建筑幕墙防腐设计

摘要：随着建筑行业的快速发展，幕墙被广泛使用到建筑工程建设中去，为了能够保证幕墙的质量，要对其防腐问题极其重视。本文简单阐述了建筑幕墙的防腐设计。

关键词：建筑幕墙；防腐设计；广泛应用；

中图分类号：S611文献标识码： A

引言

建筑幕墙作为一种建筑护结构和装饰性结构，其设计理念越来越趋向节能、环保和健康。但是，建筑幕墙在使用过程中，其结构材料尤其是金属材料，会与空气中的化学物质发生反应，出现腐蚀破坏，影响幕墙功能的正常发挥。因此，做好建筑幕墙的防腐设计是十分必要的。

1、我国建筑幕墙的种类

1.1玻璃幕墙

玻璃幕墙按照型材材料可以分为钢型材、铝合金型材和钢铝型材组合等玻璃幕墙；按照幕墙面板固定方式可以分为明框、半隐框和隐框等玻璃幕；按照玻璃面板支撑方式可以分为托板支撑、四点支撑、夹板支撑、六点支撑和多点支撑等玻璃幕墙；全玻璃幕墙可以分为两种:吊挂式和落地式；按照支撑结构可以分为钢结构、主体结构、玻璃肋支撑、自平衡索桁架和索杆结构等点支撑玻璃幕墙。

1.2人造板幕墙

人造板幕墙按照结构形式可以分为单元式、构件式和点支撑等人造板幕墙;按照功能可以分为装饰型和围护型等人造板幕墙;按照面板的材料大致可以分为陶板、石材蜂窝板、微晶玻璃、纤维水泥板、瓷板、混凝土板和木纤维板等幕墙。

1.3石材幕墙

石材幕墙按照面板封闭方式可以分为封闭式和开敞式等石材幕墙;按照面板的支撑固定方式可以分为钢销式、嵌入式、通槽式和短槽式等板边支撑石材幕墙以及背插式、背卡式、穿透式和背栓式等跨中支撑石材幕墙。

1.4金属板幕墙

金属板幕墙按照面板封闭方式可以分为封闭式、遮蔽式和开敞式等金属板幕墙;按照幕墙面板材料可以分为铝单板、蜂窝铝板、铝塑复合板、不锈钢板、彩钢板、铜合金板、珐琅钢板、钛合金板和锌合金板等幕墙。

1.5单元式幕墙

单元式幕墙按照幕墙面板材料可以分为玻璃幕墙、人造板幕墙、石材幕墙、金属板幕墙和组合幕墙;按照面板支撑结构形式可以分为明框和隐框等幕墙;按照单元构件接口方式可以分为对接型、粘接型、插接型和连接型等幕墙。

1.6双层幕墙

双层幕墙按照结构形式可以分为单元式和构件式等双层幕墙;按照通风方式可以分为内通风和外通风等双层幕墙

1.7采光顶

采光顶按照面层材料可以分为玻璃和聚碳酸酯板等采光顶；按照支撑结构方式可以分为单元式、构件式和点支式等采光顶。

2、幕墙防腐蚀设计原则

幕墙工程的防腐蚀设计应遵循以下几项原则：（1）桁架、柱、主梁等重要钢结构件和矩形闭口截面杆件的焊缝，应采用连续焊缝。角焊缝的焊脚尺寸不应小于8mm；当杆件厚度小于8mm时，焊脚尺寸不应小于杆件厚度。闭口截面杆件的端部应封闭。（2）在腐蚀性气态和固态介质作用下，钢材宜采用耐候钢。（3）连接钢结构采用的材料（如焊条、螺栓、节点板等构件材料）耐腐蚀性能应高于构件主体材料的耐腐蚀性能。（4）根据JGJ102―2003《玻璃幕墙工程技术规范》第3.1.2条规定：“金属材料和金属零配件除不锈钢及耐候钢外，钢材应进行表面热浸镀锌处理，无机富锌涂料处理或采取其它有效的防腐措施”。它明确了需要表面防腐处理的钢种类为碳素结构钢和低合金强度结构钢（不含不锈钢和耐候钢），表面防腐处理不限于热浸镀锌。（5）由于两种不同的金属直接接触时容易产生电偶腐蚀，在设计中必须考虑在不同金属的联接处或接触面采取绝缘措施，通常采用尼龙垫、石棉垫进行隔离，避免不同金属的直接接触；铝与钢铁连接的固定件，宜采用不锈钢或铝合金制作；也可采用适当的涂层或金属镀层对金属结构进行保护。（6）铝及铝合金与水泥材料接触时，应在铝及铝合金材料的表面涂刷耐酸、耐碱、耐水性优良的沥青涂料、聚氨酯涂料、氯化橡胶涂料、环氧沥青涂料等隔离。

