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關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)建筑;防腐措施;質(zhì)量控制
引言
鋼結(jié)構(gòu)由于具有強(qiáng)度高、自重輕、施工速度快等優(yōu)點(diǎn),是人們喜愛(ài)的建筑結(jié)構(gòu)之一,但是由于鋼本身的特點(diǎn),存在腐蝕問(wèn)題,作為工程人員很有必要了解防腐的知識(shí),在工程實(shí)施過(guò)程中進(jìn)行防腐保護(hù),降低鋼結(jié)構(gòu)腐蝕而造成的損失。
一、腐蝕的危害
建筑鋼結(jié)構(gòu)一旦產(chǎn)生腐蝕,就會(huì)在金屬的表面形成坑點(diǎn),這些腐蝕坑點(diǎn)很容易引起應(yīng)力集中,從而引發(fā)應(yīng)力腐蝕的產(chǎn)生,加劇腐蝕進(jìn)程。隨著腐蝕的不斷擴(kuò)展,結(jié)構(gòu)的有效承載面積也會(huì)大大減少,甚至直接造成結(jié)構(gòu)的失效。因此,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生腐蝕后,其承載力降低,低溫脆性增加,特別是在承受動(dòng)力荷載作用時(shí)容易發(fā)生疲勞破壞引起結(jié)構(gòu)的突然破壞,引起嚴(yán)重的安全事故。由于鋼材發(fā)生腐蝕也造成大量的材料損耗,可能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)每年因?yàn)殇摬牡母g引起的損失達(dá)到鋼產(chǎn)量的7%左右。在輕鋼結(jié)構(gòu)建筑中,還會(huì)由于腐蝕而影響構(gòu)件的表面美觀度。
二、鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕類型
1、大氣腐蝕
大氣腐蝕是鋼結(jié)構(gòu)最常見(jiàn)的一種腐蝕方式,這種腐蝕是因?yàn)榇髿庵械乃涂諝庾饔糜阡摬模a(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而使鋼材受到腐蝕,對(duì)于一些直接接觸大氣的鋼材來(lái)說(shuō),發(fā)生這種腐蝕的概率會(huì)提高,而且受到的損傷也較大,因此,要避免鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大氣腐蝕,就要盡可能減少其與空氣的接觸。
2、局部腐蝕
對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),局部腐蝕也是比較常見(jiàn)的,可以分為兩種情況。第一種是電偶腐蝕,這種腐蝕是因?yàn)楫a(chǎn)生電位差而產(chǎn)生的腐蝕,在鋼結(jié)構(gòu)建筑中,如果有兩種不同類型的材料接觸,那么就會(huì)形成電位差,而電位較低的金屬會(huì)產(chǎn)生更大的腐蝕速度,在長(zhǎng)時(shí)間的作用下,就會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的腐蝕,破壞鋼結(jié)構(gòu)的完整度。第二種就是縫隙腐蝕,鋼結(jié)構(gòu)在組合過(guò)程中,不可能所有的相接的地方都是緊密結(jié)合的,在一些地方會(huì)有縫隙產(chǎn)生,而這些縫隙給空氣中的水汽等物質(zhì)留下了停留的機(jī)會(huì),在這些位置,這些水汽產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),然后就會(huì)使鋼材受到腐蝕。
3、應(yīng)力腐蝕
應(yīng)力腐蝕一般是在一些特殊的環(huán)境下,然后鋼材受到一定的應(yīng)力,這樣才會(huì)產(chǎn)生這種腐蝕,與其他腐蝕相比,這種腐蝕有著不同的特點(diǎn),在發(fā)生腐蝕的時(shí)候,它沒(méi)有一些明顯的特征,會(huì)突然發(fā)生腐蝕,但是一旦這種腐蝕產(chǎn)生之后,往往會(huì)造成較大的影響,破壞性也比較大。
三、鋼結(jié)構(gòu)的防腐措施
1、輕鋼結(jié)構(gòu)的涂層法防腐技術(shù)
這種方法是較為常見(jiàn)的一種防腐方法,而且也是被采用較為廣泛的方法,但是在使用過(guò)程中,不能持續(xù)較長(zhǎng)的時(shí)間,優(yōu)點(diǎn)是成本低,經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)。在對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)采用這種方法進(jìn)行防腐的時(shí)候,一般要經(jīng)過(guò)基層處理和涂層施工這兩個(gè)階段。對(duì)基層進(jìn)行處理,就是要將鋼結(jié)構(gòu)表面的毛刺、污染物、銹跡等清除掉,使輕鋼結(jié)構(gòu)恢復(fù)本色的光澤,這個(gè)步驟對(duì)后面的施工是有影響的,要想達(dá)到最好的防腐效果,要在基層處理的時(shí)候盡可能的徹底。
