二级结构专业辅导：钢结构及钢架长效防腐.pdf

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1、二级结构专业辅导：钢结构及钢架长效防腐二级结构专业辅导：钢结构及钢架长效防腐1、前言以往，钢构造及网架的防腐蚀没有受到应有的重视， 只采纳手工除锈，涂刷一般红丹底漆和一般油漆， 使用半年或一年后， 涂层起泡、 透锈、 脱落，钢材受到腐蚀，返修非常困难。防腐层受到破坏是多种因素造成的，其主要缘由是涂层材料不耐腐蚀以及涂层施工方法不当。钢构造和网架长期暴露在空气中， 当气候变化时， 空气的相对湿度超过某一临界值， 在钢铁的外表就会形成水膜， 这空气湿度的临界值与钢铁外表状态和外表有无吸湿物有关，如表-1.表-1 不同外表状态的空气临界湿度钢铁外表状态 临界湿度（）洁净外表在洁净的空气中 接近 10

2、0被二氧化硫处理过的外表 80洁净外表在含 0.01二氧化硫的空气中 70在 3氯化钠溶液中浸蚀过的外表 55从表-1 可以看出，当空气被污染或在沿海地区空气中含盐时，临界湿度都很低，钢铁外表简单形成水膜。钢铁的腐蚀主要是电化学腐蚀，钢构造在焊接时造成与母材材质的差异，焊渣及应力都会形成腐蚀电池的阴极和阳极区， 尤其是钢铁外表除锈不彻底，钢材外表留有一层轧制的氧化铁皮。有些人认为这氧化皮不是锈，其实不然，这氧化皮是高温腐蚀产物，主要是四氧化三铁，它在含微量盐的水中，与钢铁的电极电位差可达 0.26 伏。在水膜中，轧制氧化皮将作为在的阴极，纯钢铁形成阳极。阳极不断地被腐蚀，阴极渐渐地扩大，锈蚀产

3、物拱破涂层，钢构造被腐蚀。要作好防腐工程，到达长效防腐的效果，必需满意三项根本要求，即：做好外表处理、选择高性能材料、到达肯定的涂层厚度。2、外表处理外表处理特别重要，同一种油漆，同一种腐蚀环境，使用抛喷射除锈较手工除锈漆膜寿命可延长三倍到五倍。应去除钢铁外表的污物和锈层， 尤其是轧制钢材时形成的黑氧化皮， 它是电化学腐蚀的阴极，是腐蚀的根源，必需除掉。外表处理质量应到达涂装前钢材外表预处理标准的 Sa2.5 级。3、材料选择外表涂刷专用防腐漆， 仍是目前对钢构造及网架防腐的主要手段。 防腐漆按爱护功能可分为底漆、 中层漆和面漆， 各层油漆均有其特性， 各负其责，几层组合起来，形成复合涂层，提

4、高防腐性能，延长使用寿命。3.1 底涂层3.1.1 富锌底漆富锌底漆是由大量的微细锌粉与少量的成膜基料组成。 锌的电化学活性比钢铁高，在受到腐蚀时，有“自我牺牲“的作用，使钢铁被爱护。腐蚀产物氧化锌又填充了空隙，使涂层更加致密。作为防腐蚀涂装系列的底漆，一般厚度为 3040 微米，太厚易龟裂和剥落。常用的富锌底漆有三种：（1）水玻璃无机富锌底漆。五十年前研制的无机富锌底漆是以水玻璃为基料， 参加锌粉， 混合后涂刷。固化后要用清水冲洗，施工工艺简单，工艺条件苛刻，外表处理必需在Sa2.5 级以上，另外对环境温度、湿度都有要求，形成的涂膜易开裂、脱皮，目前已很少采纳。（2）醇溶型无机富锌底漆该底漆

5、是以正硅酸乙酯为基料，以酒精为溶剂，经局部水解聚合，参加锌粉混合匀称后涂覆成膜。（3）有机富锌底漆有机富锌底漆是以环氧树脂为成膜基料，参加锌粉，固化形成涂层。环氧富锌底漆不但防腐性能优良， 而且附着力强， 并与下道涂层环氧云铁中层漆结合严密， 与其他高性能的中层漆均有良好的粘结性。 主要用于一般大气中的钢架构造和石油化工设备的防腐。无机富锌底漆与环氧富锌底漆比拟，其各自特点为：（1）无机富锌底漆与钢铁有化学反响，属化学结合，耐蚀性、耐久性优于环氧富锌。无机富锌外表处理要求较高，要求喷砂除锈至 Sa2.5 级，而环氧富锌为 Sa2 级。（2）无机富锌耐热性、耐溶剂性、导电性优于环氧型，但力学性能

