时间：2023-06-11 09:33:21
关键词：钢结构；缝隙腐蚀；应力腐蚀
中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：
一、工程概况
中国石油云南石化1000万吨/年炼油项目，设计工作范围包括：甲类化学品库、乙类化学品库、丙类化学品库、油库、综合仓库、备品备件库、机修车间、电修车间、仪修车间、危废存放棚。
其相关材料采用情况如下：钢筋采用HPB300、HRB335、HRB400。HRB335、HRB400；型钢、钢板一般采用Q235-B；高强螺栓：性能等级为10.9 级，符合GB/T 1228～1231》或GB/T3632-2008。高强度螺栓最小直径为M16；普通螺栓：4.6 级（C 级）（应符合GB/T 5780-2000 标准要求）；地脚螺栓：Q235-B或Q345-B。
防腐涂料采用环氧富锌底漆2道共70μm厚，环氧云铁中间漆70μm厚一道，高氯化聚乙烯或聚氨酯面漆2~3道共60~100μm，总厚度为室内200μm，室外240μm。防腐涂料的使用寿命不低于5年。
二、结构设计原则
结构设计应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。结构布置和构造要求必须保证足够的强度、刚度和稳定性。
结构设计基准期和使用年限：本工程结构设计基准期50年。
三、钢结构的腐蚀形态防腐设计
钢结构的腐蚀形态有多种多样，可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在局部腐蚀中，又可以细分多种形态。均匀腐蚀的腐蚀作用是均匀地发生在整个金属表面上，并在平面上逐步地使金属腐蚀并降低其各项性能。
1、防止缝隙腐蚀的设计
缝隙腐蚀，是一种严重的局部腐蚀。经常发生于金属表面缝隙中。桥梁结构非常复杂，金属孔隙、密封垫片表面、螺丝和铆钉下的缝隙内等，都会有溶液的积留而引起缝隙腐蚀。并非一定要有缝隙才可以发生这种腐蚀，它也能因为在金属表面上覆盖的泥沙、灰尘、脏物等而发生。几乎所有的腐蚀性介质，包括淡水，都能引起金属的缝隙腐蚀，而含氯离子的溶液通常是最敏感的介质。
为了防止缝隙腐蚀，本项目钢结构设计主要是在结构设计中避免形成缝隙，避免造成容易产生表面沉积的条件。因此，对接焊比铆接或螺栓连接要好。容器设计上要避免死角和尖角，以便于排除流出液体。垫片采用非吸湿件材料，以免吸水后造成腐蚀条件。此外也可以来用电化学保护的方法来防止，方法是外加电流。
2、防止应力腐蚀方法设计
在一定环境中外加或本身残余的应力，加之腐蚀的作用，导致金属的早期破裂现象，叫应力腐蚀。 金属应力腐蚀破裂只在对应力腐蚀敏感的合金上发小，纯金属极少产生。合金的化学成分、金相组织、热处理对合金的应力腐蚀破裂有很大影响。处于应力状态下，包括残余应力、组织应力、焊接应力或工作应力在内，可以引起应力腐蚀破裂。对于一定的合金来说，要在特定的环境中才会发生应力腐蚀破裂。例如不锈钢在海水中、铜合金在氨水中，碳钢在硝酸溶液中。
本项目防止应力腐蚀破裂的采用的方法是消除一切应力或施以压应力，设备加工或焊接后最好进行除应力退火，或进行喷砂处理造成表面压应力。改变介质的腐蚀性，使其完全不腐蚀(添加缓蚀剂)，或者使其转为全面腐蚀，选用耐应力腐蚀破裂的金属材料，使其不能构成材料和环境组合，也可防止应力腐蚀破裂。
四、场地土及地下水腐蚀防腐设计
建筑物所在区域场地土及地下水腐蚀等级分类：场地土（地下水位以上）对混凝土结构腐蚀性等级为微腐蚀。本项目对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀。场地地下水对混凝土结构腐蚀性等级（强透水条件下）为中腐蚀。
在长期浸水条件下，对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀，在干湿交替的条件下，对钢筋混凝土中钢筋的腐蚀等级为微腐蚀。
在设计阶段，应对土层强透水层进一步确定，核定钢筋混凝土基础、钢筋混凝土基础垫层的混凝土强度等级及钢筋混凝土表面防护措施。
根据本项目的地下水腐蚀情况，本项目的基础防腐措施如下：基础垫层材料采用100mm厚聚合物水泥混凝土；地面以下基础混凝土表面抹聚合物水泥砂浆，厚度5mm；基础梁表面抹聚合物水泥砂浆，厚度10mm。
