钢结构建筑防腐保护探析

文/李轶栋 安徽省三达防腐工程有限责任公司 230001

钢结构建筑防腐保护探析

文/李轶栋 安徽省三达防腐工程有限责任公司 230001

尽管钢结构建筑拥有良好的抗震性能，且质量轻、强度高、施工方便、造型美观，但它极易受环境的影响，导致钢结构建筑容易被腐蚀，加上其防火能力薄弱，结构强度在火灾中会快速下降，引发建筑垮塌事故。因此，钢结构建筑防腐保护至关重要。下面从钢结构建筑的腐蚀机理入手，探析钢结构建筑防腐保护的常用方法措施及防腐涂料的科学选择，以加强钢结构建筑防腐保护，确保建筑使用安全。

建筑；钢结构；腐蚀；防腐保护

随着国家不断加快基本建设步伐，建筑承重构件中对钢结构材料的应用越来越广泛。但只要钢结构被腐蚀，该破坏就会不断扩大，导致应力集中，从而使腐蚀速度越来越快，最终导致钢结构建筑被严重破坏，危及整体稳定性，使建筑使用者面临巨大的安全隐患。基于此，如何加强钢结构建筑防腐保护是一项重要课题。

一、钢结构建筑的腐蚀机理

一般情况下，钢结构建筑的腐蚀大致包括三种类型，分别是大气腐蚀、应力腐蚀、局部腐蚀，而其形成机理依次是：

一是大气腐蚀，它是一种最常见的钢结构建筑腐蚀，发生几率很大，特别是当钢材直接暴露在大气环境中时，大气腐蚀更容易发生，原因在于大气中有一定量的氧气、水分，它们在发生特定的化学反应之后就会侵蚀钢结构建筑；

二是应力腐蚀，它的发生需要特定的介质，且要有一定的应力作用，该腐蚀拥有较强的突发性，且几乎没有明显的征兆，只要发生了就会带来严重后果，使人们蒙受严重的伤亡、经济损失等；

三是局部腐蚀，它也是很常见的，一般包括两种，缝隙腐蚀的形成机理是：在钢结构建筑施工中，钢结构表面会不可避免地出现一些缝隙，如果水等液体在这些缝隙中停滞，锈蚀就会随之形成，且随着时间的推移，锈蚀的面积会不断增大；电偶腐蚀的形成机理是：如果钢结构建筑中有不同金属相互组合或连接的情况，那么正负电位随之形成，负电位金属的腐蚀速度比正电位金属更快，时间一长，钢结构建筑就会被严重腐蚀。

二、钢结构建筑防腐保护的常用方法措施

在钢结构建筑的防腐保护处理中，常用的方法措施一般包括四种：一是热浸锌，即将锈蚀后的钢构件浸入融化的、约600℃高温的锌液中，使锌层附着在钢构件的表面，厚度不足5mm的薄板，锌层厚度不能比65µm小；厚度大于5mm的厚板，包括通信塔、输电塔等，锌层的厚度不能比86µm小，如此才能起到防腐保护的作用[1］；二是耐候钢，它的耐腐蚀性能与低温冲击韧性都比普通钢结构建筑所用钢材要好，往往含有磷、铜、镍、铬等金属，能在钢构件表面形成一个保护层，提高钢材的耐腐蚀性能；三是热喷复合涂层，包括锌、铝等，其防腐保护效果与热浸锌相当，是一种长效的防腐保护措施。先针对钢构件表面进行喷砂除锈，使其露出金属光泽，同时打毛；接着通过“乙炔——氧焰”融化被不断送出的锌丝或铝丝，并通过压缩空气将其吹附在钢构件表面，形成厚度为80～100µm的、蜂窝状的锌（铝）喷涂层；最后选择氯丁橡胶漆或环氧树脂等涂料将毛细孔填充好，形成一个复合涂层；四是涂层法，尽管它的防腐保护性能比不上前面的三种长效防腐方法措施，但氟碳涂料能使钢结构建筑的防腐年限达到50年，所以其应用较多。在钢结构建筑防腐保护中需综合考虑工程的造价、难易程度、腐蚀环境等因素，合理选择防腐保护方法措施。

