建筑钢结构的防腐及耐火处理探微

朱兴奎

【摘 要】近年来，建筑钢结构广泛的应用起来，它具有强度高、抗震性等特点，但由于防火性比较差，因此，很容易被腐蚀。基于此，文章先对建筑钢结构的防腐措施进行了论述，然后对于建筑钢结构的耐火性能处理进行了探微。

【关键词】建筑钢结构；防腐；耐火

一、建筑钢结构的防腐措施

（一）热浸锌防腐处理

在大气中锌层可以对钢材起到很长时间的保护作用，且效果较好，一般有效保护时间为10年左右。热浸锌处理方法虽然对钢材可以起到保护作用，但是该方法也有一定的不足之处，由于镀槽容积不是很大，受到容积的限制只能对小尺寸钢结构进行防腐处理，而且只能在固定的厂房里处理。用高温介质和加大含水量的腐蚀手段对经过热浸锌处理后的钢材和没经过处理的钢材进行试验，试验结果发现：经过一段时间后，没有经过处理的钢材失去的重量远远大于经过热浸锌处理后的钢材失去的重量，这一结果说明了钢材的锌层对钢材的腐蚀起到了很好的保护作用。经过研究发现钢材中的碳、硅或磷都对Fe-Zn反应有促进作用，硫对该反应没有影响，而锰、铬或镍都可以对镀层加厚有一定影响，钛、钒对刚材料的热镀锌基本没有影响，所以不同的钢材料必须采取不同的镀锌工艺，否则起不到保护作用。

（二）热喷涂处理

用于钢材料的热喷涂原料是锌、铝或锌铝合金，该技术是利用热源将锌、铝或锌铝合金进行加热溶解，然后将熔融的颗粒雾化，最后把雾化的颗粒喷射到钢材表面上，形成一层一定厚度的特殊表面保护层。这层涂层不仅可以起到物理隔离的效果，还可以防止发生电化学反应，对钢材料起到双层保护的作用。主要用电弧喷涂法和火焰喷涂法对钢材料进行热喷涂处理，该方法弥补了热浸锌处理方法的缺点，不受储槽大小、钢材料大小的影响，而且还具有施工方便的优点。通过用锌、铝对钢材料进行热喷涂在钢材料表面获得锌铝合金涂层，将具有锌铝合金涂层的钢材料和只有锌涂层或只有铝涂层的钢材料放在同样的环境中进行实验，实验后对具有合金涂层的钢材料和具有单一涂层的钢材料进行比较，结果发现合金涂层对钢材料的保护效果较好，锌铝合金涂层不仅具有热喷涂锌涂层良好的电化学保护作用，还有热喷涂铝涂层的高强度的防腐蚀作用。

（三）涂油漆处理

给钢材料表面涂上一层油漆也是防止钢材料被腐蚀的一种很好的手段，不仅可以保护钢材料还可以使其的外观更加美丽。一般传统的方法是给钢材料涂上三层油漆，第一层是底漆，第二层是中间漆，第三层是表面漆，每一层涂漆的作用都各不相同。第一层油漆主要作用是保护钢材料，防止生锈，中间油漆主要用来增加油漆厚度，进一步加强防生锈能力，最上面一层的表面漆可以防止腐蚀介质进入到钢材表面，还可以美化刚材料，使整个建筑结构更加美观。这三层油漆涂层基本上可以达到防止钢材料腐蚀的效果。建筑工程对钢材的材质要求很严格，对施工方法及机具都有一定的要求，在进行喷漆前一定要了解清楚钢材的材质，再选择合适的底漆、中间漆及面漆，并用合理的方法对钢材料进行喷漆。

（四）在钢材上热喷铝（锌）复合涂层

该方法与上一方法相似，就是先对钢构件表面进行喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛，然后将其融化，用压缩空气将其吹附到钢构件表面，形成蜂窝状的铝（锌）喷涂层。最后用环氧树脂或者氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。该法无法替代内壁施工，所以要采取必要措施避免内壁腐蚀。这一方法对构件尺寸适应性较强，尺寸不受限制，而且不会产生热变形，但是其工业化程度低，受到操作者情况影响较大。

