工业建筑中钢结构锈蚀及对策分析

摘要：工业建筑钢结构由于所处环境较为恶劣，钢结构锈蚀速度较快。本文针对钢结构锈蚀产生的原因进行了分析，提出钢结构除锈及防锈的措施，最后对几种常见的防锈漆的特点进行了阐述，以期对相关从业人员提供参考。

关键词：工业建筑；钢结构；腐蚀；涂料

中图分类号：TU391文献标识码：A

一、前言

钢结构凭借其具有重量轻，强度高，塑性韧性好，施工周期短等优点在工业建筑中得到广泛应用。大跨度，大空间工业建筑采用钢结构尤其理想，同时钢结构建筑也属于对城市的环境影响最小的结构之一。钢结构容易锈蚀，不少化工厂房，冶金厂房由于长期温度高，湿度大，有害的气体浓度过高，这种条件使得此类厂房锈蚀速度远大与其他工业厂房。随着科技的发展，钢结构的除锈防锈措施越来越多，施工工艺与手法也越来越完善，针对不同形式的钢结构及其所处环境的不同，对于钢结构的除锈应采取不同的措施。

二、钢结构锈蚀

钢结构锈蚀的原因主要分为内在因素和外在因素两种。内在因素主要指钢结构材质质量上等，外在因素主要指钢结构建筑的环境因素等。

（一）外在因素

外在因素主要指的是工业建筑所处的环境。工业建筑使用条件较为复杂，所处环境较民用建筑恶劣，工业生产所产生的废气，废水，废渣等污染物是工业建筑长期所处的环境。废气如CO2，SO2，Cl2,H2S等；废水如各种酸、碱、盐溶液等；废渣如难溶性盐，气溶胶，尤其杂海洋大气中的大量的盐及冬季使用的含有Cl-的融雪剂等均是引起钢结构锈蚀破坏的重要因素。例如在高温下钢结构就会与干燥的O2，SO2，Cl2,H2S等气体及非电解质液体发生反应在钢结构的表面生成钝化能力很弱的氧化保护膜FeO,FeS等，虽然这些介质的含量很小，但是对钢结构锈蚀的影响确是很大的。

（二）内在因素

内在因素主要指的是钢结构本身质量。随着钢结构的使用，大量的钢结构在役试件过长或已超过其使用寿命，这些钢结构厂房在各种因素的影响下，破损比较严重，钢结构表明已经失去了保护能力，产生了锈蚀，保护层未发生剥落的但已在表明产生了裂缝，使得水和氧气渗入其中，二者形成了钢结构锈蚀的必要条件。其锈蚀主要是钢结构与周围介质产生氧化还原反应，属于电化学锈蚀。在潮湿环境中，钢结构表明由于表明组织不同，受力不均及表明平整度差异等原因，这使得钢结构表明相邻的质点间容易产生电极差，形成各种“微电池”。电池的阳极的铁失去电子形成亚铁离子进入电解质溶液中，阴极得到电子与水膜重点氧作用形成氢氧根离子，二者最后形成Fe(OH)2，Fe(OH)2在空气中被氧化形成Fe(OH)3（铁锈）。因此在潮湿的环境及有充足的空气情况下，钢结构就会产生严重的锈蚀。

三、钢结构除锈、防锈措施

避免在役钢结构锈蚀，须对钢结构进行处理，其处理步骤主要分为除锈及防锈两步。除锈是指在钢结构涂刷防锈剂之前，将钢结构的表明进行除锈，清除干净其表面的铁锈、油污等附着物，避免油漆膜下的钢结构的表面继续生锈破坏涂层。防锈是指根据钢结构所处的环境，使用功能，耐久性等因素采用合适的防锈涂料对钢结构表面进行处理。

（一）除锈措施

在工业建筑中钢结构除锈方法主要分为人工除锈喷砂、喷丸等。在这基础上，国家及相关行业也制定了相关行业标准来对钢结构除锈质量进行控制。例如GB-50205-1995《钢结构工程施工及验收规范》对喷砂或手工、动力工具等相应划分了其等级。

手工除锈主要应用于对钢结构表面处理要求不高的情况下，其除锈费用较低，仅仅为喷砂除锈的1/6-1/9，但是在对除锈质量要求较高的情况下，就必须采用喷砂除锈。使用同一种油漆，同样的条件下，喷射除锈较手工除锈可以延长漆膜的使用寿命3-5倍。喷砂除锈不仅除锈彻底，而且工作效率高，操作简单，当前在工业建筑中已经得到广泛的应用。此外还有酸洗除锈及酸洗磷化除锈等，虽然除锈彻底，但是由于酸洗对洗槽的限制，目前也只适用于形状复杂及小型的薄壁钢结构中，大型工业厂房中应该还不多。

（二）防锈措施

对于工业厂房的防锈处理一般遵循以下原则。第一，考虑侵蚀性物质的分布，综合考虑钢结构的整体布局，隔离侵蚀性介质，采用自然通风的工业厂房布置，降低侵蚀性物质对厂房的污染。第二，对于钢结构材料的选择应选择耐大气腐蚀的低合金钢材及其相配套的涂料。第三，应选择合理的不易锈蚀方案，例如采用合理的钢结构的截面形式，避免钢结构的表明产生积灰，积水等现象，节点构造简单，钢结构焊接加工过程中要保证其焊接质量，避免在刷漆后进行焊接，破坏漆膜的完整性，同时在施工过程中对破坏的油漆膜应该进行及时的修补。第四，对钢结构建筑采用科学合理的方法及合理的防腐措施。

（三）防锈涂料

在对钢结构表明进行了除锈处理后，还应选择合理的防锈性能好的涂料。选用的防锈涂料应根据结构所处的环境特点，结构的使用功能等方面进行合理的选择。

红丹防锈漆在一般性的钢结构工程中应用比较广泛，由于其防锈能力强，坚韧性较好，防水及附着力也很好。然而生产红丹漆需要大量的有色金属铅，因此为了保护工人的健康，科研单位正在研究可以取代红丹防锈漆的材料。另外两种比较有效的防锈漆涂料即环氧富锌和无机富锌漆。环氧富锌漆主要由锌粉、环氧树脂及固化剂配制而成，主要用于钢结构的重防腐底漆也可用于镀锌件的防锈漆，涂抹时应避免雨雪雾天施工。无机富锌漆主要是以水玻璃作为基料，在这基础上加入锌粉、固化剂等配制而成。这种漆具有同镀锌层相同的阴极保护作用。可耐450度的高温，但耐酸碱能力较差。在高温和低温情况下，该涂料不能施工。该漆在我国所设计的美国余热锅炉壳体钢结构中得到了广泛的应用。

四、总结

工业建筑钢结构的防腐要求高，操作较为复杂，因此在恶劣的环境中，应该提高施工质量，延长钢结构的使用寿命，节省维护的费用。对于钢结构建筑的除锈和防锈的对策综合了力学、化学、物理学、环境学等众多学科，需要设计、施工、生产与维护人员的配合及努力，方可取得良好的效果。

参考文献：

[1] GB 50205- 1995 钢结构工程施工及验收规范[ S] .

[2] 张爱兰. 建筑钢结构的发展现状[J ] . 新型建筑材料,2002 , (10) :93～961.

[3] 王鸿喜. 王永逵. 常用建筑材料实用手册[M] . 北京:中国铁道出版社,19891.