涂層施工就是給鋼材涂裝一些防腐材料。涂層結(jié)構(gòu)的形式有三種。底漆-中漆-面漆;底漆-面漆;底漆面漆為同一種漆。其中底漆主要起附著和防銹作用;面漆主要起防腐蝕和防老化作用;中漆的作用于介于底、面漆之間,并能增加漆膜厚度。它們只有配套使用才能發(fā)揮最佳的作用,取得最佳效果。合理的涂刷方式,對(duì)保證涂裝質(zhì)量、施工進(jìn)度、節(jié)約材料和降低成本有很大的作用,常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滾涂法、浸涂法、空氣噴涂法和無(wú)氣噴涂法等。
2、鋼結(jié)構(gòu)防腐涂層腐蝕失效原理及防腐
鋼材銹蝕對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑的安全性與耐久性影響顯著,而鋼材銹蝕通常發(fā)生在涂層脫落之后。依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)防腐要求,一般情況下普通結(jié)構(gòu)采用常規(guī)防銹漆即可。然而所有防腐涂層長(zhǎng)期處在各類腐蝕介質(zhì)的大氣環(huán)境中,由于自身的老化與某種物理或者化學(xué)的變化,必將逐步脫落,無(wú)法起到對(duì)鋼材的保護(hù)作用。涂層失效機(jī)理大致如下:有機(jī)涂層的多孔性與施工技術(shù)的限制使得與之接觸的水汽、氣體和其他物質(zhì)經(jīng)孔隙而被涂層吸收直通金屬表面,形成微觀腐蝕原電池,引發(fā)金屬腐蝕,最終導(dǎo)致涂層脫落。目前國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)建筑主要采用防腐涂層方法減輕或防止鋼材的銹蝕。合理科學(xué)的涂層能延長(zhǎng)鋼材防腐年限從而使得鋼構(gòu)件服役壽命增加,同時(shí)降低防腐成本。根據(jù)鋼材銹蝕的電化學(xué)原理,可以使鋼材表面形成一層鈍化膜,阻止銹蝕電池形成,從而達(dá)到鋼材防銹的目的。鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕發(fā)生在其表面防腐涂層失效后,因此準(zhǔn)確預(yù)測(cè)涂層體系使用壽命是研究在役鋼結(jié)構(gòu)抗震性能的前提。選擇合適于在役鋼結(jié)構(gòu)所處大氣環(huán)境的涂層,預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)服役年限,對(duì)保證結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性研究顯得尤為重要。
3、涂(噴)油漆防腐
油漆防腐具有外表美觀、涂裝工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn),多年來(lái)一直被廣泛采用。涂(噴)油漆防腐首先要徹底除銹(人工除銹或噴砂除銹),然后涂(噴)油漆。涂層的選擇要考慮周圍的環(huán)境,不同涂層對(duì)不同的腐蝕條件有不同的耐受性。涂層一般有底漆與面漆之分,底漆一般采用環(huán)氧鐵紅底漆、環(huán)氧煤瀝青底漆或氟碳底漆等,面漆采用環(huán)氧聚氨酯、丙烯酸聚氨酯或氟碳涂料等。但由于尤其涂層的老化、粉化會(huì)使這種保護(hù)作用減弱或失去作用。同時(shí)尤其涂層本身有無(wú)數(shù)的微針孔,長(zhǎng)期處在鹽霧、潮濕環(huán)境下,cl-離子、水分子等會(huì)通過(guò)針孔腐蝕基體金屬,導(dǎo)致油漆層剝落。因此,涂(噴)油漆防腐必須定期維護(hù)。氟碳涂料含氟樹(shù)脂三氟氯乙烯,由于氟樹(shù)脂分子中有化學(xué)結(jié)合力特別強(qiáng)的CF鍵存在,在受熱、光(包括紫外線)、各種化學(xué)介質(zhì)溶劑作用下,CF鍵難以斷裂,使得氟樹(shù)脂具有超強(qiáng)的耐候性、耐磨性及耐腐蝕性等。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,氟碳涂料的預(yù)期防腐壽命可達(dá)50年,使用于室外或潮濕環(huán)境的鋼結(jié)構(gòu),是目前較為理想、有發(fā)展前途的一種長(zhǎng)效防腐方法。
4、陰極保護(hù)防腐
這是一種通過(guò)犧牲陽(yáng)極或者直接施加電流的方式對(duì)金屬母體進(jìn)行保護(hù)的方法,能夠有效防止電化學(xué)腐蝕。可以通過(guò)熱鍍鋅或者冷噴鋅工藝在建筑鋼結(jié)構(gòu)中金屬表面獲得富鍍層,由于鍍層中的鋅比鐵具有更強(qiáng)的活性而形成陽(yáng)極首先被腐蝕,從而使陰極鋼基體得到保護(hù)。其中熱鍍鋅工藝是將經(jīng)過(guò)表面處理的鋼構(gòu)件浸入液態(tài)金屬鋅中,在鋼構(gòu)件表面形成冶金形態(tài)的富鋅覆蓋層;冷噴鋅工藝則是在鋼構(gòu)件表面直接涂裝形成富鋅的保護(hù)膜。熱鍍鋅和冷噴鋅防腐具有防腐期限長(zhǎng)、維護(hù)成本低、環(huán)境污染小、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)連接螺栓的防腐也常用這種方法。
結(jié)束語(yǔ)