五、施工工艺的防腐设计
1、表面处理
采用砂轮机打磨金属表面，最后采用棉砂或干净棕刷擦去灰尘、脏垢等杂物。油污采用清洗剂清洗干净。紧固螺钉、背角、横档死角等部位，采用钢丝刷双向来回多次打磨，清理后表面洁净无污。
焊接部位交点应作重点处理，用钢铲、刮刀、钢刷、砂轮机除去焊碴、氧化皮及锈蚀产物，除锈级别达到st3级标准，焊缝处重点处理。
表面处理完毕后，达到St3级，验收合格，才能进行涂料防腐施工。
焊接修补处要补防腐油漆。
2、防腐涂装
涂装前还应对处理过的表面进行清理，除去灰尘杂物。防腐涂料使用前，还应做二次抽查，合格后方可涂装。使用涂料时，应搅拌均匀，对双组份涂料要严格按说明配比，不能随意更改。
使用稀释剂时，其种类和用量应符合生产厂家的标准规定，配制涂料时，必须用细铜丝网过滤，并用涂－4杯测定粘度后使用。施工温度、湿度要按说明书要求，如遇雨、雾、大风天气不得进行室外施工。
涂层的第一道漆膜表干后，方可进行下道涂层施工，涂刷时层间要纵横间错，均匀涂刷，每层应往复进行。所有深层不得漏涂，涂层表面应光滑平整，颜色一致，无针孔气泡、流挂，剥落、粉漆、破损等缺陷，结合力达二级以上每道厚度及总干膜厚度应完全满足，该涂料的技术指标。
每道涂层间隔不宜超过24小时，最好在第一道漆未干透时作第二道漆，时固化已久涂层用砂布打磨后再刷下一道漆。每道工序施工隐蔽前要经建设方质检人员检查验收后，做到表面洁净，无油漆、灰尘、每道漆膜要采用漆膜测厚仪检测干膜厚度是否符合设计要求。
施工应严格控制各涂层的厚度,厚度要达到设计要求，并进行外观检查：涂层应光滑平整，颜色一致，无针孔、汽泡、剥落缺陷。
六、结论
钢结构工程的防腐设计在国内没有受到应有的重视，一些钢结构工程在使用半年或一年以后，就会发生涂层起泡、返锈、脱落，钢材受到腐蚀，返修十分困难，造成很大的损失。为了保证钢结构工程安全使用，不受腐蚀破坏，必须选用性能良好和使用时间长的防腐涂装系统，同时增加各涂层的厚度，选用高耐腐蚀的涂料，并对各种腐蚀因素进行分析，从而选择最合理的防腐设计方法。
参考文献：
[1]钢结构设计规范GB50017-2003，中华人民共和国建设部/国家质量监督检验检疫总局联合，中国计划出版社，2003
[2]钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001，中华人民共和国建设部/国家质量监督检验检疫总局联合，中国计划出版社，2002
关键词： 钢结构 防腐体系 热浸镀锌
1.钢结构腐蚀的特点及其影响
近年来我国城市建设发展迅速，大量大跨、高耸的民用及工业建筑都采用了钢结构，充分发挥了钢结构高强轻质、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短等优点。另外，轻钢结构体系用于住宅建筑，其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。采用轻钢结构其使用面积可比砖混结构提高5%左右，建造成本比混凝土结构降低10%以上。在我国钢材产量相当充裕的条件下，轻钢结构住宅的建设是十分适宜的，且钢结构体系亦与可持续发展的理念相符。
但是在钢结构建筑的建造和使用中，钢材易腐蚀的问题严重影响着钢结构的耐久应用。钢材的腐蚀可分为两种。一种是化学腐蚀，即钢材表面与周围介质直接起化学反应而产生的腐蚀，其腐蚀的程度随时间和温度的增加而增加。另一种是电化学腐蚀，即钢材在存放和使用中与周围介质之间发生氧化还原反应而产生的腐蚀。钢结构腐蚀不仅仅是材料的锈蚀，还是一个复杂的化学物理过程，而它最终的表现在于结构的可靠度及经济指标。其对钢结构建筑的影响可归纳为以下三个方面，第一，腐蚀造成大量钢材的损耗。根据 Battelle Columbus Labs［1］的报告，在美国由于钢结构腐蚀而产生的损耗每年达到3千亿美元，而其中很大一部分可由防腐方法加以避免。据有关方面统计，目前中国每年钢材因腐蚀造成的损失占钢产量的7%［2］ 。第二，钢结构发生腐蚀后，会在构件表面产生很多微观裂缝，并且不断地增长，从而减小构件的截面。这将会严重影响结构的承载能力。近来，一些学者对腐蚀后的钢结构进行了相关性能的试验研究，并取得了不少成果。