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鋼結(jié)構(gòu)防腐常用方法

耐候鋼耐腐蝕性能優(yōu)于一般結(jié)構(gòu)用鋼的鋼材稱為耐候鋼，一般含有磷、銅、鎳、鉻、鈦等金屬，使金屬表面形成保護(hù)層，以提高耐腐蝕性。其低溫沖擊韌性也比一般的結(jié)構(gòu)要好。

熱浸鋅熱浸鋅是將除銹后的鋼構(gòu)件浸入600℃左右高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，5mm以下薄板鋅層厚度不小于65μm，對(duì)于較厚薄板鋅層厚度不小于86μm。以此來(lái)達(dá)到防腐蝕的目的。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是耐久年限長(zhǎng)，生產(chǎn)工業(yè)化程度高，質(zhì)量穩(wěn)定。因而被大量用于受大氣腐蝕較嚴(yán)重且不易維修的室外鋼結(jié)構(gòu)中。如大量輸電塔、通訊塔等。以及近年來(lái)大量出現(xiàn)的輕鋼結(jié)構(gòu)體系中的壓型鋼板等。

熱噴涂鋁（鋅）復(fù)合涂層這種方法與熱浸鋅防腐蝕效果相當(dāng)。具體做法是先對(duì)鋼構(gòu)件表面作噴砂除銹，使其表面露出金屬光澤并打毛。再用熱噴涂設(shè)備的熱源（乙炔—氧燃燒火焰、電弧、等離子弧等）將不斷送出的鋁（鋅）絲融化，并用壓縮空氣吹附到鋼構(gòu)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)氧樹脂或氯丁橡膠漆等涂料填充毛細(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)件形狀尺寸幾乎不受限制。與熱浸鋅相比，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。

涂層法涂層法防腐蝕性一般不如長(zhǎng)效防腐蝕方法。所以用于室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)或相對(duì)易于維護(hù)的室外鋼結(jié)構(gòu)較多。一次成本低，但用于戶外時(shí)的維護(hù)成本較高。涂層法的施工的第一步是除銹。優(yōu)質(zhì)的涂層依賴于徹底的除銹。所以要求高的涂層一般多用噴砂噴丸除銹，除去所有的銹跡和油污。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境。不同的涂層對(duì)不同的腐蝕條件有不同的耐受性。

陰極保護(hù)法在鋼結(jié)構(gòu)表面附加較活潑的金屬取代鋼材的腐蝕。常用于水下或地下結(jié)構(gòu)。

一、前言

鋼結(jié)構(gòu)的防腐方式有防腐蝕涂料；各種工藝形成的鋅、鋁等金屬保護(hù)層；陰極保護(hù)措施；耐候鋼；上述防腐方案的組合。

根據(jù)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50046-2018第3.3.3條，防護(hù)層的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)符合下列規(guī)定：
1、低使用年限，使用年限應(yīng)為2年~5年；
2、中使用年限，使用年限應(yīng)為6年~10年；
3、長(zhǎng)使用年限，使用年限應(yīng)為11年~15年；
4、超長(zhǎng)使用年限，使用年限應(yīng)為15年以上。

在設(shè)計(jì)上，首先應(yīng)采取以下方式控制鋼結(jié)構(gòu)腐蝕：
1、排水設(shè)計(jì)：不應(yīng)在戶外鋼結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)可積水區(qū)域，否則積水區(qū)域一定會(huì)加快腐蝕速度。例如H型鋼截面墻軸沿水平向放置的時(shí)候，就會(huì)有形成積水區(qū)域的隱患；閉口截面端頭需設(shè)置端封板，桿件上開孔的時(shí)候需采取足夠的措施。
2、邊角設(shè)計(jì)：邊角處不應(yīng)出現(xiàn)利角，應(yīng)將其打磨平滑，否則此處將最先出現(xiàn)銹蝕。
3、避免雙金屬設(shè)計(jì)：應(yīng)盡量避免兩種不同的金屬直接接觸，如鐵管和銅連接器，此時(shí)由于電位差的存在，鐵管會(huì)加速腐蝕。同樣，應(yīng)減少鉚接，否則也會(huì)加速腐蝕。
4、焊接設(shè)計(jì)：焊接時(shí)應(yīng)滿焊，不應(yīng)點(diǎn)焊，并且應(yīng)將其表面打磨平滑，除去所有飛濺的焊渣，否則將不可避免地加速腐蝕。