在建筑鋼結(jié)構(gòu)的使用過(guò)程中,若不做好相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)防腐處理,就會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中極易受到外界某些腐蝕介質(zhì)的侵蝕,而降低鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能與使用性能,縮短其使用壽命。而在對(duì)其進(jìn)行防腐處理時(shí),需要遵循一定的防腐處理技術(shù)要求,根據(jù)實(shí)際的需要,合理的選擇最佳的防腐施工技術(shù),以提高鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù)的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性與合理性。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】建筑工程;環(huán)保;輕型鋼結(jié)構(gòu)
建筑材料是建筑業(yè)的基礎(chǔ)。面對(duì)當(dāng)前社會(huì)資源短缺、環(huán)境惡化等問(wèn)題,從可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略考慮,選用對(duì)資源和能源消耗盡可能少、對(duì)生態(tài)環(huán)境影響小、循環(huán)再生利用率高的輕型鋼結(jié)構(gòu)生態(tài)環(huán)境建筑材料是我們?cè)谛率兰o(jì)發(fā)展新型建筑體系的大趨勢(shì)。
一、建筑工程環(huán)保存在的問(wèn)題
1.1 環(huán)保意識(shí)差
很多建筑企業(yè)在施工過(guò)程中缺乏最基本的環(huán)保意識(shí),對(duì)工程項(xiàng)目中防治污染的設(shè)施沒(méi)有與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工和同時(shí)投產(chǎn)使用;引進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備不符合環(huán)境保護(hù)的規(guī)定;對(duì)環(huán)境可能造成重大影響的項(xiàng)目沒(méi)有編制環(huán)境影響報(bào)告書;施工時(shí)使用國(guó)家禁止的有毒有害物質(zhì)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的建筑材料。施工單位往往在施工中追趕進(jìn)度,只注重對(duì)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量的要求,忽視了施工過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成的危害。
1.2 影響周圍居民
一般的建筑工程所處位置的明顯特點(diǎn)就是居民相對(duì)集中。由于建筑企業(yè)對(duì)于環(huán)保問(wèn)題的認(rèn)識(shí)不足,在建筑施工的過(guò)程中沒(méi)有采取相應(yīng)的環(huán)保措施。噪聲污染是對(duì)施工所在地居住人們?cè)斐傻淖畲笪廴荆┕み^(guò)程少不了機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行,大型機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行又不可避免的會(huì)出現(xiàn)巨大的噪音。特別是夜間施工時(shí)施工噪音對(duì)施工地點(diǎn)所居住的居民的工作和學(xué)習(xí)已經(jīng)造成了嚴(yán)重影響。
1.3 環(huán)保成本高
在建筑工程施工中,排減技術(shù)是保證施工環(huán)境保護(hù)的重要舉措之一,但是很多建筑施工企業(yè)由于對(duì)排減技術(shù)掌握和理解不夠,再加上缺乏合理的管理手段,在實(shí)際的施工中不能做好排減工作。很多建筑項(xiàng)目由于開(kāi)工過(guò)快,對(duì)綠地的保護(hù)規(guī)劃不合理,一般都是先破壞,再改造,對(duì)未破壞的環(huán)境也不能采取有效的保護(hù)措施。這些因素都使得在整個(gè)施工過(guò)程中,加大了對(duì)環(huán)境保護(hù)的投入成本。
1.4 影響生態(tài)環(huán)境
建筑工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響很大,主要有廢水污染、廢氣污染、工業(yè)垃圾污染、破壞當(dāng)?shù)刂脖坏确矫妗=ㄖこ淌┕?shì)必會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐闹脖唬┕み^(guò)程中產(chǎn)生的噪音污染還會(huì)趕走周圍生活的動(dòng)物,使當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)遭到破壞,除此之外,廢水、廢氣、固體廢棄物都會(huì)破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)。
二、輕型鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)