三、科学选择防腐涂料，加强钢结构建筑防腐保护

（一）底涂

在钢结构建筑底层涂漆不仅具备附着性优良的功能，还能防止钢材表面被锈蚀。当然，底漆的基料要同时具备耐碱性与屏蔽性，以预防水氧离子渗透腐蚀钢材；对于钢材的表面而言，底漆的湿润性应良好，能深入渗透锈痕、焊缝等部位；底漆漆膜的厚度不宜过大，只要能将钢构件表面的除锈粗糙度峰值盖住即可，太厚会引发应力收缩现象，附着力受损[2］。当前常用的底层涂漆防腐材料主要有四类：一是醇酸类底漆，包括醇酸铁红底漆、醇酸红丹底漆，它们通常在耐久性等级较低的钢结构建筑中适用；二是环氧类底漆，因为环氧树脂的粘着性强大，可应用于中长耐久性涂层的底漆，其代表性产品包括环氧煤沥青防腐底漆、环氧磷酸锌铁红防锈底漆、环氧富锌底漆、环氧锌黄底漆等；三是聚氨酯类底漆，它拥有良好的综合性能、适应性能，且能耐附着力、化学品、磨损，抗渗透性也很强，弹性与硬度在一定程度上保持着矛盾平衡，因而能适应各种各样的工作条件，在低温环境下通常被用于替代环氧类底漆；四是橡胶树脂类底漆，它最显著的一个特点是耐酸碱性能很好，且拥有很强的抗氧化臭氧功能，抗老化性、抗水性与耐候性非常显著，代表产品包括氯化橡胶防腐底漆、氯磺化聚乙烯防腐底漆等，其中氯化橡胶底漆对氧气、水汽的渗透率特别低，对钢结构建筑的防腐保护效果良好。

（二）面涂

在钢结构建筑表面涂漆不仅能美化环境，还能避免紫外线破坏涂层，并耐化学品的腐蚀。当前常用于钢结构建筑防腐保护的面漆大致有五种：一是长油醇酸磁漆，它属于耐久性较低的品种，往往少于5年；二是环氧类面漆，它仅仅在室内适用，室外极易粉化；三是丙烯酸芳香族聚氨酯面漆，它也多在室内使用，室外极易老化、变色，耐久性仅能维持7～8年，但脂肪族聚氨酯的耐候性能优异，耐久性可超过10年；四是氟碳树脂类面漆，它是新品种，其使用期限可超过15年，但真实效果还需进一步考察；五是氯化橡胶类面漆，它属于挥发性的面漆，耐候性能较好，但耐久性属于中等，一般能使用5～7年，且最近几年，很多钢结构建筑都选用高氯化聚乙烯，并研发底漆与面漆的配套产品，外观效果、防腐效果都较好。

（三）中涂

很多钢结构建筑防腐保护工程并不重视在钢材的中间层涂漆，往往只完成面涂、底涂，这是十分有害的。中涂对钢结构建筑防腐保护而言非常关键，其作用主要有：一是在面涂、底涂之间发挥架桥作用，因为漆膜的相互附着并不能完全依赖极性基因的吸力，而要依赖中间涂层中的溶剂溶胀底漆，从而全连缠结两层界面的高分子；二是中间涂层在重防腐保护的涂料系统中能发挥出增加涂层厚度的功能，使涂层既有的屏蔽性能得到提高，因为面漆与底漆在整个涂层系统中均不能太厚，只能选择将中间涂层制成触变型的高固体厚膜涂料，以便有效提高涂层的缓蚀与屏蔽性能。

然而涂层只具备单一的屏蔽作用，不能有效避免钢结构建筑发生腐蚀现象，只要水、氧等经过漆层空隙渗透到金属的表面，锈蚀就会发生，所以达不到长效的防腐保护要求[3］。对长期在大气环境中使用的大型钢结构建筑及钢构件，人们一般选择锌、铝金属涂层来实现防腐保护，它们不仅具备屏蔽作用，还能发挥阴极保护功能，只是随着锌、铝逐渐损耗牺牲，其保护性能越来越弱，选择不会老化的、兼具屏蔽、缓蚀、阴极保护三大功能的无机涂层才能在大气环境中长效保护钢结构建筑的最佳方法措施。当下，由锌粉或铝粉、铬酸盐、磷酸盐组成的无机涂层就同时具备这些特点，理应被推广使用。

结语：

钢结构建筑容易腐蚀的特点不仅大大浪费了金属资源，还会对正常的生产运营产生消极影响，甚至危及生命财产安全。在今后的工作实践中不仅要分析钢结构建筑的腐蚀机理，还要采取行之有效的措施加强钢结构建筑防腐保护，并坚持创新，不断研发新的防腐技术与措施，力争在钢结构建筑的防腐保护工程中取得新突破。

[1］冯翼.关于建筑钢结构防腐技术要点的探讨[J］.建筑知识，2016（01）：71+184.

[2］色吉拉呼.钢结构建筑防腐保护工程的质量控制[J］.四川建材，2015（03）：230+232.

[3］王华勇.探讨建筑工程中轻钢结构的防腐及防火技术[J］.江西建材，2015（05）：84+88.