防腐设计在工业建筑结构中的应用

张媛媛

摘要：针对工业建筑结构腐蚀问题，首先对几种常见的腐蚀类型及其产生机理进行分析，随即在明确结构腐蚀对建筑安全有重大危害的基础上，深入探讨工业建筑结构中防腐设计的具体应用，提出有效的结构防腐方法。

关键词：工业建筑结构；防腐设计；应用

中图分类号：TU352.3文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）08-0189-01

引言

工业建筑中恶劣的生产环境，增大了建筑结构出现腐蚀的可能性，以及腐蚀发生后的发展速度，若未能采取有效措施处理结构腐蚀，还将造成一系列问题，甚至危及建筑安全。因此，在工业建筑结构中合理应用防腐设计，是确保建筑安全的重要举措之一。

1.工业建筑结构腐蚀类型和产生机理

1.1大气腐蚀及其产生机理。工业建筑结构发生大气腐蚀是因为空气当中的氧气、水等成分发生电化学或化学作用。空气中的水会在结构表面形成一层电解液，而氧气会溶于电解液中变成阴极去极剂，这两者和建筑结构本身会形成—个腐蚀原电池。当建筑结构的表面出现一层由于大气腐蚀造成的锈迹以后，腐蚀作用生成的产物会对电极反应造成一定影响，从而加剧结构腐蚀。

1.2局部腐蚀及其产生机理。在工业建筑结构中，局部腐蚀是一种常见且危害较大的破坏形态，包含电偶腐蚀及缝隙腐蚀等类型。其中，电偶腐蚀通常出现在结构连接处或组合结构上，负电位结构的腐蚀速度大于正电位结构，而且正电位结构还会因此受到保护，两者和建筑结构本身构成了一个腐蚀原电池。缝隙腐蚀大多出现在建筑结构不同构件之间或表层缝隙上，在缝隙的宽度可以容纳液体悬留时产生，建筑结构裂缝的缝隙腐蚀敏感宽度在0.025-0.10mm范围内。

1.3应力腐蚀及其产生机理。应力腐蚀是指在某种介质环境下，建筑结构若不受应力影响，则几乎不存在腐蚀，而一旦受到应力以后，在很短的时间内就会出现腐蚀或断裂。由于应力腐蚀引发的断裂没有较为显著的征兆，因此往往会造成巨大损失，如管线泄漏、建筑结构倒塌和桥梁垮塌等。

2.工业建筑结构腐蚀危害

通过对工业建筑腐蚀产生机理的探究可知，腐蚀属于不均匀破坏过程，如果结构的表面出现若干腐蚀坑，则从坑底开始会快速向纵深蔓延，随即使应力集中，而应力的集中对腐蚀现象有加速的作用，这种具有循环特点的连锁反应即为建筑结构应力腐蚀主要表现形式。结构物遭到应力腐蚀以后，其抗冷脆性能大幅降低，致使承重结构在没有任何征兆的情况下瞬时产生脆性断裂，导致建筑局部或整体倒塌，严重危及建筑内部与周围人们的人身安全。此外，当结构受到一定冲击荷载以后，腐蚀产物与介质会加速结构疲劳响应，导致建筑处于不安全状态。

3.工业建筑结构防腐设计应用

基本要求：（1）结构表层处理。表层处理至关重要，需彻底清除结构表层留有的锈迹与污物，特别是部分钢制结构在轧制钢材过程中留下的黑氧化皮，它是造成腐蚀现象的根源，必须予以全面清理。（2）防腐材料选择。在结构表层均匀涂抹防腐漆，依然是当前工业建筑结构最常用的防腐手段。防腐漆的选择也十分重要，要求在不会和结构自身发生反应的基础上，最大限度的发挥防腐效果，并且造价合理。（3）防腐涂层厚度。防腐涂层过厚或过薄都不利于工业建筑结构防腐实效。若防腐层过厚，一方面增加防腐漆用量，增大经济负担。另一方面还会影响建筑结构整体外观，尤其是部分功能性构件，会因防腐层过厚而影响正常使用。若防腐层过薄，会过早因人为破坏与自然損耗失去保护效用，导致内部结构出现腐蚀。因此，必须根据相关要求，结合不同建筑结构实际情况，确定适宜的防腐层厚度。

3.2防腐方法

（1）改性结构。该方法主要针对钢制结构而言，是指在钢材冶炼时加入合金元素，以此在钢制结构的表面形成一层惰性金属保护层。（2）阴极保护。该方法经常应用于水下结构和地下结构，是指在建筑结构的表面附加活跃金属，以活跃金属代替建筑结构发生腐蚀。（3）热浸锌。指在600～C高温液化锌中放入建筑结构，促使结构的表层形成一层锌膜，以此起到防腐作用。该方法具有防腐有效时间长、质量可靠等优势，在易受大气腐蚀且难以维修的建筑结构中较为适用。（4）涂层法。指在建筑结构表面均匀涂抹一层防腐漆来实现防腐目的。

以上四种方法，除涂层法以外的三种方法都存在一定局限性或工艺复杂性，但涂层法因其涂层选择范围广，且造价低廉，在当前工业建筑结构防腐中得到广泛应用，以此对涂层法具体应用进行分析。（1）基层处理。清理结构上的毛刺和锈迹等附着物，露出结构基面；（2）涂层作业。涂层共分三层，分别为底漆、中漆和面漆。其中，底漆有附着与防锈等作用；中漆的作用是增加防锈漆膜的厚度；面漆有抗老化和防腐蚀等作用。涂层作业中需合理配置不同漆层的厚度，以此发挥最佳的防腐效果；（3）质量控制。①根据结构的防腐要求使用适宜的基层处理方式。②底漆要有良好的粘附力和与中漆的结合性；中漆要充分考虑和不同涂料之间的相容性；面漆需要具有较强的抗风化和抗腐蚀能力。③涂层作业需在适宜的温湿度条件下进行，其中温度不能超出5-38～C范围，相对湿度不能超过85%。④涂层通常不少于4次，室外结构干漆膜总厚以150±25um为宜，室内结构干漆膜总厚以125±25um为宜；海上、海边与强腐蚀性环境下，干漆膜总厚一般为200-220um。

4.结束语

工业建筑结构因处于复杂、恶劣的作业环境而容易出现腐蚀现象，结构腐蚀不仅影响美观，影响结构正常使用，还会带来一定安全隐患。因此，有必要在工业建筑结构中引入防腐设计，根据结构类型、特点、功能、所处环境等采取适宜的防腐方法，并做好防腐质量控制，以此从根本上减少或杜绝结构腐蚀，为确保工业建筑结构安全提供可靠保障。

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2020-01-29