相對(duì)于傳統(tǒng)建筑材料,輕型鋼結(jié)構(gòu)材料具有經(jīng)濟(jì)、高效、快速、工廠化生產(chǎn)的特點(diǎn)。面對(duì)當(dāng)今資源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題,輕型鋼結(jié)構(gòu)的出現(xiàn),能夠最大程度的解決建筑工程中的環(huán)境污染問(wèn)題。
2.1 設(shè)計(jì)理論先進(jìn)
輕型鋼結(jié)構(gòu)采用空間體系分析方法,利用屈曲后強(qiáng)度,考慮蒙皮效應(yīng),塑性設(shè)計(jì),優(yōu)化設(shè)計(jì)等,利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù),編制通用的商業(yè)化軟件包, 能及時(shí)全面滿足客戶對(duì)建筑的設(shè)計(jì)制造要求,報(bào)價(jià)快,造價(jià)低,供貨迅速。
2.2 生產(chǎn)效率高,質(zhì)量好
冷彎型鋼、壓型鋼板、連接件等各種構(gòu)配件均為自動(dòng)化、連續(xù)化、高精度生產(chǎn),生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,產(chǎn)品規(guī)格系列化、定型化、配套化,便于商品化;輕型鋼結(jié)構(gòu)材料經(jīng)過(guò)鍍鋅、涂層后有利于提高自身的防腐能力并提供優(yōu)美的外觀,減少了建筑圍護(hù)和裝修方面的費(fèi)用。
2.3 便于運(yùn)輸、安裝和施工
采用高效輕型鋼結(jié)構(gòu)薄壁型材,構(gòu)件截面特性優(yōu)良,相對(duì)承載力高,受力性能良好,整體剛度大,抗震性能好,可以大量節(jié)約材料,減輕結(jié)構(gòu)重量,降低基礎(chǔ)、運(yùn)輸和安裝費(fèi)用;干法施工,裝配化程度高,建設(shè)快速、高效,質(zhì)量有保證,房屋投入使用早,見(jiàn)效快;建筑空間布置靈活,建筑造型簡(jiǎn)潔、豐富,色彩多樣, 易于實(shí)現(xiàn)建筑功能的生產(chǎn)、生活要求。
由于新型輕鋼建筑體系的突出優(yōu)點(diǎn),它已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于一般工農(nóng)業(yè)建筑, 商業(yè)、服務(wù)性建筑,標(biāo)準(zhǔn)辦公樓、學(xué)校、醫(yī)院建筑、別墅、旅游建筑、各類倉(cāng)庫(kù)性建筑、娛樂(lè)、體育場(chǎng)館、震區(qū)建筑、活動(dòng)式可拆遷建筑、建材缺乏地區(qū)的建筑、工期緊的建筑、舊房改建翻修等建筑領(lǐng)域。
三、輕型鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程環(huán)保中的應(yīng)用
3.1輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑材料的環(huán)保
新型輕鋼結(jié)構(gòu)建筑是指以新型高效能薄壁結(jié)構(gòu)鋼材和高效功能材料為主,各類高效裝飾連接材料為輔組成的能滿足建筑特定使用功能和特定使用空間需求的商品化房屋體系。傳統(tǒng)建筑在建造、使用過(guò)程中需從環(huán)境中攝取大量的資源和能源,同時(shí)通過(guò)排放廢棄物給環(huán)境帶來(lái)負(fù)擔(dān),輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑是利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造的新型輕鋼門式剛架建筑,它是由薄板焊接的等截面或變截面構(gòu)件組成的,是一種結(jié)構(gòu)合理、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)性好的結(jié)構(gòu)形式。與傳統(tǒng)的門式剛架相比,該結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)是: 采用現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)和制造方法, 使結(jié)構(gòu)所需材料少。鋼材屬于生態(tài)環(huán)境材料。鋼是人們知道的最易于回收利用的材料, 據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)家估計(jì), 60年代和70年代生產(chǎn)鋼材料的45%已經(jīng)被回收再利用。從耗能來(lái)看,技術(shù)進(jìn)步已使煉鋼所耗能源比30年前減少了30%,另外,用回收的廢鋼鐵煉鋼所需能源是直接用鐵礦石煉鋼的35%-40%。鋼能滿足現(xiàn)代環(huán)境標(biāo)準(zhǔn), 因而輕型鋼結(jié)構(gòu)是良好的環(huán)保建筑材料。輕型鋼結(jié)構(gòu)可以滿足綠色結(jié)構(gòu)的四個(gè)目標(biāo):在生產(chǎn)過(guò)程中能源和原材料消耗低,廢棄排放物少;在使用過(guò)程中能源和原材料消耗低,廢棄排放物少;高的可重復(fù)使用性。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系設(shè)計(jì)更易于裝拆,具有節(jié)能降耗措施,減少加工過(guò)程中易污染環(huán)境的工藝,開(kāi)發(fā)無(wú)污染、低耗能。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑材料,能滿足現(xiàn)代環(huán)境標(biāo)準(zhǔn), 因而輕型鋼結(jié)構(gòu)是良好的環(huán)保建筑材料。