6、比环氧富锌低.（3）环氧富锌易与面漆配套，无机富锌受到肯定限制，涂面漆时易起泡和剥落。（4）无机富锌施工时对环境要求比环氧富锌高。3.1.2 环氧铁红底漆环氧铁红底漆是分罐装的双组份涂料，甲组份（漆料）由环氧树脂、氧化铁红等防锈颜料、增韧剂、防沉剂等制成，乙组份为固化剂，施工时按比例调配。氧化铁红是一种物理性防锈颜料，其性质稳定、遮盖力强、颗粒微小、能在漆膜中起到很好的屏蔽作用， 有很好的防锈性能。 环氧铁红底漆对钢板及上层环氧面漆均有很好的粘结力，常温枯燥快，对上层面漆不渗色，较普遍地用于钢质管道、贮罐、钢构造防腐工程，作防锈底漆使用。环氧铁红底漆中含有缓蚀剂， 当面层漆受到破坏后， 底漆缓

7、蚀剂起到钝化和缓蚀作用，仍可爱护钢铁。3.2 中涂层中涂漆一般为环氧云铁漆和环氧玻璃鳞片漆或环氧厚浆漆。3.2.1 环氧云铁漆环氧云铁漆是以环氧树脂为基料参加云母氧化铁制成， 云母氧化铁的微观构造像片状云母，其厚度仅为数微米，而直径为数十微米到 100 微米。它耐高温、耐碱、耐酸性、无毒，片状构造可阻挡介质渗透，增加了防腐性能。它收缩率低，外表有粗糙度，是一种优良的中层防腐漆。应用实例如上海南浦大桥：主桥钢梁外壁：喷砂除锈 Sa2.5 级；第一层环氧富锌漆80 微米；其次层环氧云铁漆 100 微米；第三层氯化橡胶云铁漆 45 微米；安装后：第四层氯化橡胶云铁漆 45 微米。3.2.2 环氧玻璃

8、片漆环氧玻璃鳞片漆是以环氧树脂为基料， 以薄片状的玻璃鳞片为骨料， 再加各种添加剂组成的厚浆型防腐漆。玻璃鳞片厚度仅为 25 微米，片径为1003000 微米。 由于鳞片在涂层中上下多层排列， 形成独特的屏蔽构造。有以下特点：（1）极优良的抗介质渗透性；（2）优良的耐磨性；（3）固化时收缩小，固化成膜后热膨胀系数小；（4）与基体粘结性好，耐温度性好；（5）良好的施工性能，施工便利，易修补。玻璃鳞片涂料比云铁涂料有更多的优点， 一般涂一遍可达 150300 微米。日本关西海上机场和本洲到四国的跨海大桥的钢构造都使用环氧玻璃鳞片涂料，涂层厚度到达 1000 微米。3.3 面涂层用于面漆层的涂料按其

9、价位可划分为三种等级；（1）一般级为环氧漆、氯化橡胶漆、氯磺化聚乙烯漆等；（2）中等级为聚氨酯漆；（3） 高等级为有机硅改性聚氨酯漆、 有机硅改性丙烯酸面漆、 氟涂料等。环氧漆经化学固化后，化学性质稳定，涂层致密，有很强的粘接力，很高的机械性能。它耐酸、碱、盐，能反抗多种化学介质的侵蚀。在东化公司试验室中，环氧漆试件浸在硫酸、盐酸、氢氧化钠溶液，盐水和汽油、柴油、原油等 16 种化学介质中最长已达 2022 年之久，但仍保持完好，足可证明环氧漆是一种非常可*的防腐材料。东化公司生产的环氧漆中， 添加了云母组份， 能有交减缓紫外线对环氧漆外表层的降解粉化， 可在室内及非曝晒的环境下使用， 其价格

10、比聚氨酯漆低 30以上。氯化橡胶漆以氯化橡胶为成膜物， 氯化橡胶是用自然橡胶与氯气反响制成，它属惰性树脂， 成膜后密封性能特别好， 水汽、 氧气对漆膜的渗透率极低，而且耐酸、耐碱、耐水、耐氧化剂、耐各种腐蚀性气体的腐蚀，在用醇酸树脂改性后，耐侯性好，在使用过程，漆膜理化性能变化很小，可以说是一种经济耐用的防腐材料。其它面涂层涂料因价格较高，使用很不普遍，本文不再详述。4、涂层厚度涂料是防腐蚀的中间材料， 必需经过涂装才能形成涂层。 假如涂层厚薄不均，钢材外表的毛刺或锚纺的顶峰会露出涂层。假如涂层施工遍数少，涂层有针孔，水中的氧、氯离子、水分子等会穿过这些薄弱的地方，使钢铁生锈腐蚀。 腐蚀产物体积膨胀， 形成锈包， 渐渐扩大， 最终涂层起泡脱落。为了防止水、 氧和电解质穿过涂层， 选用几种高性能的防腐涂料组成一个加厚的复合防腐涂层体系，即：重防腐蚀涂层体系。从公式：T=L2/6D 可以看出：使用寿命T 与涂层厚度 L 的平方成正比。增加涂层厚度,能加强涂层的隔离力量，是提高涂层寿命，爱护钢铁的有效手段。采纳新型的高固体份厚浆涂料，经少量次数的涂装，可以得到250500 微米的重防腐蚀涂层，而超重防腐蚀涂层厚度可达 10002022 微米（