、铝、锌铝介质。换言之，加热、溶解这些原料以及雾化熔融的颗粒都需要热源，最终，雾化颗粒被喷射到钢液表面，形成一种特殊的保护层。这一特殊保护层既能起到物理隔离的作用，又能在电化学侧起到一定的抗比作用，从而实现对钢的双重保护。采用电弧喷涂和火焰喷涂技术进行钢的热浸锌处理，可有效地弥补热浸锌处理的不足，且施工方便。采用锌铝合金涂层的钢结构比采用单一锌涂层的钢结构更能保护钢结构免受电化学作用和高强腐蚀。

3.3采取阴极保护防腐的措施

所谓阴极保护措施，主要是应用电解池和原电池的方法。电解池就是将钢材和另一种金属外界施加的电流进行连通，阳极的金属会首先被腐蚀，而阴极的钢材则能够得以保护。而原电池主要是应用牺牲阳极的阴极保护法，将钢材和一种活泼性优于钢材的金属放入同一导体介质中，再将其形成闭合回路，这样活泼的金属优先被腐蚀，进而使钢材得到保护。现实生活中主要采用钢材镀锌的方法，就是将钢材表面镀锌，然后置于相同环境中，镀锌层也会优先被腐蚀，这样做就能够使钢材的结构得到良好的保护了。

3.4热浸锌防腐技术

在应用热浸锌防腐技术时，工作人员首先要完成锌液的调制，随后将调好的锌液放置在硝酸钠溶液之中，并按要求进行搅拌，将硝酸钠与锌液完全融合到一起。除此之外，在一定温度下，将钢材浸入到配置好的混合溶液之中，使钢结构外表面完全浸入其中，并形成热浸锌保护层，以此来起到防腐效果。通常来说，为了提升钢结构的热浸锌效果，需要将混合液温度加热到600℃左右，并且要根据要求严格控制锌层的厚度，以免防腐效果受到影响。热浸锌防腐技术已经颇为成熟，可根据建筑钢结构工程的实际要求进行选用，具有不错的防腐效果。

3.5选用良好的防腐材料

实际施工中，应结合钢结构的实际情况选择保护方式，可选择涂料，复合保护，金属保护。采用涂层防腐蚀技术对钢结构进行防腐，可取得良好的效果。保护薄膜，涂在钢片上底、面漆对特殊工艺有一定的防腐作用，可使漆膜与底漆、面漆紧密结合，增强其附着力和防腐能力，有效防止腐蚀的发生。此外，该涂层对底面有很好的保护作用，因此要求该涂层的渗透性较低，并能抵抗由风化引起的物理化学分解。为提高耐腐蚀性，在实际施工过程中，常选用复合涂料来延长钢结构的使用寿命。

3.6油漆防腐

油漆防腐是现代应用较为广泛的防腐方式。是由于油漆的造价较低，防腐效果也比较不错，但其缺点就是防腐时间较短，一般只能维持5至10年，而且油漆漆质也会发生粉化和老化。但其能够得以广泛应用的原因主要还是价格比较便宜，据说现在也有一种以应用氟碳化合物为原料的漆料抗腐蚀能力十分强，但是由于价格较高，很难在我国推广。油漆的选择也是一门学问，要根据钢材结构所处的不同环境，选择相应的油漆，油漆能够抵抗钢材结构的风化，但这种抵抗是以牺牲自己为代价的。所以要想钢材结构不被破坏，钢材表面的油漆层就要定期粉刷，以保证钢材结构的稳定。油漆的种类一般分为底漆和面漆，底漆一般含有环氧铁红和环氧煤沥青等成分构成，而面漆的成分则较为丰富，富含多种漆料，但其与钢材的结合性则会差一些。

结语

总而言之，在钢结构建筑防腐工程项目中，要依据具体要求选择合理的防腐技术，制定完整的防腐控制方案，保证防腐管理工作的综合效果符合预期，最大化提升钢结构的防腐能力，为钢结构工程项目的全面健康可持续发展奠定坚实基础。

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