0·引言

　　在建筑工程領(lǐng)域，鋼結構以其獨特的優(yōu)點(diǎn)，特別是高層、超高層、輕型鋼結構、大跨度空間結構等，因建筑造型美觀(guān)、抗震性能好等受到越來(lái)越廣泛的重視和應用。盡管鋼結構有許多優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程中得到廣泛的應用，但在應用中也遇到一些問(wèn)題，首要問(wèn)題即鋼結構的防腐蝕。

　　1·鋼結構常用的防腐蝕方法

　　1.1耐候鋼

　　改變金屬結構的組成，在鋼材治煉過(guò)程中增加銅、鉻和鎳等合金元素，使金屬表面形成保護層，以提高防腐蝕性。

　　1.2陰極保護法

　　在鋼結構表面附加較活潑的金屬，防止鋼材腐蝕，常用于水下或地下結構。

　　1.3熱浸鋅

　　將除銹后的鋼件浸入600℃高溫融化的鋅液中，使鋼件表面附著(zhù)鋅層，從而起到防腐蝕的作用。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是耐久年限長(cháng)，工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩定，大量用于受大氣腐蝕嚴重且不易維修的室外鋼結構。

　　1.4熱噴鋁(鋅)復合涂層

　　這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當的長(cháng)效防腐蝕方法。具體做法是，先對鋼件表面進(jìn)行噴砂除銹處理，使其表面露出金屬光澤并打毛。然后用乙炔氧焰將不斷送出的鋁(鋅)絲融化，并用壓縮空氣吹附到鋼件表面，以形成蜂窩狀的鋁(鋅)噴涂層(厚度約80~100μm)。最后用環(huán)氧樹(shù)脂漆或丁苯橡膠漆等填充毛細孔，以形成復合涂層。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是對構件尺寸適應性強，構件的形狀、尺寸幾乎不受限制，大到諸如葛洲壩的船閘就是采用這種方法施工。該工藝的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這種工藝的熱影響是局部的，不會(huì )產(chǎn)生熱變形。與熱浸鋅方法相比，這種方法的工業(yè)化程度較低，噴砂噴鋁(鋅)的勞動(dòng)強度大，質(zhì)量易受操作者的影響。

　　1.5涂層法

　　涂層法也就是采用防腐蝕涂料的方法，具有價(jià)格低、選擇范圍廣、適用性強等優(yōu)點(diǎn)，是最常用的防腐蝕方法。本文主要介紹涂層法。

　　2·防腐蝕涂料的原理及作用

　　2.1防腐蝕的物理原理

　　防腐蝕的物理原理就是通過(guò)防腐蝕涂層將被保護材料與外界的腐蝕性物質(zhì)隔開(kāi)。采用成膜物形成致密的防腐蝕涂層，來(lái)隔離腐蝕性物質(zhì)對被保護材料的侵蝕，即所謂的屏蔽作用。例如含鉛的涂料與油料反應后就能形成鉛皂，來(lái)保證防腐蝕涂層的致密性。

　　2.2防腐蝕的化學(xué)原理

　　防腐蝕的化學(xué)原理就是將有害的酸堿物質(zhì)中和為中性的無(wú)害物質(zhì)，來(lái)保護防腐蝕涂層內的材料不受腐蝕性物質(zhì)的侵蝕。防銹涂料中經(jīng)常添加某些兩性化合物、某些顏料或其與成膜物或水分的反應產(chǎn)物，對金屬底材可起緩蝕作用(包括鈍化)。例如氫氧化鋁、氫氧化鋇和氧化鋅等物質(zhì)很容易與酸堿等有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)中和作用而實(shí)現防腐蝕效果。

　　2.3防腐蝕的電化學(xué)作用

　　防腐蝕的電化學(xué)作用是指在防腐涂料中添加一些特殊的物質(zhì)，這樣在水分和氧氣通過(guò)防腐涂料時(shí)會(huì )發(fā)生反應而形成防腐蝕離子，使鋼鐵等金屬的表面鈍化，從而阻止金屬離子的溶出，達到防腐蝕的目的，即所謂的陰極保護作用。漆膜的電極電位較金屬底材低，在腐蝕電池中它作為陽(yáng)極而“犧牲”，從而使金屬底材(陰極)得到保護。這種特殊物質(zhì)中最常見(jiàn)的就是鉻酸鹽。

　　3·影響防腐蝕涂料防腐蝕效果的因素

　　3.1成膜物的影響

　　防腐蝕涂料的成膜物在腐蝕介質(zhì)中具有化學(xué)穩定性，成膜物的組成與其化學(xué)結構有關(guān)。主要是看它在干膜條件下是否易與腐蝕介質(zhì)發(fā)生反應或在介質(zhì)中分解成小分子。無(wú)論從防電化學(xué)腐蝕還是從單純的隔離作用考慮，防腐蝕涂料的屏蔽作用取決于其成膜物的結構氣孔和涂層針孔。水、氧和離子對漆膜的透過(guò)速度是不同的。水的透過(guò)速度遠遠大于離子。氧氣透過(guò)比較復雜，與溫度關(guān)系很大。水和氧透過(guò)漆膜后，可在金屬表面形成腐蝕電池。離子透過(guò)漆膜較少，可不考慮它們對金屬底材的直接作用，但會(huì )增加漆膜的導電率。當成膜物的分子結構中有較多官能團時(shí)，漆膜的結構氣孔少，并且在成膜過(guò)程中能形成交聯(lián)密度高的網(wǎng)狀立體結構，從而增強涂料的防腐蝕性。漆膜的物理機械性能在很大程度上影響到防腐蝕涂料的防腐蝕效果。它們與成膜物的相對分子質(zhì)量、鏈節、側鍵基團等有關(guān)。

