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浅谈钢结构的防护

2019-03-13 22:21

一、钢结构的优点
钢结构目前在我国的应用范围很广,主要包括以下几个方面:大跨度结构、厂房结构、高层建筑、塔桅结构、板壳结构、轻钢结构,桥梁工程和钢结构造型等。和其它材料的结构相比,钢结构具有重量轻、密闭性好、耐热性好、制造简便、易于采用工业化生产、施工方便、施工安装周期短,最重要的是可以回收再利用等优点。
二、钢结构的缺点及危害
钢结构作为一种蓬勃发展的结构体系,纵然有许多优点,但生锈腐蚀是一个致命的缺点。生锈腐蚀将会引起构件截面减小,承载力下降,尤其是因腐蚀产生的“锈坑”将使钢结构脆性破坏的可能性增大。
除生锈腐蚀以外,耐火性差是钢结构的又一大缺点。因为一旦发生火灾,钢结构很容易遭受破坏而倒塌。“九一一”事件中的美国世贸中心大楼就是钢结构遇火灾而造成的事故。
三、钢结构防腐的设计原则
1、钢结构必须采取防腐措施;
2、构造上尽量避免死角和凹槽;
四、生锈腐蚀的类型
1、化学腐蚀 化学腐蚀是指钢材直接与大气或工业废气中含有的氧气、碳酸气、硫酸气或非电介质液体发生表面化学反应而产生的腐蚀。
2、电化学腐蚀 电化学腐蚀是由于钢材内部有其他金属杂质,它们具有不同的电极电位,在与电介质或水、潮湿气体接触时,产生原电池作用,使钢材腐蚀。
五、钢结构锈蚀处理及防腐方法
1、新建钢结构防锈
新建钢结构的防锈方法,一般有涂料敷盖法和金属敷盖法。
涂料敷盖法,即在钢材表面敷盖一层涂料,使之与大气隔绝,以防锈蚀。主要施工工艺有:表面除锈、涂底漆、涂面漆。
金属敷盖法,即在钢材表面上镀上一层其他金属。所镀的金属可使钢材与其他介质隔绝,也可能是镀层金属的电极电位更低于铁,起牺牲阳极(镀层金属)保护阴极(铁)的作用。
2、原有钢结构锈蚀处理
(1)根据腐蚀理论及实际经验,除一般检查外,下列构件或部位应严格检查。
①埋入地下的地面附近部位;
②可能存积水或遭受水蒸汽侵蚀部位;
③干湿交替构件;
④易积灰且湿度大的构件;
⑤屋盖结构、柱与屋架节点、吊车梁与柱节点部位。
(2)漆膜处理 涂膜处理方法有碱水清洗(5%~10%NaOH溶液)、火喷法、涂脱漆剂、涂脱漆膏等。
(3)表面处理:
钢结构除锈的方法主要是采用手工和喷砂除锈。
①手工除锈 是古老而简便的常用方法,劳动强度大、效率低、质量难保证。采用此法必须强调质量要求,无法达到Sa2.5级。
②喷砂除锈 在可以停产的地方和露天结构物也可采用喷砂除锈,它质量可靠、除锈比较彻底。喷砂是利用空气压缩机将石英砂喷射于钢材表面上除去黑皮和铁锈,也可以用钢砂、钢丸喷射(投射)于钢材面上,效果更好。
经表面处理之后的钢材,将产生凹凸面,称为表面粗度。表面粗度与采用的表面处理方法和喷砂材料有关,粗度影响涂层漆膜防腐蚀的能力。粗度大,有助于涂层膜的附着性,但将减薄钢材表面凸点之间的涂层厚度,容易产生针孔,减小了涂层的防锈能力;反之,则相反。
(4)涂层选择
涂层选择包括涂层材料品种选择、涂层结构选择和涂层厚度确定。
①涂层材料品种选择
品种选择取决于使用条件,在一般大气条件下及工业大气侵蚀下,可选用防锈漆;在有腐蚀性介质环境中应选用防腐漆;处于高温条件作用下,选用耐热漆;室外结构涂层要有较好的耐候性能。
涂料分为底漆和面漆。底漆中含粉料多,基料少,成膜粗糙,与钢材表面的粘结附着力强,与面漆结合性好;面漆中粉料少,基料多,成膜有光泽,既能保护底漆和抵抗大气及有害介质作用,又有美观之效果。
②涂层结构选择
涂层使用耐久年限,除了表面处理影响外,很大程度上还与涂层结构是否合理有关;在设计涂层上要按10~15年来考虑涂刷周期,除重视涂层选料外,并注意合理的涂层结构、重视施工操作工艺,是能够保持较长维修周期的。一般采用2道底漆和2~3道面漆结构,底漆道数增加可起填平基层作用,也可保证漆膜总厚度。
③涂层厚度确定
漆膜厚度影响防锈效果,增加漆膜厚度是延长使用年限的有效措施之一。一般钢结构防护涂层总厚度要求室内不小于100μm,室外条件应不小于125μm,腐蚀性环境中漆膜应加厚。漆膜厚度很难准确控制,故重要工程对各层漆膜厚度应测定。
(5)涂层施工
涂层质量与作业中操作有很大关系,一般涂刷中要注意下列事项:
①除锈完毕应清除基层上杂物和灰尘,在8h内心快涂刷第一道底漆,如遇表面凹凸不平,应将第一道底漆稀释后往复多次涂刷,使其浸透入凹凸毛孔深部,防止孔隙部分再生锈。
②避免在50C以下和400C以上以及太阳光下直晒,或85%湿度以上情况下涂刷,否则易产生起泡、针孔和光泽下降等。
③底漆表面充分干燥以后才可涂刷次层油漆,间隔时间一般为8~48h,第二道底漆尽可能在第一道底漆完成后48h内施工,以防第一道底漆之漏涂引起生锈;对于环氧树脂类涂料,如漆膜过度硬化易产生漆膜间附着不良,必须在规定时间内做上面一层涂料。
钢结构的防火方法多种多样,通常按照构造形式概括为以下两种。
1、紧贴包裹法 一般采用防火涂料,紧贴钢结构的外露表面,将钢构件包裹起来。
2、实心包裹法 一般采用混凝土,将钢结构浇注在其中。
就目前应用情况来分,钢结构防火方法的选择是以构件的耐火极限要求为依据,并且防火涂料是最为流行的做法。

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