3.2 輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑作業(yè)的環(huán)保
輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑與傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)建筑有很大的不同,輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑主要由主體鋼結(jié)構(gòu)體系、護(hù)墻和內(nèi)隔墻體系、樓面板體系組成。采用輕型鋼結(jié)構(gòu)的建筑可以降低樓層高度,減少護(hù)墻面積,節(jié)約空調(diào)所需能源,減少建筑圍護(hù)使用中的能源消耗。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、模式化、工業(yè)化的生產(chǎn),避免混凝土澆灌等濕法作業(yè)所造成的環(huán)境污染,所占用的施工現(xiàn)場(chǎng)面積少,建筑垃圾少,建筑施工噪音小。輕型鋼結(jié)構(gòu)部件重量輕,運(yùn)輸方便、費(fèi)用低。所使用的材料都是可回收、易降解的材料。在建筑拆除時(shí),大部分的建筑材料都可以回收或降解,避免了大量建筑垃圾的產(chǎn)生。整個(gè)建筑物的科技含量高,輕型鋼結(jié)構(gòu)的利用使得建筑物自重大大減輕,建筑速度快捷,綜合成本低。極大程度上避免了建筑物構(gòu)建和拆除時(shí)的環(huán)境污染。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑具有重量輕、抗震性能好、施工周期短、濕法作業(yè)少、適于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等優(yōu)點(diǎn),屬于綠色環(huán)保建筑。
四、總結(jié)
新型輕鋼結(jié)構(gòu)建筑具有環(huán)保型建筑可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)、高效、快速、工廠化生產(chǎn)的特點(diǎn)。輕鋼結(jié)構(gòu)由于便于施工,已廣泛適用于工廠廠房、大型車庫(kù), 室內(nèi)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等建筑的構(gòu)建,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系將對(duì)建筑工程調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),同時(shí)推動(dòng)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展具有重大的意義。
參考文獻(xiàn)
[1]陶 忠 何保康 發(fā)展我國(guó)新型輕鋼結(jié)構(gòu)建筑體系 中國(guó)工程科學(xué) 2000
[2]弓曉蕓 輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的發(fā)展及展望 工業(yè)建筑 1995
關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)建筑;防腐保護(hù)工程;質(zhì)量控制;建筑行業(yè);鋼材腐蝕 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):TU511 文章編號(hào):1009-2374(2016)25-0121-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.059
建筑業(yè)作為我國(guó)的一個(gè)支撐產(chǎn)業(yè),變成了加快我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新方面,因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)建筑具備良好的抗震能力,在工業(yè)化方面具有較高的程度,施工的周期較短,在工業(yè)乃至民用建筑當(dāng)中,鋼結(jié)構(gòu)成為了普遍運(yùn)用的承重方式。就傳統(tǒng)砌體構(gòu)造、混凝土構(gòu)造來(lái)講,鋼結(jié)構(gòu)建筑具有顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益,而且與其相符的維護(hù)構(gòu)造體系能夠經(jīng)由具有環(huán)保、節(jié)能效果的建筑材料反復(fù)進(jìn)行使用。從標(biāo)準(zhǔn)方面而言,這一建筑與我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相符。以鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造和應(yīng)用角度分析,鋼材容易腐蝕的狀況在鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展和運(yùn)用方面具有較大的制約性。