　　3.2顏填料的影響

　　在涂料中著(zhù)色顏料起著(zhù)色作用;填料則用來(lái)調節漆膜的機械性能或涂料的流動(dòng)性。對于防腐蝕涂料，除了顏填料外，還加有以防腐蝕為目的的兩類(lèi)顏料：一類(lèi)是利用其化學(xué)性能抑制金屬腐蝕的防銹顏料;另一類(lèi)是片狀顏料，通過(guò)物理作用提高涂層的屏蔽性。防銹顏料可分為堿性顏料、可溶性顏料和金屬粉末顏料3種。堿性顏料，如紅丹、一氧化二鉛、氰氨化鉛、堿式鉻酸鉛、鉛酸鈣和堿式硫酸鉛等，可與油性__類(lèi)成膜物反應生成金屬皂。金屬皂與水接觸后，其分解物可起到緩蝕作用。另外，生成金屬皂的漆膜提高了對環(huán)境的屏蔽作用。堿性顏料使漆膜、金屬和界面保持微堿性，也可使金屬表面鈍化，從而起到防腐蝕作用?？扇苄灶伭?，通常為鉻酸鹽顏料。該類(lèi)顏料與水分接觸后，溶解出鉻酸根離子，具有強氧化作用。就金屬粉末顏料而言，廣泛使用的金屬粉末顏料是鋅粉。富鋅涂料干燥后的涂層主要由鋅粉組成，在鋅粉顆粒之間，以及底材和鋅粉之間保持直接接觸。當水分侵入涂層時(shí)，就形成了由鋅粉和底材鋼板組成的電池。電流從鋅向鐵流動(dòng)，從而使底材受到陰極保護。此外，鋅的腐蝕產(chǎn)物沉積在鋅粉間和鋼鐵表面，使涂層的屏蔽作用得到增強。片狀顏料在涂層中能屏蔽水、氧和離子等腐蝕因子透過(guò)，切斷涂層中的毛細孔?；ハ嗥叫薪化B的鱗片狀顏料在涂層中起迷宮效應，延長(cháng)腐蝕介質(zhì)滲入的途徑，提高涂層的防腐蝕能力。常用的片狀顏料有云母粉、鋁粉、云母氧化鐵、玻璃鱗片、不銹鋼鱗片等。

　　4·防腐蝕涂料的施工工藝

　　4.1底材處理

　　底材處理的目的是清除構件表面的毛刺、鐵銹、油污及其他附著(zhù)物，使其表面露出金屬光澤。底材處理越徹底，涂料附著(zhù)效果越好。底材處理的方式有手工機械處理、化學(xué)處理、機械噴射處理等，見(jiàn)表1。

　　表1底材處理方法

　　4.2配套涂層施工

　　涂層一般有底漆層和面漆層之分。底漆含粉料多，基料少，成膜粗糙，與鋼材附著(zhù)力強，與面漆黏結性好。面漆則基料多，涂膜有光澤，能保護底漆不受大氣腐蝕，并能抗風(fēng)化。不同的涂料之間有相容與否的問(wèn)題，選用不同涂料時(shí)要注意它們的相容性。配套涂層的形式有底漆-中涂漆-面漆、底漆-面漆和底面合一漆3種。其中底漆主要起附著(zhù)和防銹作用;面漆主要起防腐蝕和防老化作用;中涂漆的作用介于底、面漆之間，并能增加漆膜厚度。它們只有配套使用才能發(fā)揮最佳的作用，取得最佳效果。合理的涂裝方式對保證涂裝質(zhì)量、施工進(jìn)度、節約材料和降低成本有很大的作用。常用的涂裝方式有手工刷涂法、手工輥涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無(wú)氣噴涂法等。

　　4.3涂層施工的質(zhì)量控制

　　涂層施工的第一步是除銹。優(yōu)質(zhì)涂層依賴(lài)于徹底的除銹，一般多用噴砂噴丸除銹，露出金屬光澤，除去所有的銹跡和油污?，F場(chǎng)施工的涂層可用手工除銹。涂層的施工溫度(5~38℃)和濕度(相對濕度≤85%)應適宜;施工環(huán)境粉塵要少;構件表面不能有結露;涂裝后4h內不得淋雨。一般涂裝4~5道。室外工程的干漆膜總厚度為150μm，室內工程為125μm，允許偏差為25μm;海邊、海上或強烈腐蝕性大氣中，干漆膜總厚度為200~220μm。

　　5·結語(yǔ)

　　建筑鋼結構在空氣或潮濕環(huán)境中易銹蝕，特別是空氣中含有酸堿鹽類(lèi)介質(zhì)時(shí)更為嚴重。腐蝕不僅使鋼材表面產(chǎn)生不均勻的銹蝕，而且局部的銹蝕引起應力集中，促使鋼結構提前破壞，尤其是在反復沖擊的荷載作用下，更促進(jìn)疲勞強度降低，出現脆性斷裂。鋼結構的腐蝕會(huì )危害建筑物的安全，并造成巨大的損失。只有在設計建造的同時(shí)，對其進(jìn)行有效的防腐蝕，才能確保鋼結構的長(cháng)久壽命