我国台湾学者Kwang-Lung Lin等［3］采用湿热试验方法对钢板进行了腐蚀后的力学性能试验，结果表明在腐蚀缺陷处的应力集中现象十分明显，并且随着距缺陷的距离增加而趋向平缓。日本学者 Y. Sakumoto等［4］对轻钢结构的腐蚀耐久性能进行了研究，采用的方法是盐雾试验方法，试验证明腐蚀后的轻钢结构的滞回性能有明显降低，如图一所示。第三，腐蚀影响钢结构表面外观，增加构件表面涂装的工程量。钢结构腐蚀后，由于表面特征的变化，也许程度很小，但也会对建筑物的使用者造成不必要的心理压力。这一点在轻钢住宅体系的表现会很明显。另外，大部分的表面装修或涂装都要求对构件进行表面处理，而锈蚀后的构件表面将增加处理的成本。
图一 钢结构腐蚀前后滞回性能比较
2.钢结构腐蚀影响的研究和防腐方法
2.1自然环境下钢腐蚀的规律性研究
大多数钢结构建筑都处于自然环境中，在选择有效防腐体系之前，必须对自然环境下材料腐蚀的规律性作深入的了解。因此各个国家都十分重视对各种自然环境下腐蚀数据的积累与研究。它可以揭示自然环境下腐蚀行为的一些规律性，还可以为防腐体系的服务期限预测提供依据。ISO 曾组织十四个国家进行自然大气环境下的腐蚀行为研究，并且基于低碳钢的腐蚀速率提出了如表1所示的五种腐蚀地区的建议［5］。
表1 低碳钢腐蚀率建议值
从1926起，美国材料试验协会和其他一些机构便开始收集在不同类型的大气环境条件下镀锌涂层腐蚀表现的连续数据。镀锌涂层的大气环境试验在世界各地进行，从而得到了锌在不同大气环境下的腐蚀率。通过考虑各种影响因素，比如主导风向、大气污染物的类型和密度、海水喷溅的数量、潮湿持续的时间等，得出的结论是镀锌的腐蚀率不会超过7.62微米/年，并且提出了镀锌厚度与服务年限的建议值［1］。
曹楚南院士等针对我国的典型大气环境的腐蚀数据作了大量的积累，进行了腐蚀行为的规律研究工作［6］。研究证明我国碳钢和低合金钢在我国大气环境中，绝大部分土壤中，以及各海域的海水飞溅区和潮差区的腐蚀量（C）随时间（t）的变化可以用幂函数规律表述为：C=Atn，A值相当于第一年的腐蚀深度，n值表征腐蚀的发展趋势。
大量的研究工作为钢结构防腐体系的设计提供了指导，从而可以比较正确地确定材料的腐蚀率和采用何种防腐体系及其服务的期限。
2.2常用的防腐方法
目前的防腐体系可分为三大类型［7］，一是表面涂装防腐材料；二是采用阴极保护来防止腐蚀；三是依靠材料本身的防腐特性，即采用耐久材料。各种防腐类型都有其特点，并且各自适用于一定范围。有些防腐体系是几种类型的综合，其目的是更好地起到防腐的作用。在选择防腐体系时有一点十分重要，就是确保所选防腐体系的表面处理，大约百分之七十的防腐体系的早期失效由于不正确的或者不充分的表面处理所引起［9］。不同的防腐体系对钢材表面的处理有不同的要求，包括喷射或抛射除锈Sa、手工和动力除锈St、火焰除锈FI，如表2所示，具体可参阅我国现行GB50205―2001《钢结构工程施工质量验收规范》及国家标准GB8923-88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈标准》。
表2 各种底漆或防锈漆要求最低的除锈等级
3.建筑钢结构防腐体系
建筑物的使用年限比较长，一般至少是50年。在建筑物使用期限内，为了使建筑钢结构不发生腐蚀或把腐蚀控制在一定范围内，就需要选择长效防腐体系，即在钢结构使用期限内，所采用的防腐体系能够起到良好的防腐效果，并且最少次数地进行维护或不维护。目前大多建筑钢结构都采用长效防腐体系，主要包括富锌涂料体系、热喷锌（铝）体系、热浸镀锌体系三种。富锌涂料体系的应用可分两个类型：无机富锌涂料，以硅酸盐作为粘结剂结合锌粉；有机富锌涂料，基于各种有机物载体（包括丙烯酸、氯化橡胶、乙烯基和环氧树脂、氨基甲酯），其中以环氧树脂应用最广。热喷锌（铝）体系为多层次复合涂层，即复合涂层加上涂料，第一层为锌层打底，第二层为铝中间层，第三层为锌涂层，通过喷射对铝层封孔。再加上涂料封闭，组成多层次复合涂层，这样的涂层防腐抗蚀能力很强。热浸镀锌体系是通过酸洗和电镀等工艺在钢结构表面形成一层锌与铁的合金层，从而达到很好的防腐目的。
