钢结构建筑的优势、腐蚀类型及防护措施

   日期:2024-08-09     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:392    
核心提示:钢结构建筑较钢筋混凝土建筑具有施工便捷、抗震性能好、对环境污染少、可回收等优点,但钢结构易锈蚀,防腐对钢结构来说是非常重要的。钢结构腐蚀类型有大气腐蚀,局部腐蚀和应力腐蚀。钢结构涂层防腐需经过基层处理和涂层施工两道工序。

随着钢铁产量的稳步增长,钢结构的使用量也越来越大。与钢筋混凝土建筑相比,钢结构具有施工方便、抗震性好、环境污染少、可回收利用等优点。但是钢结构容易生锈,防腐对于钢结构来说非常重要。

钢结构的腐蚀类型有大气腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀。

(1)大气腐蚀

钢结构的大气腐蚀主要是由于水和空气中的氧发生化学作用和电化学作用而引起的。大气中的水蒸气在金属表面形成电解质层,空气中的氧作为阴极去极化剂溶解于其中。二者与钢结构形成基本的腐蚀原电池。钢结构表面被大气腐蚀形成锈层后,腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。

(2)局部腐蚀

钢结构建筑中局部腐蚀最为常见,主要有电偶腐蚀和缝隙腐蚀。电偶腐蚀主要发生在钢结构中不同金属结合处或连接处,电位较负的金属腐蚀较快,而电位较正的金属受到保护,两种金属形成腐蚀原电池。

缝隙腐蚀主要发生在钢结构不同结构件之间以及钢构件与非金属之间的表面缝隙中。当缝隙宽度允许液体在缝隙中停滞时就会发生缝隙腐蚀。钢结构中缝隙腐蚀最敏感的缝隙宽度为0.025至0.1毫米。

(3)应力腐蚀

在某种介质中,钢结构在没有受到应力作用时腐蚀很小,但在受到拉应力作用后,构件经过一段时间就会突然断裂。由于这种应力腐蚀开裂事先没有明显的征兆,往往会造成灾难性的后果,如桥梁垮塌、管道泄漏、建筑物倒塌等。

根据钢结构的腐蚀机理,腐蚀是一种不均匀的破坏,且发展非常迅速。一旦钢结构表面发生腐蚀,腐蚀坑就会从坑底向深处迅速发展,造成钢结构内部应力集中。应力集中又会加速钢材的腐蚀。这是一个恶性循环。

腐蚀使钢材的抗冷脆性和疲劳强度降低,导致承重构件在没有明显变形迹象的情况下突然断裂,导致建筑物倒塌。

▊钢结构腐蚀的防护方法

1. 使用耐候钢

耐候钢又称耐大气腐蚀钢,是介于普通钢和不锈钢之间的一种低合金钢,一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属。钢中添加微量磷、铜、铬、镍等元素后,在钢表面形成一层致密、附着力强的保护膜,阻止锈蚀向内部蔓延和发展,保护锈层下的基体,减缓其腐蚀速度。

锈层与基体之间形成的一层厚度约50~100μm的非晶态尖晶石氧化层,结构致密,与基体金属结合力好。由于这层致密氧化膜的存在,阻止了大气中的氧气和水分向钢铁基体内部渗透,减缓了锈蚀向钢铁材料深层的发展,大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀性能。

耐候钢可采用较薄、外露或简化涂装,其耐候性为普通碳钢的2~8倍,涂装性为普通碳钢的1.5~10倍。耐候钢在强度、塑性、成形性、焊接性、耐磨性、耐高温性、耐疲劳性等方面均具有优质钢的特性,其低温冲击韧性也优于一般结构钢。

钢结构防腐处理施工方案_钢结构防腐处理_防腐钢结构处理方案

2.热镀锌防腐

热镀锌是将待镀工件浸入熔融的锌槽中进行镀层的过程,使工件表面形成纯锌镀层和亚表面锌合金镀层,对钢材进行保护。

热镀锌的特点是:锌层较致密,能有效阻止腐蚀介质渗透到基体中,实现钢材的阴极保护;锌层较薄,一般只有30~50μm,对于一些较大的工件可达85μm;单层热镀锌层的防腐寿命比富锌漆长,这主要决定于镀层的厚度;但热镀锌层的结合强度较差,略优于富锌漆。

另外,热镀锌层附着力还直接受工件表面预处理质量的影响。

3.电弧喷涂防腐

电弧喷涂是利用专用喷涂设备在低压大电流作用下,将喷涂金属丝熔化,然后喷射到事先已喷砂除锈的金属构件上,形成电弧喷涂锌、铝涂层,在其上喷涂防腐封闭漆,形成长效防腐复合涂层,较厚的涂层能有效阻止腐蚀介质渗透到基体中。

电弧喷涂防腐的特点是:涂层结合强度高,是富锌漆、热镀锌无法比拟的;经电弧喷涂防腐处理后的工件冲击弯曲试验不仅完全满足有关标准要求,而且有“层压钢板”之称;电弧喷涂层防腐时间长,一般为30~60年,涂层厚度决定涂层的耐腐蚀寿命。

4.热喷涂铝(锌)复合涂层防腐

热喷铝(锌)复合涂层是一种与热镀锌效果相同的长效防腐方法。其工艺是先对钢构件表面进行喷砂除锈,使表面显露出金属光泽并变粗糙;然后用乙炔-氧火焰将连续输送的铝(锌)丝熔化,用压缩空气吹到钢构件表面,形成蜂窝状铝(锌)喷涂层(厚度约80~100μm);最后在毛细管内填入环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料,形成复合涂层。管状构件内壁不能施工热喷铝(锌)复合涂层,因此必须将管状构件两端气密密封,以防止内壁腐蚀。

该工艺的优点是对构件尺寸的适应性强,对构件的形状和尺寸几乎没有限制;另一个优点是该工艺的热影响是局部的钢结构防腐处理,因此构件不会产生热变形。与热镀锌相比,热喷铝(锌)复合涂层的工业化水平较低钢结构防腐处理,喷砂、喷铝(锌)劳动强度大,质量也易受操作人员情绪变化的影响。

5.涂层防腐

钢结构涂装防腐需要基层处理和涂装施工两个工序。基层处理的目的是为了去除构件表面的毛刺、铁锈、油污等附着物,使构件表面显露出金属光泽;基层处理越彻底,附着效果越好。基层处理的方法有手工机械处理、化学处理、机械喷涂处理等。

对于涂装施工,常用的涂装方法有手工刷涂、手工滚涂、浸涂、空气喷涂、无气喷涂等,合理的涂装方法可以保证质量、进度、节省材料、降低成本。

从涂装结构上看,有底漆-中涂-面漆、底漆-面漆、底漆-面漆三种。底漆主要起附着力、防锈作用;面漆主要起防腐、抗老化作用;中涂的作用介于底漆和面漆之间,可以增加漆膜的厚度。

底漆、中漆、面漆只有配合使用才能发挥出最大的作用,达到最好的效果。

涂装施工的质量,首先取决于基层处理的质量;其次取决于防腐涂料的质量,要求底漆对钢材有较强的附着力,与面漆有良好的结合力;面漆要求耐候性好,能保护底漆免受大气腐蚀;第三,涂装施工应在温度(5~38℃之间)、湿度(相对湿度不大于85)、粉尘较少的环境下进行。

干漆膜总厚度室外工程为150μm,室内工程为125μm,允许偏差25μm。

 
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