鋼結(jié)構(gòu)工程是否能夠解決防腐蝕問(wèn)題,通常會(huì)對(duì)新材料新工藝乃至新技術(shù)的運(yùn)用造成影響。特別對(duì)于當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)建筑構(gòu)件的等效性而言,構(gòu)件運(yùn)用的年限并不相同,通常對(duì)建筑的使用年限具有較大的影響。現(xiàn)代化的高壓、高溫以及處于繁瑣腐蝕介質(zhì)的設(shè)施,其腐蝕問(wèn)題無(wú)法處理得當(dāng),會(huì)對(duì)正常的生產(chǎn)造成影響。鋼結(jié)構(gòu)防腐普遍運(yùn)用的方式還存在噴鋁或噴鋅的狀況,且通過(guò)防腐涂料形成長(zhǎng)期防腐涂層或通過(guò)配套防護(hù)的防腐涂料。
1 當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速的原因
1.1 鋼結(jié)構(gòu)在發(fā)展過(guò)程中的市場(chǎng)需求
對(duì)于國(guó)外的鋼結(jié)構(gòu)而言,在新技術(shù)以及新產(chǎn)品的投入當(dāng)中,人們逐步改變了傳統(tǒng)的理念。對(duì)于單層工業(yè)廠房來(lái)講,輕鋼結(jié)構(gòu)體系的工程總造價(jià)比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)乃至磚混結(jié)構(gòu)體系要小。在人們對(duì)鋼結(jié)構(gòu)認(rèn)知的改變下,令鋼結(jié)構(gòu)的市場(chǎng)所需量逐漸加大,以此加快鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。住宅鋼結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)業(yè)非常具有潛能,會(huì)成為未來(lái)投入使用的一個(gè)主要方面。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展政策
在我國(guó)的鋼材使用歷程中,由節(jié)約鋼材演變到合理使用鋼材,由限制使用鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闃O力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)。對(duì)于我國(guó)建筑行業(yè)推廣的10項(xiàng)新技術(shù)而言,應(yīng)當(dāng)先規(guī)劃到鋼結(jié)構(gòu)的新技術(shù)當(dāng)中,有效展現(xiàn)出我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有的良好前景。
1.3 鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)
隨著我國(guó)鋼鐵工業(yè)的高速發(fā)展,鋼產(chǎn)量逐漸增加,我國(guó)在全球中已經(jīng)成為鋼鐵大國(guó),鋼鐵市場(chǎng)也從原本的賣方市場(chǎng)成為了買方市場(chǎng),為極力推動(dòng)運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)打造了穩(wěn)固的物質(zhì)根基。
1.4 鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)
1.4.1 延性良好,抗震性乃至塑性變形能力較佳,可以較大地提升建筑物的安全穩(wěn)定性。
1.4.2 相較于傳統(tǒng)建筑,能夠與建筑大開(kāi)間及靈活分隔標(biāo)準(zhǔn)相符,并且可以經(jīng)由減少柱截面面積和使用輕質(zhì)墻板提高使用面積。
1.4.3 構(gòu)件易于標(biāo)準(zhǔn)化,將建筑技術(shù)提升為集成化、產(chǎn)業(yè)化,對(duì)減少成本十分有利。施工符合環(huán)保建筑的標(biāo)準(zhǔn)。
1.4.4 施工周期較短,相對(duì)于傳統(tǒng)施工的工期,能夠縮減三分之一左右,可以較大程度提升投資的效益,令資金周轉(zhuǎn)更加迅速。
1.4.5 自重較輕,約為混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量的50%,可以顯著減少基礎(chǔ)造價(jià)。
1.4.6 鋼結(jié)構(gòu)材料可以反復(fù)運(yùn)用,與可持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)相符。
2 鋼材腐蝕的特點(diǎn)