以上三种防腐体系的原理基本相同，都是通过金属层阻止环境中的湿气及腐蚀物质与钢结构表面的接触，以达到防腐的目的。一旦金属层出现裂缝或破坏（在钢结构运输和安装过程中很容易出现），锌会提供阴极保护。在电镀系列中，锌比铁活泼得多，一旦同时处于腐蚀环境中时，锌会成为锈蚀循环中的阳极。当锌发生锈蚀后，锌的锈蚀产物基本是不溶的，可以密封涂层中的裂缝及任何孔隙，从而进一步阻止锈蚀的发生。根据已有资料显示，这三种防腐体系的长效防腐效果都十分理想，一般都能超过40 年。其中，以热浸镀锌体系最为突出，在澳大利亚，热浸镀锌体系有记载的最长服务期限为110年［7］。这对大多的建筑钢结构都是足够的。
4.热浸镀锌防腐体系的特点与应用
目前，随着国际市场中锌的价格持续的下降，以及电镀厂家的增加，较大的电镀槽不断建成。热浸镀锌作为一种良好的长效防腐体系，越来越被人们所重视。在美国已有可满足超过24米长、3米宽构件镀锌要求的电镀槽。2003年美国堪萨斯州进行了重达约39吨的钢构件镀锌，电镀槽为25×3.6×3（米）［8］，是世界上最大的热浸镀锌工程之一。在我国电镀企业已具有长16m、宽1.2m、深1.6m的电镀槽，可满足绝大部分建筑钢结构构件。与其他的防腐体系相比较，热浸镀锌防腐体系具有以下特点：
（1）防腐期限长，热浸镀锌的防腐服务期限定义在25至50年是非常普遍的，大部分的服务期限都能超过40年。一般镀锌量为600g/m2的热浸镀锌钢材，其防腐使用年限可达50年以上。
（2） 没有防腐体系维护问题。根据美国国家腐蚀工程协会（NACE）统计，涂料防腐方法大约11年左右就要重涂一次，即在钢结构使用年限内，涂料防腐体系需要维护。而根据目前已有的研究资料显示，热浸镀锌防腐体系在其服务期限之内是不需要维护的。这就从两个方面体现了热浸镀锌的优势。首先，对使用中的建筑重新喷涂防腐材料是不容易实施的，工程量非常大，而热浸镀锌防腐在其服务期限内是不需要维护的。其次，涂料防腐体系需要业主作长期的防腐维护的预算。大多数建筑物作预算时，增加初期投资比较容易，比较具体，业主也比较容易计划，但作长期的维护预算就比较复杂，它会牵扯到一些不确定因素，包括若干年后的人工费用、涂料费用等。热浸镀锌在初期投资会大一些，但是它不需要维护的预算，这一点越来越被业主和设计人员所青睐。
（3）工业化程度高。由于热浸镀锌的工业化程度高，因此它的涂装速度很快，一个全新无锈构件的镀锌过程可在一个小时左右完成。对于急需投入使用的建筑来讲，这一点是十分重要的。另外，由于其工业化程度高，所以表面处理和防腐层质量是非常容易保证的，这是大多手工涂装的防腐体系无法相比的。
（4）构件的各个表面具有同样的防腐保护。建筑用钢构件的开口截面形式有很多，由于尺寸的限制，对一些表面的防腐涂装是十分困难的。而热浸镀锌是把构件浸入电镀槽中镀锌，它对构件各个表面的涂装是相同的，这就很好解决了构件较难涂装所有表面的防腐问题。另外，热浸锌构件在焊接连接及螺栓连接时无需特殊的处理，基本与无镀锌构件相同。
（5）热浸镀锌对环境是无害的。锌是一种微量的营养元素，它对人类和其他物种都是有益的。相对于一些含有有机挥发物的涂层，热浸镀锌对环境是无害的。这一点在21世纪的防腐工程中显得更为重要。
当然，热浸镀锌并非适用于所有环境，在酸及碱环境中，热浸镀锌防腐层将很快腐蚀，一般也不推荐在地下环境使用。
由于热浸镀锌体系良好的防腐性能，很多学者对其进行了研究，包括锌浴中各种微量元素对其的影响，镀锌材料腐蚀状态下的力学性能研究，以及镀锌体系防腐期限研究，等等，而这些研究更进一步推动了热浸镀锌防腐体系的应用。在国外它的应用已非常广泛，如一些大型钢结构公共建筑，大型钢结构工业建筑及钢结构住宅，如澳洲墨尔本市Albert公园的体育娱乐中心［9］、美国新罕布什尔州曼彻斯特市的机场停车库等［10］。目前国内的一些大型公共钢结构也采用了此种方法，比如首都机场，北京东方广场，上海八万人体育馆，浦东国际机场和黑龙江电视塔（龙塔）等。作为一种性能优良的长效防腐体系，热浸镀锌体系在建筑钢结构领域中必将得到越来越广泛的应用。
参考文献：
［1］AGA Guide.Hot-Dip Galvanizing for Corrosion Protection-A Specifier’s Guide［M］.US:American Galvanizers Association，2002.