在上述設(shè)計(jì)措施基礎(chǔ)上，再使用防腐蝕涂料，就可以達(dá)到比較理想的防腐蝕效果。

二、防腐蝕涂料

防腐蝕涂料（油漆）是最常見的鋼結(jié)構(gòu)防腐方式。新建鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限一般為50年，在其服役期內(nèi)，需要更新幾次防腐蝕涂層。在一般的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)總說(shuō)明里面，都會(huì)寫明底漆、中間漆及面漆三項(xiàng)要求。那究竟這“三漆”有何講究？底漆是指直接涂到物體表面作為面漆堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的涂料，是油漆系統(tǒng)的第一層，用于提高面漆的附著力、增加面漆的豐滿度、提供抗堿性、提供防腐功能等，同時(shí)可以保證面漆的均勻吸收，使油漆系統(tǒng)發(fā)揮最佳效果。底漆主要直接噴涂用于在表面拋丸或者其他方式處理過(guò)的鋼材表面，主要是起到封閉鋼材、增加附著力、填平這三種作用。中間漆主要起到增加涂層的總體厚度，提高整個(gè)涂層的防腐性能。涂層的防腐性能有時(shí)依賴于整個(gè)涂層系統(tǒng)的總體膜厚，有些功能性底漆不宜太厚，而面漆的成本又相對(duì)較高，所以合理使用中間漆，可以保證整體膜厚又可以減少面漆的用量，降低配套成本。目前通常將中間漆制成高固體分厚膜型涂料，可以采用無(wú)氣噴涂的方法，涂裝一到兩次就能達(dá)到所需要的厚膜效果。面漆的作用主要還是裝飾和保護(hù)作用，一般面漆中成膜物質(zhì)含量比較高，填料較少。

根據(jù)GB/T50046-2018第5.2.3條，鋼結(jié)構(gòu)的表面防護(hù)宜符合下表規(guī)定。

防腐蝕涂層最小厚度（μm）			防護(hù)層使用年限（年）
強(qiáng)腐蝕	中腐蝕	弱腐蝕	防護(hù)層使用年限（年）
320	280	240	>15
280	240	200	11~15
240	200	160	6~10
200	160	120	2~5

國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)橋梁通常采用“底涂＋中涂＋面涂”的防腐體系，底涂材料分為金屬噴涂和涂料重防腐。而金屬噴涂的材料又分為鋅、鋁、鋅鋁合金等。重防腐底涂材料也分為無(wú)機(jī)富鋅涂料和環(huán)氧富鋅涂料等。中涂多采用環(huán)氧云鐵涂料，面涂材料分為苯烯酸聚氨酯涂料、硅氧烷涂料及氟碳涂料等。

三、各種油漆門道

鋼結(jié)構(gòu)常見的底漆有醇酸防銹漆（普通防銹漆）、無(wú)機(jī)富鋅底漆、環(huán)氧富鋅底漆、高氯化聚乙烯底漆（用于耐酸堿化工行業(yè)鋼結(jié)構(gòu)）、環(huán)氧煤瀝青底漆（用于地下鋼結(jié)構(gòu)）。鋼結(jié)構(gòu)常見的中間漆有環(huán)氧云鐵中間漆、高氯化聚乙烯中間漆、環(huán)氧煤瀝青中間漆等。鋼結(jié)構(gòu)常見的面漆有丙烯酸漆和氟碳漆等。醇酸防銹漆（普通防銹漆）就是我們常見的紅通通的那種油漆，僅能夠配套醇酸磁漆、調(diào)和漆等普通油漆，用于腐蝕不嚴(yán)重、外觀及防腐要求不高的涂裝領(lǐng)域，僅在普通大氣環(huán)境下有著較好的防銹效果，不宜用于化工、海邊、高耐候要求的涂裝領(lǐng)域。它在涂裝前對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的表面處理要求較低，鋼結(jié)構(gòu)表面動(dòng)力除銹、手工打磨至St2級(jí)別即可正常涂裝。無(wú)機(jī)富氧底漆（一般配套環(huán)氧云鐵中間漆及各種高性能的雙組份面漆），具有電化學(xué)防銹防腐、緩蝕等多重防銹效果，耐鹽霧、耐溶劑、耐堿、耐油。該漆耐高溫，可作為高溫管道的防銹底漆使用。環(huán)氧富鋅底漆，作重防腐涂層的配套底漆，有陰極保護(hù)作用，適用于儲(chǔ)罐、集裝箱、鋼結(jié)構(gòu)、鋼管、海洋平臺(tái)、船舶、海港設(shè)施以及惡劣防腐蝕環(huán)境的底涂層等。