鋼材腐蝕存在電化學(xué)腐蝕以及化學(xué)腐蝕兩個(gè)特點(diǎn),電化學(xué)腐蝕是指鋼材在保存與應(yīng)用中與周圍環(huán)境介質(zhì)相互間具有的氧化還原反應(yīng),從而形成了腐蝕。化學(xué)腐蝕是指鋼材表層與周圍介質(zhì)直接形成的化學(xué)反應(yīng)而促成的腐蝕,此類腐蝕會(huì)隨著時(shí)間與溫度的提升而加深。對(duì)于潮濕的空氣而言,因?yàn)殇摬谋砻胬w維組織有異、繁瑣分布不均,還會(huì)被外力所影響而導(dǎo)致變形,使得建筑鋼結(jié)構(gòu)表面的局部相鄰質(zhì)點(diǎn)形成了電極電位差。在電極電位較低的陽(yáng)極范疇,鐵不具備電子后會(huì)變成Fe2+融入電解質(zhì)水膜當(dāng)中。陰極區(qū)在獲得的電子與水膜內(nèi)融入了氧作用后,變成了OH-,通過(guò)結(jié)合變成了Fe(OH)2,從而不斷被氧化為Fe2O3,這是因?yàn)樽兂晌㈦娮右约半娮恿鲃?dòng)而促成鋼腐蝕則屬于電化學(xué)腐蝕。大部分建造的鋼結(jié)構(gòu)建筑以及運(yùn)用均在常溫當(dāng)中進(jìn)行,也就是在大氣環(huán)境當(dāng)中,所以對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑的腐蝕則為電化學(xué)腐蝕。
鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕現(xiàn)象是一個(gè)尤為繁瑣的化學(xué)物理過(guò)程,不僅表現(xiàn)于材料腐蝕方面,更加關(guān)鍵的則為減弱建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,因此會(huì)影響到建筑的安全以及運(yùn)用。腐蝕會(huì)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的建筑形成以下影響:
鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕以后,會(huì)在構(gòu)件的表層產(chǎn)生眾多細(xì)小的損傷,并且這些損傷會(huì)由于時(shí)間的延長(zhǎng)而繼續(xù)發(fā)展,所以降低了構(gòu)件的截面面積,令建筑結(jié)構(gòu)的性能以及承載能力減少。腐蝕令鋼材大量耗損,而其中大多數(shù)可以透過(guò)正確的防腐蝕方式免除。腐蝕會(huì)影響到鋼結(jié)構(gòu)的外層,對(duì)于大部分鋼結(jié)構(gòu)的件數(shù)而言,其外表層在涂裝當(dāng)中應(yīng)當(dāng)對(duì)構(gòu)件表層進(jìn)行處理,構(gòu)件的表層在銹蝕以后,會(huì)產(chǎn)生出凹凸不平的狀態(tài),不僅加大了解決構(gòu)件的成本,還需對(duì)構(gòu)面表層防腐涂料的涂裝量進(jìn)行加大。鋼結(jié)構(gòu)形成的腐蝕由于表層特征造成了較大的改變,雖然并不嚴(yán)重,但依舊會(huì)對(duì)建筑物的使用人員造成過(guò)大的心理壓力,因此會(huì)影響到自身的身體狀況。
3 鋼結(jié)構(gòu)在防腐方面的保護(hù)方法
3.1 盡可能挑選簡(jiǎn)單有效的鋼結(jié)構(gòu)形狀與形式
通過(guò)圓柱形鋼結(jié)構(gòu)形式有利于解決并檢修防腐問(wèn)題,圓柱形鋼結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,表面積較小,較易進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理。對(duì)于處理鋼結(jié)構(gòu)防腐時(shí),需簡(jiǎn)單處理鋼結(jié)構(gòu)主體部分的完整性。鋼結(jié)構(gòu)分段結(jié)構(gòu)的銜接位置并不具備良好的抗腐蝕性,處在最易被腐蝕的環(huán)節(jié),所以需要盡可能挑選總體性的鋼結(jié)構(gòu)。在鋼結(jié)構(gòu)不能簡(jiǎn)化時(shí),需要分離腐蝕位置與其他部位,并且也需確保鋼結(jié)構(gòu)利于拆除,便于維護(hù)和防腐。
3.2 鋼結(jié)構(gòu)在最大限度中免除產(chǎn)生縫隙與死角的問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)的縫隙與死角會(huì)時(shí)常產(chǎn)生腐蝕的狀況,特別對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的銜接與支撐之處而言,較易令鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生縫隙與死角的狀況。所以對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言,打造鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)將其焊牢,也可以通過(guò)堵縫劑填堵鋼結(jié)構(gòu)的縫隙及死角,以便減少鋼結(jié)構(gòu)縫隙產(chǎn)生的腐蝕狀況。
3.3 降低鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生磨損腐蝕的狀況