［2］陈冬，金向雷.中国镀锌结构钢材生产现状及其对锌的需求前景.河北冶金，2002.
［3］Kwang-Lung Lin.Deformation and Corrosion in hot dip Galvanized Coatings［J］.Materials Chemistry and Physics，1997.
［4］Y.Sakumoto.Durability of Galvanized Light-gauge Steel Shapes［J］.Journal of Structure Engineering，2004.
［5］Corrosion of Metals And alloys――Classification of Corrosivity of Atmospheres［M］. ISO9223，1992.
［6］曹楚南等.九五基金重大项目材料在我国自然环境中腐蚀数据积累及规律性研究取得重要进展［J］.中国科学基金，2003.
［7］Pedro Albrecht.Atmospheric Corrosion Resistance of Structural Steels［J］. Journal of Materials in Civil Engineering，2003.
［8］Francis，R.A.An Update on The Corrosion Process and Protection of Structural Steelwork，Steel Construction［J］.1996.
［9］George Thomson.Why Galvanize［J］. Construction in Steel，1999.
关键词：防腐蚀；工业建筑；实例；措施
Abstract: the industrial building the harm caused by corrosion resistance is very serious, this paper analyzes the anti-corrosion design scheme, and based on a project example, discusses in detail the engineering design of anticorrosion measures.
Keywords: anti-corrosion; Industrial architecture; Example; measures
中图分类号：TU761.1+3 文献标识码：A 文章编号：
1引言
钢筋混凝上是建筑行业中使用范围最广、用料最大的基础材料，但其在使用过程中因腐蚀作用而引起结构失效的事例普遍存在，而且造成的经济损失也逐渐增多。由于混泥土结构的腐蚀是一个缓慢的过程，结构的腐蚀造成的危害在构筑物使用前期不会显现出来，因此对构筑物的防腐蚀要求除了在施工过程中的交接验收外没有对构筑物进行防腐蚀试验。
为了合理的设计防腐蚀施工工艺，结合构筑物的结构设计和构筑物的使用环境设计合理可行的防腐蚀措施，并通过小型实验方法设计合理的防腐蚀施工措施显得尤为重要。
2工业建筑防腐蚀设计的方案
防腐蚀施工作为一项专业性很强的工作，为确保防腐蚀效果，体现合理经济条件下的最优质量和工期，国内防腐蚀专业施工也逐渐走向设计施工一体化项目管理模式，设计施工一体化管理有助于充分发挥防腐工程师和专家的技术优势，避免纸上谈兵和实际操作的脱节，有助于新材料、新工艺的迅速普及。同时防腐设计是防腐控制的需要，如果在建筑设计之初就考虑到控制腐蚀，正确采用已有的防腐知识和技术，那么就可以降低腐蚀造成的损失，减少建筑使用中的维修费用，延长其服役寿命。设计人员如能够足够重视腐蚀导致的危害，并具备基本的防腐蚀概念，在建筑设计中结合具体情况采取适当的防腐蚀设计措施就能避免腐蚀带来的危害。防腐蚀设计包括环境分析、选材、防腐蚀措施选择、防腐蚀结构设计等方面的内容。
防腐蚀措施有多种，但是在选择是应根据实际的建筑物的使用环境、施工难易程度、建筑物结构、服役寿命等决定。对于防腐蚀要求不高的建筑物，一般采取表面隔离措施的物理防腐蚀技术，因为该种方法最简单、成本低；对于防腐蚀设计要求较高的建筑物，除了采取电化学保护外，还辅以表面隔离措施，甚至对结构材料本身进行处理。