在鋼結(jié)構(gòu)、橋梁重防腐體系中，中間漆通常選用環(huán)氧云鐵中間漆，盡管它也可以作為防銹底漆使用。環(huán)氧云鐵中間漆（底漆）是以灰色云母氧化鐵為顏料，以環(huán)氧樹脂為基料，聚酰胺樹脂為固化劑等組成二罐裝冷固化環(huán)氧涂料。由于云母氧化鐵及環(huán)氧樹脂的優(yōu)越性能，漆膜堅(jiān)韌，具有良好的附著力、柔韌性、耐磨性和封閉性能等。環(huán)氧云鐵漆一般作為中層漆使用，與環(huán)氧富鋅底漆配套使用，可增強(qiáng)涂層之間的封閉性和防腐性能。在很多大型鋼鐵防銹防腐項(xiàng)目中都會(huì)見到環(huán)氧云鐵中間漆的身影。不僅能夠提高防銹效果，還能節(jié)約成本。環(huán)氧云鐵中間漆是一款性價(jià)比非常高的油漆。

四、關(guān)于涂裝的強(qiáng)條

根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》GB50205-2020，第13.2.3條防腐涂料、涂裝遍數(shù)、涂裝間隔、涂層厚度均應(yīng)滿足設(shè)計(jì)文件、涂料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)涂層厚度無(wú)要求時(shí)，涂層干漆膜總厚度：室外不應(yīng)小于150μm，室內(nèi)不應(yīng)小于125μm。

檢查數(shù)量：按照構(gòu)件數(shù)抽查10％，且同類構(gòu)件不應(yīng)少于3件。

檢驗(yàn)方法：用干漆膜測(cè)厚儀檢查。每個(gè)構(gòu)件檢測(cè)5處，每處的數(shù)值為3個(gè)相距50mm測(cè)點(diǎn)涂層干漆膜厚度的平均值。漆膜厚度的允許偏差應(yīng)為-25μm。

五、關(guān)于涂裝的檢測(cè)（依據(jù)規(guī)范《鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)所檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) GB-T/50621-2010》)

5.1 防腐涂層厚度的檢測(cè)：

可采用涂層測(cè)厚儀進(jìn)行檢測(cè)，最大量程不應(yīng)小于1200μm，最小分辨率不應(yīng)大于2μm，示值相對(duì)誤差不應(yīng)大于3％。同一構(gòu)件應(yīng)檢測(cè)5處，每處的數(shù)值為3個(gè)相距50mm的測(cè)點(diǎn)涂層厚度的平均值。

鋼結(jié)構(gòu)涂裝現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

5.2 防腐涂層厚度：

1）每處3個(gè)測(cè)點(diǎn)的涂層厚度平均值不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度的85％，同一構(gòu)件上15個(gè)測(cè)點(diǎn)的涂層厚度平均值不應(yīng)小于設(shè)計(jì)厚度；

2）設(shè)計(jì)對(duì)涂層厚度無(wú)要求時(shí)，涂層干漆膜總厚度：室外應(yīng)為150μm，室內(nèi)應(yīng)為125μm，其允許偏差應(yīng)為－25μm。

六、一些關(guān)于防腐蝕和防腐的數(shù)據(jù)

研究表明，P、Cu、Cr和Al等元素對(duì)鋼的耐腐蝕性有利，Ni、Si、Mo、Co、Be等次之，而C、Mn、S等助長(zhǎng)腐蝕。
根據(jù)學(xué)者在美國(guó)基爾海濱試驗(yàn)的鋼樁5年后的腐蝕情況，計(jì)算得到的未經(jīng)涂層保護(hù)的鋼材腐蝕速率見下表。

	腐蝕速率mm/年
	耐海水腐蝕鋼	碳素鋼
海洋大氣區(qū)	0.04~0.05	0.10~0.30
飛濺區(qū)	0.10~0.15	0.30~0.50
潮差區(qū)	0.05~0.10	0.05~0.10
全浸區(qū)	0.15~0.20	0.20~0.25
海泥區(qū)	0.04~0.06	0.05~0.10