近年来,钢结构建筑由于其施工周期短、抗震性好、安全性高、预制性强、设计弹性大、适应各种气候和大气环境等优点,在国内发展异常迅速。加上钢结构施工污染小、噪音低、无粉尘污染,可称其为绿色环保建筑,像许多超高层建筑、工业厂房、大桥、高架立交、文体场馆、塔式建筑等越来越广泛开始适用起钢结构形式。然而,相对于传统的混凝土、砌体材料,钢材的耐腐蚀性、耐锈蚀性较差,每年会因为腐蚀造成一定的经济损失,除此之外,发生腐蚀问题时,钢结构的稳定性与质量也会受到一定影响,存在巨大隐患。因此,对钢结构工程的腐蚀原因及防腐措施进行分析具有十分重要的意义。
1. 钢结构腐蚀类型
通过对钢结构产生腐蚀形式的不同,可以把钢结构腐蚀类型可分为三类:即大气腐蚀、局部腐蚀和应力腐蚀。大气腐蚀是钢结构最为常见的腐蚀类型之一,会对钢结构整体的稳定性和承载力产生极大的影响。产生大气腐蚀的主要原因是由于钢结构长期暴露在户外环境当中,钢结构中的金属元素会与大气中的水、空气等发生反应,继而造成腐蚀现象。钢结构中的大气腐蚀是一个长期持续的过程,会逐步侵入厂房结构内部,危害厂房结构的质量和安全。
(2) 应力腐蚀
应力腐蚀是一种比较特殊的腐蚀现象,属于突发性的腐蚀,一般发生在厂房钢结构承受一定应力的情况下,应力腐蚀与钢结构的稳定性之间存在着较大的联系,由于钢结构内部组织突发裂变继而引起了钢结构的腐蚀现象。
(3) 局部腐蚀
局部腐蚀也是厂房钢结构比较常见的腐蚀现象,其中又可以分为缝隙腐蚀和电偶腐蚀。具体而言。缝隙腐蚀是在厂房钢结构施工的过程中,由于钢结构表面发生裂缝,水分、空气等介质通过裂缝进入钢结构内部,随着时间的推移逐步引起了钢结构的腐蚀问题;而电偶腐蚀则是由于钢结构中不同的金属元素所产生的正负电位所引发的腐蚀现象,一般而言负电位相较于正电位更容易引起腐蚀,且产生的腐蚀现象更为严重。
2. 钢结构防腐措施
通常的防腐措施主要是针对钢结构的大气腐蚀,加强钢结构的防腐性能通常有两种方式,一种是改变材料属性,选择腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材。另一种是在钢结构外侧涂覆防腐涂料,增加防腐性能。
涂料防腐为目前钢结构中采用最普遍、最常用的方法。钢结构防腐涂料基本由颗粒即颜料弥散分布于液体中,当涂料被涂抹在钢材上时,液体涂料逐渐干燥并把颜料颗粒粘结起来成为紧密结合的固化膜,防止空气、水等腐蚀介质侵入钢结构内部,使钢材不受有害介质的侵蚀,从而保护钢结构的完整性和使用寿命。
3. 涂层质量检测
(1)涂层外观质量检测
在对钢基材进行涂装后,在进行涂装厚度测定前应对涂装进行外观质量检测,主要采用目视和触摸的方法进行。其虽对于检测人员要求不高,但需要对于各种涂装质量问题有一定的辨别经验。
(2)涂层厚度检测
涂层厚度检测是控制防腐涂装质量的一个重要方法,在涂装外观检测合格之后进行。对单个涂层厚度和总干膜厚度的控制都尤其重要,涂层厚度检测看似简单,但实际上却需要检测人员具备丰富的检测经验来保证检测结果的精确度和准确度。涂层厚度检测分为对磁性基体上非磁性覆盖层厚度的测定采用的磁性法,以及对非磁性基体金属上非导电覆盖层厚度的测定采用的涡流法。使用磁性测厚仪测量永磁体和金属之间的磁引力,由于受到覆盖层的影响,穿过覆盖层到达基底金属的磁阻会发生变化,从而得到覆盖层厚度。涡流测厚仪是在测头下产生高频电磁场,使置于测头下的导体产生涡流,涡流的振幅和相位是存在于导体和测头之间的非导电覆盖层厚度的函数。检测人员检测时应注意试样基体的不同,选择合适的测量方法。
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