3防腐蚀设计工程的实例
3.1工程概况
本工程的整个项目分提炼车间，发酵车间，空压机房，冷冻机房，污水处理系统，给水循环冷却塔，外网，道路，溶酶回收等十几个子项，主体结构均为框架。针对不同的子项目所处的工作环境不同，所以对防腐蚀要求也不同，本文主要研究提炼车间和发酵车间的楼地面防腐蚀工程施工。
3.2钢筋防腐蚀处理
钢筋表面锈蚀是影响钢筋混凝土结构施工质量的因素之一，同时环境介质对钢筋的腐蚀是造成混凝土结构失效的重要因素。混凝土中钢筋的腐蚀造成的危害主要有以下三个方面:一是降低了混凝土结构的承载能力，降低安全性能；二是降低了混凝土结构的刚度，增大了变形，甚至使混凝土保护层剥落，影响了正常使用;三是降低了混凝土结构的延性，甚至改变其破坏形态，从而导致事故。因此，钢筋锈蚀是影响结构耐久性的主要因素。
为了减缓钢筋的腐蚀程度，目前可以采用钢筋表面处理的方法对钢筋进行保护，钢筋表面处理包括钢筋表面除锈和防腐蚀处理。因为钢筋表面状态的优劣直接影响钢筋与混凝土的结合性能，从而影响结构的力学性能，所以在使用前必须对钢筋表面进行除锈。钢筋表面除锈方法很简单，在钢筋拉直过程中用孔型钢丝刷反复刷数遍。
3.3混凝土材料的选择
由于生产车间使用原料中含有 ，为了减少 对混凝土结构的腐蚀影响，在选择水泥产品时尽量选择矿渣、火山灰、粉煤灰水泥。这些水泥中的水泥石Ca(OH)2含量低，能够预防氯盐对水泥石的溶解和溶出，并防止氯盐与水泥石发生反应，生成低强度、低胶结力的膨胀盐，以及由此产生的混凝土松散、露骨和脱落。
粗骨料应尽量选择高碱性的碳酸岩碎石，它一方面能与水泥有高强度的胶结力，另一方面能形成高碱性的环境，使钢筋界面的钝化膜长期处于钝化状态。细骨料要尽量采用河砂以防止海砂带入氯盐。在此基础上优选适合于工程特点的钢筋阻锈剂，使用NaNO2复合型阻锈剂，这种碱性阻锈剂在碱性环境中可生成Fe3O4氧化膜，阻止 对钢筋的腐蚀。
3.4楼地面的防腐蚀设计
混凝土防腐蚀施工方案有多种，在使用材料确定后，选择经济合理的防腐蚀施工方案将是防腐蚀工程中的重要因素。在混凝土结构表面涂装防腐蚀涂料是目前应用最广泛的一种手段，目的是通过涂层来封闭混凝土表面的毛细孔，以达到防止水分渗透的目的。混凝土表面常用涂料包括环氧涂料、氯化橡胶涂料、氟碳类涂料等。
由于环氧树脂具有良好的渗透性，与混凝土之间的附着力良好，因此环氧清漆常作为混凝土表面涂装体系的底漆使用。环氧玻璃钢具有有效地防腐蚀作用和良好的物理、力学性能，作为隔离层能有效的起到防腐蚀作用，是防腐蚀设计的重要部分。环氧胶泥、环氧砂浆作为粘结剂将耐酸砖有效地与隔离层结合。
4总结
总之，腐蚀问题遍及了国民经济的各个领域，给国民经济带来了巨大的损失，造成了许多实质性的事故，消耗了宝贵的资源和能源，同时也污染了我们的生存环境。若能加强防腐工作，将有助于消除潜在的巨大危险，保证生产的安全进行。
参考文献
关键词：钢结构；工程；防腐蚀；施工；措施
Abstract: with the steel structure building extensive used, as the steel structure characteristics of itself, in order to building safety and permanent, steel structure antisepsis problem is more and more important, more and more into the problems which must be solved. This paper introduces the present steel structure the causes of the rapid development, and summarizes the steel structure of the anti-corrosive construction craft processing method.