鋼結(jié)構(gòu)處在流動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)中,需盡可能免除因?yàn)橥牧鳌u旋乃至流體等對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的沖擊,以此降低鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生磨損腐蝕的狀況。對(duì)流速進(jìn)行有效的設(shè)定,保障流速的方位與截面積不會(huì)發(fā)生突變的狀況。在鋼結(jié)構(gòu)管道被液體內(nèi)含有的氣泡沖擊時(shí),會(huì)加大鋼結(jié)構(gòu)磨損腐蝕的力度,所以需分離和排除鋼結(jié)構(gòu)。如果鋼結(jié)構(gòu)無(wú)法免除湍流及沖擊,則能夠相應(yīng)加大鋼結(jié)構(gòu)承載湍流位置的厚度。
3.4 選擇有效的防腐材料
對(duì)于防腐材料的選擇,應(yīng)當(dāng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)所受腐蝕的濃度、性質(zhì)乃至作用條件給予仔細(xì)分析,并且需對(duì)材料的防腐性能、物理力學(xué)性能、重要性能乃至材料提供的次數(shù)進(jìn)行融合,之后判斷防腐蝕的材料。防腐蝕材料在被不同介質(zhì)混合作用中,會(huì)影響到防腐蝕材料的性能,所以需要對(duì)防腐材料采取良好的試驗(yàn),以便能夠判斷防腐材料。在涂抹鋼結(jié)構(gòu)防腐材料時(shí),需要對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的表層、底端乃至中間給予涂抹,需有效地融合圖層的
配置。
3.5 鍍層保護(hù)
為了有效提升鋼結(jié)構(gòu)在抗腐蝕方面的性能,可以通過(guò)金屬鍍層如電鍍乃至熱鍍鋅等方式,從而對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的表層進(jìn)行施加。在解決鋼結(jié)構(gòu)表層的過(guò)程中,可以通過(guò)熱鍍鋅、加噴鋁而對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的表層進(jìn)行復(fù)合涂層。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)表面運(yùn)用熱鍍鋅或加噴鋁時(shí),即便鋼結(jié)構(gòu)處在露天狀態(tài)下,也可以延續(xù)鋼結(jié)構(gòu)的防腐時(shí)間。通過(guò)噴涂油漆乃至防腐涂料而處理鋼結(jié)構(gòu)表層時(shí),為了確保鋼結(jié)構(gòu)不會(huì)被有害物質(zhì)所影響,大多在室內(nèi)進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的防腐工作。
3.6 在鋼結(jié)構(gòu)防腐保護(hù)當(dāng)中,可以通過(guò)有機(jī)涂料進(jìn)行搭配
對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的防腐保護(hù)措施而言,對(duì)處于特殊氛圍內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)材料,例如處于沿海地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu),大多被海洋空氣所影響,鋼結(jié)構(gòu)的金屬部位大多會(huì)產(chǎn)生腐蝕的狀況。鋼結(jié)構(gòu)金屬位置被腐蝕時(shí)大多會(huì)被溫度、濕度乃至含鹽量等因素所作用,令鋼結(jié)構(gòu)受到十分嚴(yán)重的腐蝕狀況,所以可以通過(guò)有機(jī)涂料搭配體系的方案,能夠防止并控制鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕狀況,以便提升鋼結(jié)構(gòu)的防腐
性能。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,由于鋼結(jié)構(gòu)建筑的持續(xù)升溫,鋼結(jié)構(gòu)的防腐性能愈發(fā)被學(xué)者所重視。在防腐的方法方面,涂料的防腐體系在最初時(shí)期會(huì)投入較少的資金,經(jīng)過(guò)十年左右,則需在鋼構(gòu)件的表層再次進(jìn)行涂抹,對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑使用的時(shí)間當(dāng)中,需要維護(hù)涂料的防腐體系,但是熱浸鍍鋅防腐體系在開(kāi)始的時(shí)期會(huì)投入較大的力度,但是在服務(wù)期限以內(nèi),大多無(wú)需進(jìn)行維護(hù)。通過(guò)具備良好工業(yè)化能力的體系,作為鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間防腐,愈發(fā)受到工程設(shè)計(jì)人員以及建筑業(yè)主的重視,也會(huì)在鋼結(jié)構(gòu)的建筑范圍被廣泛運(yùn)用。
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