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鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕涂料的施工技術(shù)研究

發(fā)布時(shí)間：2023-12-11 瀏覽：942次

　　在建筑工程領(lǐng)域

，鋼結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)

，特別是高層

、超高層

、輕型鋼結(jié)構(gòu)

、大跨度空間結(jié)構(gòu)等，因建筑造型美觀

、抗震性能好等受到越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用

。盡管鋼結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程中得到廣泛的應(yīng)用

，但在應(yīng)用中也遇到一些問(wèn)題

，首要問(wèn)題即鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕。

　　在建筑工程領(lǐng)域

，鋼結(jié)構(gòu)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)

，特別是高層、超高層

、輕型鋼結(jié)構(gòu)

、大跨度空間結(jié)構(gòu)等，因建筑造型美觀

、抗震性能好等受到越來(lái)越廣泛的重視和應(yīng)用

。盡管鋼結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點(diǎn)，在建筑工程中得到廣泛的應(yīng)用

，但在應(yīng)用中也遇到一些問(wèn)題

，首要問(wèn)題即鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕。

　　1·鋼結(jié)構(gòu)常用的防腐蝕方法

　　1.1耐候鋼

　　改變金屬結(jié)構(gòu)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(hù)層

，以提高防腐蝕性

。

　　1.2陰極保護(hù) 法

　　在鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)

。

　　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(zhǎng)，工業(yè)化程度高

，質(zhì)量穩(wěn)定

，大量用于受大氣腐蝕嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)。

　　1.4熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層

　　這是一種與熱浸鋅防腐蝕效果相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)效防腐蝕方法

。具體做法是

，先對(duì)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)。用環(huán)氧樹(shù)脂漆或丁苯橡膠漆等填充毛細(xì)孔

，以形成復(fù)合涂層

。這種工藝的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)構(gòu)件尺寸適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)件的形狀

、尺寸幾乎不受控制

，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(qiáng)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)

，是常用的防腐蝕方法

。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(hù)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(duì)被保護(hù)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(yīng)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(hù)防腐蝕涂層內(nèi)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(yīng)產(chǎn)物

，對(duì)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(xiàn)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(yīng)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(dá)到防腐蝕的目的

，即所謂的陰極保護(hù)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(hù)

。這種特殊物質(zhì)中常見(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(wěn)定性，成膜物的組成與其化學(xué)結(jié)構(gòu)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(yīng)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(jié)構(gòu)氣孔和涂層針孔

。水

、氧和離子對(duì)漆膜的透過(guò)速度是不同的。水的透過(guò)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于離子

。氧氣透過(guò)比較復(fù)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(duì)金屬底材的直接作用

，但會(huì)增加漆膜的導(dǎo)電率

。當(dāng)成膜物的分子結(jié)構(gòu)中有較多官能團(tuán)時(shí)，漆膜的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)

，從而增強(qiáng)涂料的防腐蝕性。漆膜的物理機(jī)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(duì)分子質(zhì)量

、鏈節(jié)、側(cè)鍵基團(tuán)等有關(guān)

。

　　3.2顏填料的影響

　　在涂料中著色顏料起著色作用;填料則用來(lái)調(diào)節(jié)漆膜的機(jī)械性能或涂料的流動(dòng)性

。對(duì)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顏料：一類是利用其化學(xué)性能抑制金屬腐蝕的防銹顏料;另一類是片狀顏料

，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__類成膜物反應(yīng)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(duì)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

?div id="m50uktp" class="box-center"> ？扇苄灶伭希ǔ殂t酸鹽顏料

。該類顏料與水分接觸后

，溶解出鉻酸根離子，具有強(qiáng)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(dāng)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(hù)

。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(qiáng)

。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(xì)孔

。互相平行交疊的鱗片狀顏料在涂層中起迷宮效應(yīng)

，延長(zhǎng)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(gòu)件表面的毛刺、鐵銹、油污及其他附著物

，使其表面露出金屬光澤

。底材處理越徹底，涂料附著效果越好

。底材處理的方式有手工機(jī)械處理

、化學(xué)處理、機(jī)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，與鋼材附著力強(qiáng)

，與面漆黏結(jié)性好

。面漆則基料多，涂膜有光澤

，能保護(hù)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)揮作用

，取得效果。合理的涂裝方式對(duì)保證涂裝質(zhì)量

、施工進(jìn)度

、節(jié)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

　　涂層施工的一步是除銹

。涂層依賴于徹底的除銹，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?div id="d48novz" class="flower left">

，F(xiàn)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(duì)濕度≤85%)應(yīng)適宜;施工環(huán)境粉塵要少;構(gòu)件表面不能有結(jié)露;涂裝后4h內(nèi)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(nèi)工程為125μm

，允許偏差為25μm;海邊

、海上或強(qiáng)烈腐蝕性大氣中，干漆膜總厚度為200~220μm

。

　　5·結(jié)語(yǔ)

　　建筑鋼結(jié)構(gòu)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介質(zhì)時(shí)更為嚴(yán)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(yīng)力集中

，促使鋼結(jié)構(gòu)提前破壞，尤其是在反復(fù)沖擊的荷載作用下

，更促進(jìn)疲勞強(qiáng)度降低

，出現(xiàn)脆性斷裂。鋼結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)建造的同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行有效的防腐蝕

，才能確保鋼結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)久壽

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