在鋼結構的設計中腐蝕控制極為重要,也最容易被忽略, 合理的防腐設計不僅可以使鋼材的耐蝕性能充分發揮出來而且可以彌補結構性能本身的不足。鋼結構防腐設計與以下幾個方面有關。
1.鋼結構的表面處理：鋼材在軋制過程中,經熱處理后表面產生一層均勻的氧化層;同時鋼材在加工過程中,鋼材表面往往產生焊渣、毛刺、油污等污染物。這些氧化物如不認真清除,會影響防腐涂料的附著力和涂層的使用壽命。鋼材表面處理質量,有時甚至比涂料本身品種性能差異的影響更大,應予以重視。
2.合理選材：目前市場上的鋼材品種繁多,依據不同的使用條件需要選擇不同種類的鋼材。鋼結構腐蝕程度以腐蝕深度表示,通常以mm /a為單位,計算公式為:K通常與鋼材的面積與時間有關,進行鋼結構抗腐蝕設計時,要考慮鋼材的均勻腐蝕深度,結構構件的厚度取用需要考慮腐蝕量(材料的年腐蝕深度乘以設計使用年限)。
3.防腐涂料的選擇：根據鋼材腐蝕的電化學原理,只要防止或破壞腐蝕電池的形成或強烈阻滯陰、陽極過程的進行,就可防止鋼材的腐蝕。采用防護層方法防止鋼結構腐蝕是目前通用的方法,常用涂料、塑料、搪瓷等材料,通過涂刷和噴涂等方法,在金屬表面形成保護膜,使金屬與腐蝕介質隔離,從而防止金屬的腐蝕。
涂料的種類繁多,對品種的選擇直接影響到防腐質量的好壞,一般的涂料選擇應考慮以下幾點:
1.鋼結構所處的使用條件及選用涂料的范圍需一致。對于有酸性介質,可采用耐酸性能較好的酚醛樹脂漆,而對于堿性介質,則應采用耐堿性較好的環氧樹脂漆。
2.涂料的正確配套需注意。由于大部分涂料是有機膠狀 物質為基料,涂料每涂一層結成薄膜后,難免有許多異常細小的微孔,腐蝕介質仍有可能滲入侵蝕鋼鐵。因此,涂料需要涂多層,使微孔減少到最低限度。如過氯乙烯漆可以與磷化底漆或鐵紅醇酸底漆配套使用。
3.根據構件的重要性要考慮結構的主次關系,分別選用 不同的涂料,或用相同的涂料而對涂層厚度加以區別。
4.要達到良好的防腐效果,在選擇恰當涂層厚度。如果涂層厚度薄或不均勻,鋼材表面毛刺的高峰會露出涂層,涂層就會有針孔,這些薄弱的地方,往往易生銹腐蝕或涂層起泡脫落。如果涂層過厚,雖然可增強防護能力,但附著力和機械性 能都要降低,而且要增加費用。
5.盡量選用涂料法進行防腐處理。在船舶結構上為了達到防銹的目的,可以在鐵的基層上鍍鋅,因為需要在高溫環境下進行,考慮造價原因,建筑鋼結構中用鍍鋅防腐很少,只有一小部分構件(如欄桿,燈柱等)會用到。通常用的是涂層法, 涂層法是一種價格適中、施工方便及適用性強的防腐蝕方法, 在建筑鋼結構中應用廣泛。
鋼結構表面處理方法有：
手工工具除銹、滾動鋼絲輪除銹、酸洗除銹、噴砂(丸)除銹、化學轉化膜、熱浸鍍、電鍍、表面合金化以及射流控制真空除銹、激光除銹等。使鋼材表面的 毛刺、電焊藥皮、灰塵、油污等污染物均應清除干凈。
然而不可以忽視的還有，鋼結構中特殊鋼中添加了碳以外,又添加了鎳、錳、鉻等微量元素制成的耐候鋼,其失重速度比普通鋼要小2~3倍,其表面在穩定的環境中往往可以形成致密的保護膜,但在干濕交替環境下,這種保護膜依然會破壞,所以即使是耐腐蝕性好的耐候鋼同樣需要做防腐蝕處理。鋼結構防腐選擇涂料時,除考慮結構使用功能、經濟性和耐久性外, 還應考慮施工過程中的穩定性、干燥、速度、毒性以及需要的溫度條件等。
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