（五）选用良好的防腐材料

钢构件的防腐层要结合具体的情况而定，以油漆涂层、复合保护层、金属保护层为主。刷防腐涂料是当前最主要的钢结构防腐做法，在钢材表面涂抹涂料形成保护膜，保护钢结构。底料与面漆组成了防腐涂料，底漆主要是使漆膜与基层和面漆可以紧密结合，因此必须要具有较好的附着力，同时还要具备抗腐蚀性，防止锈蚀发生。而面漆则主要是为了保护下层的底漆，因此要具备不渗透性，可以抵抗由于风化引起的物理与化学分解。当前的发展形势下，要采用合成树脂来改善介质的抗风化性能，可以选用复合的涂层来改善防腐性能，延长使用的寿命。

（六）运输过程中钢结构的防腐

钢结构在加工、运输及存放的过程中都可能会受到腐蚀，表面非常容易被氧化，铁锈制模残留的型砂、焊渣、尘土及油和其他的污染物，要想深层来古的依附在工作的构建上，在涂装之前就必须要对工件的表面进行处理，使其清洁，否则就会影响到涂层与基体金属的结合力与抗腐蚀性能，而且还会导致基体金属在有涂层的基础上都可能遭到腐蚀，导致涂层剥落，影响工件的接卸性能与使用寿命。这就要求工件在涂漆之前要进行表面的处理，保证质量过关，而且可以使产品的寿命得以延长。

二、建筑钢结构的耐火性能处理

钢材虽然是具有不可燃烧性的特点，但是其耐火性能特别差，钢材的强度及弹性模量等力学性能指标都会随着温度的变化而发生很大的改变。一般情况下，周围环境温度超过260℃时，钢材的极限强度和屈服点都会有明显的下降趋势，温度超过600℃时，钢材的强度几乎降至为零，而塑性、韧性极大，钢材将会变失去承载能力，从而使建筑物发生坍塌或造成其他事故。所以为了避免钢结构因遇到高温发生变形甚至失效的现象，确保钢结构的稳定性和安全性，我们必须采取有效的防火措施，提高钢材料的耐火极限。通过研究发现在混合组织中，尤其是细小颗粒弥散分布的组织，合金元素钼等在固体钢结构中的溶解可以提高钢材料的耐火性，另外还发现在高温时钢材料中析出的钼、碳可以强化钢材料的强度，所以在生产钢材料时适当的加入一些合金元素钼、铜等是提高钢材料耐火性的一种处理手段。通过研究钼、铌在钢材料中含量的多少对钢结构耐火性的影响，尤其是在高温时的影响，发现钢结构的室温屈服强度、抗拉强度和600℃时的屈服强度都随着钼含量的增加而有所提高，但是韧性有所下降；在钢材料中如果提高铂的含量，贝氏体的数量也随之增多；在高温时，钢材料中稳定细小的铌的碳化物也可有效改善钢的高温强度，在钢材料中加入单一的钼或铌对提高钢材料的耐高温性的效果不是很好，所以应该将钼、铌混合后加入到钢材料中，这一方法对改善钢材料的耐高温和耐火性都有很好的效果。所以在生产钢材时就要适当地加入一些合金，建筑上严格采用这样的钢材料，这样可以实现建筑钢结构的耐火性，保证了建筑整体的安全性能。

三、结束语

综上所述，我们既然明确了建筑钢结构具有容易被腐蚀、耐火性差的缺点，我们就必须重视这一缺点带来的危害，所以我们就要采取一定的措施，防患于未然，保证人民生命安全和财产不受损失。另外我们必须不断地研发新型建筑材料来代替钢筋材料，也可以采用国外先进的建筑材料，提高建筑结构的抗腐蚀性和耐火性，避免因这一缺陷而带来的巨大损失。

参考文献：

[1]张超，李栋才，高惠临等.热浸锌钢结构在青海西部盐湖地壤与大气中耐腐蚀性能研究[J].西安石油学院学报，2009（4）.

[2]王麒，陶诗君，萧以德等.热喷涂锌一铝合金涂层对钢结构防护性能研究[J].公路交通科技，2010（9）.