Keywords: steel structure; Engineering; Corrosion resistant; The construction; measures
中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：
钢结构有重量轻而强度高，塑性和韧性好，施工周期短等优点。因此在建筑工程中得到广泛的应用和发展。高层，大跨度，尤其是超高层和超大跨度结构采用钢结构尤为理想。同时钢结构又是对城市环境影响最小的结构之一，是可重复利用的绿色环保的材料。
钢材在空气和潮湿的环境中易于锈蚀，钢材表面的铁原子和空气中的氧化合而成质地疏松的铁锈，特别是空气中含有酸碱盐类的介质时情况尤其严重。腐蚀不仅使钢材表面产生不均匀的锈蚀，而且局部的锈蚀引起应力集中，促使钢结构提前破坏。尤其在反复冲击的荷载作用下，更促进疲劳强度的降低，出现脆性断裂。钢材的腐蚀危害建筑物的安全，并造成巨大损失。只有在设计建造时对其进行有效的防腐，才能确保钢结构的长久寿命。
一、现阶段钢结构迅速发展的原因
1、钢结构发展的市场需要
随着国外的钢结构新技术、新产品不断地被引进和应用，人们对钢结构旧的观念逐渐转变。以单层工业厂房为例，采用轻钢结构体系的工程总造价低于钢筋混凝土结构或砖混结构体系，且工期缩短50％以上，目前在经济发达地区新建工业厂房已基本采用钢结构取代钢筋混凝土结构或砖混结构。随着人们对钢结构认识的加深和观念的转变，钢结构的市场需求会越来越大，从而极大地推动钢结构的发展。住宅钢结构体系产业化极具潜力，是今后推广应用的一个重要领域。
2、钢结构发展的政策
我国经历了从“节约钢材”到“合理使用钢材”，从“限制使用钢结构”到“大力发展钢结构”的政策转变。建设部在修订我国“建筑业推广应用10 项新技术”中，首次列入了钢结构新技术，充分说明我国钢结构发展已经具备了非常好的大环境。
3、钢结构发展的物质基础
改革开放以来，我国的钢铁工业持续快速发展，钢产量从1978 年的3 178 万t 增加到2007 年的4.8 亿t，成为世界钢铁大国，钢材市场已从过去的卖方市场转变成买方市场，这为大力推广应用钢结构创造了坚实的物质基础。
4、钢结构建筑本身具有的优势
（1）延性好、塑性变形能力强、具有优良的抗震性能，能够大大提高建筑物的安全可靠性。
（2）与传统建筑相比，能更好地满足建筑上大开间、灵活分隔的要求，并可以通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板来提高使用面积。
（3）构件易于标准化，实现建筑技术集成化、产业化，有利于降低成本。施工工业化，现场湿作业少，符合环保建筑施工要求。
（4）施工周期短，与传统施工期相比，可以缩短1/3左右，可大大提高投资效益，加快资金周转。
（5）自重轻，约为混凝土结构质量的1/2，可以大大减少基础造价。
（6）钢结构材料可回收，符合可持续发展的要求。
二、钢结构的防腐施工工艺处理方法
由于钢结构的腐蚀给我国国民经济带来很大损失, 同时还带来了重大的安全隐患, 所以钢结构防腐技术对于钢结构的安全性能与耐久性起着极为重要的作用。
1、一般的防腐施工处理方法
（1）钢结构的表面处理
人工除锈或抛丸机除锈—喷砂除锈一遍普通醇酸—防锈底漆—二遍底漆—第三遍防火涂料。
（2）钢结构的表面处理
人工除锈, 抛丸除锈, 喷砂除锈—酸洗除锈一遍普底漆—砼覆盖。
2、特定的防腐施工处理方法
钢结构防腐按钢结构的使用要求而定, 一般情况下用常规防锈漆即可, 当所处的环境条件较恶劣时必须要采用性能优异的防腐涂料如富锌类涂料或采用耐侯钢。钢结构防腐涂装应是一个科学的系统钢结构工程, 合理的钢结构防腐涂层设计是创建优质防腐工程的基础。一个科学合理的涂装方案能大大提高钢结构防腐涂装质量, 延长防腐年限及维修间隔, 降低防腐成本。
3、钢结构的几种防腐措施
（1）热浸锌
热浸锌是将除锈后的钢构件浸入600 ℃左右高温融化的锌液中, 使钢构件表面附着锌层, 锌层厚度对5 m m 以下薄板不得小于6 5μm , 对厚板不小于8 6μm 。从而起到防腐蚀的目的。这种方法的优点是耐久年限长, 生产工业化程度高, 质量稳定。因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中, 如输电线塔、通讯塔、压型钢板等。热浸锌的首道工序是酸洗除锈, 然后是清洗, 这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患, 所以必须处理彻底。对于具有相贴合面的构件, 应注意贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净, 造成镀锌表面流黄水的现象。热浸锌是在高温下进行的, 对于管形构件应该让其两端开敞;若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂, 从而造成安全事故; 若一端封闭则锌液流通不畅, 易在管内积存。