3、建筑幕墙的防腐设计

3.1防腐材料选择

为了减少建筑目前中金属材料的腐蚀情况，保证幕墙的建设和使用质量，可以选择防腐蚀材料取代传统的钢材等，在兼顾强度、机械加工性能等物理性质和防腐的化学性质的基础上，充分考虑施工成本。目前在建筑幕墙设计中，常用的防腐材料主要包括:(1)不锈钢。不锈钢多是在钢铁中加入镍(Ni)、铬(Cr)等金属元素而成，按照不同元素的掺入量，分为不同的牌号。为了增强不锈钢的耐大气腐蚀性，在幕墙设计中，可以在不锈钢中增加铬和钼(Mo)的含量。以Cr+3Mo作为不锈钢耐腐蚀性指标，对不同的不锈钢材料进行对比，铁素体(不锈铁)的耐大气腐蚀性要由于奥氏体(不锈钢)，而且在成本方面更加优越，因此在建筑幕墙设计中，铁素体的应用相对更加广泛。表1为各个型号不锈钢的应用。(2)铝合金。金属铝自身具备良好的防腐性能，在大气环境下，会在表面迅速形成一层致密而厚实的氧化铝膜，从而阻止腐蚀的进一步发展。但是，这层氧化铝膜会与盐碱类物质发生反应，在材料表面形成点状斑痕，继而不断穿透腐蚀，也就是所谓的点蚀作用，是纯铝防腐的致命弱点。因此，在实际应用中，一般会在铝中添加硅、镁、锰等元素，提升材料的强度和防腐性能。(3)钛锌板。即锌板，是在锌中加入少量的钛、铜元素而生成的合金板，金属锌的防腐原理与铝相似，虽然稳定性较差，但是不会受到点蚀作用的影响。钛锌板中铜元素的存在，可以提升材料的抗拉强度和硬度，而钛元素的存在，则可以进一步增强材料的防腐能力，在机械加工性能、防腐能力、美观性等方面，钛锌板要由于不锈钢和铝合金。

表1 各型号不锈钢的应用

型号 性能 应用范围

304

18Cr-8Ni 作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196℃~800℃）。 家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件

304Cu

13Cr-7.7Ni-2Cu 因添加Cu其成型性，特别是拔丝性和抗时效裂纹性好，故可进行复杂形状的产品成形；其耐腐蚀性与304相同。 保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器

304N1

18Cr-8Ni-N 在304钢的基础上，减少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高强度，减少钢材厚度。 构件、路灯、贮水罐、水管

316L

18Cr-12Ni-2.5Mo低碳

作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优 316钢的用途中，对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品

316

18Cr-12Ni-2.5Mo 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）优。 海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母

3.2幕墙防腐处理

防腐处理主要是针对幕墙金属材料表面的处理，可以在不改变金属自身物理性质的基础上，掐断腐蚀的根源，是最为经济，同时也最有效的防腐手段。常用的金属表面防腐技术包括:(1)镀层法。镀层法是指将不易生锈的金属，如锌、铜、率等，通过热浸或者电化学吸附的方式，牢固地附着在金属材料的表面，形成防腐层。镀层均质性好，在镀层与钢铁基材的结合处，不同的金属分子相互渗透，结合得非常牢固。一般来说，对于建筑幕墙的埋件、转接件以及支撑钢龙骨等的处理，多以热浸镀锌为主；对于漏镀件或者在施工中镀锌层遭到破坏的部件，应该进行热喷涂锌，或者涂刷2遍环氧富锌底漆+1遍丙烯酸聚氨脂面漆，确保涂锌或者漆膜的厚度与原镀锌层保持一致。(2)涂层法。涂层法是指在结构表面涂刷油漆或者其他防腐蚀材料，不仅可以起到良好的防腐效果，而且可以使得幕墙更加美观。常用的涂层法包括:粉末喷涂，分为低光面、半光面、高光面和皱纹面等，需要注意对涂层的保护，如果出现涂层脱落或者划伤，很难进行修复。粉末喷涂一般都是采用人工喷涂的方式，然后使用高温灯光烘烤，形成防腐层。这种方法不宜在需要现场焊接或者体积大的结构中使用。氟碳喷涂，由环氧富锌底漆+环氧云母氧化铁中间漆+氟碳面漆共同构成常温氟碳防腐体系。(3)阳极氧化。阳极氧化主要是针对铝合金型材的防腐处理，指将铝型材放入硫酸溶液中，然后接通直流电源的阳极，通过氧化还原反应，在材料表面生成一层Al2o3，然后通过相应的封孔处理，使得氧化膜变得极为质密，起到防腐、耐磨以及装饰的作用。与铝在空气中自然形成的养护膜不同，这层人工处理的氧化膜厚度较大，孔隙率小，力学性能强，可以有效防止大气中各种介质对于金属的进一步腐蚀。

结束语

腐蚀给人们带来的危害很大，越来越引起世界各国政府和工程技术人员的重视。幕墙防腐蚀基本功能是节约资源、合理利用资源、提高资源利用率，对节能减排也起着重要的作用。我们应该在幕墙防腐蚀方面引起足够重视，在设计选材和施工质量上注意不同材料的防腐蚀措施，严格按施工工艺要求去做，不要在工程中留下隐患。

参考文献

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