钢材料在潮湿的空气中极易发生腐蚀，而且建筑工程钢结构要承受极大的荷载作用，更加促进了轻钢结构的疲劳，使其强度大大降低，甚至出现脆性断裂。另外，钢材料的耐火性能较差，实验证明钢的受热后强度也会下降很快。在全负荷的情况下，普通建筑用钢受热为300℃后，刚体强度开始急剧下降;钢材料将会失去稳定性的临界温度大约为540℃。所以钢材一旦受热，其诸多力学性能如屈服强度、弹性模量、抗压能力以及荷载能力都会明显降低。当钢材火烧十几分钟后，其力学性能会低于建筑工程结构的承载许用应力，甚至软落下来，就会发生重大的事故，造成惨重损失。因此，在建筑工程中，一定要做好轻钢结构的防腐及防火工作，这样才能确保轻钢结构的设计寿命，保证工程的质量，增加其安全性和耐久性，减少事故的发生。
二轻钢结构的防腐技术
1表面处理
对钢材料进行必要的表面处理是非常重要，主要是清除掉钢铁表面的铁锈层与油污等污物，对钢铁表面残留的黑氧化皮尤其要清除干净。因为这些污物可以说是钢铁发生电化学腐蚀的阴极，当钢材处于潮湿环境中，就会发生腐蚀，除去后可减少腐蚀的可能。表面处理质量需确保钢构件表面露出金属光泽，具体参照相应的涂装前钢材表面预处理规范。
2常用方法
目前，对钢结构防腐的主要手段是在其表面涂刷防腐漆，也称为涂层法。在进行防腐涂料的涂装时，一定要确保涂层厚度均匀且适度、粘结牢固、无脱层、不可空鼓和漏涂。施工具体要求如下。
(1)要能够选择合理的涂层结构和涂刷方式
能够考虑到轻钢结构的装饰要求、使用年限以及在涂装施工时的具体情况，配套使用底漆、面漆、中漆，发挥其最佳作用。涂层结构就是由这三种防腐漆组合而成的复合涂层。简单来说，底漆在内侧，起到附着与防锈作用;中漆在底漆与面漆之间，增加了漆膜厚度;而面漆在最外侧，主要起防腐蚀与老化作用。合理的涂层结构有利于提高钢材防腐性能，延长轻钢结构的使用寿命。另外，涂刷方式的选择对提高涂装施工进度与质量、节约成本就有重大影响。涂刷方式主要有手工刷涂或滚涂法、空气喷涂法与浸涂法。
(2)涂装施工的质量控制
主要是对涂装施工的环境及过程、干漆膜的厚度进行质量控制。涂装施工的环境为5℃～38℃的温度与不大于85%的相对湿度;另外，还要求施工现场不能有太多的粉尘。在涂装前，轻钢结构表面不能有露珠存在;涂装之后，五天内不能淋雨。在刷漆时，必须等第一遍涂料干透后，才能刷下一遍。干漆膜的厚度要使用测厚仪进行检测，一般要求室内为125μm，室外为150μm，偏差为±25μm。
三轻钢结构的防火技术轻钢结构的防火最常用的方法为防火涂料保护法
1防火涂料的选择
轻钢结构的防火涂料主要按燃烧性能特点、喷涂对象环境或喷涂厚度的不同分类。在这里，只讨论根据其喷涂厚度不同的分类，具体性能特点如下。
(1)厚型8～50。缺陷:①厚型防火涂料的涂层厚、有较大的自重、当涂料的黏结力差时极易剥落。另外，在涂装施工时，需要使用金属丝网加固施工，易造成施工成本的增加和施工周期的延长;②涂层的表面也较为粗糙，美观性差;③需养护水泥基涂料。优势:①厚型防火涂料具有较高的耐火极限，实验证明可达3h;②因其主要组分为无机材料，所以具有相对较好的耐久性。而且，无机材料易得、来源广、价格便宜，涂料价格比其他的低;③涂料遇火后，不会放出任何损害人体健康的有毒烟气;④涂料运输方便，为袋装出厂。
(2)薄型4～7。缺陷:①涂料的耐火极限比厚型涂料的低，最高可达2h;②因其主要组成为有机材料，耐老化和耐久性较差。涂料遇火时，可能会释放出有害烟气，需改进;③涂料大多用于室内钢结构，需向室外的产品研究开发。优势:①薄型防火涂料的涂层薄、自重小、黏结力好、不易剥落、涂装施工较为简单，无需金属丝网加固，干燥较快;②涂层的表面光滑、装饰性好、可调配出多种颜色，;③单位面积消耗涂料的量少，施工成本低;④涂料的抗震性能与抗挠曲性强。(3)超薄型≤3。缺陷:①超薄型防火涂料与薄型涂料具有相同的缺陷;②超薄型防火涂料未能应用于室外钢结构，目前无此类产品。优势:①超薄型防火涂料的涂层更薄，装饰性更好，可调配颜色更丰富;②具备薄型涂料的所有优点。
2基层处理
在喷涂防火涂料前，必须做好基层处理。在轻钢结构的表面应根据使用要求，做好防锈工作。对大多数建筑工程中轻钢结构而言，需要喷涂不与防火涂料发生化学反应的防锈底漆。另外，如果试验证明选用的防火涂料也具有一定的防锈功能，可不做防锈处理。
3涂装施工
由经过培训且合格的专业施工人员进行防火涂料的涂装施工;还需遵循厂家的说明书进行防火涂料的调配，并及时搅拌使调配好的涂料稠度适中，确保在涂料喷涂后不发生剥落与流淌现象。目前常使用的涂刷方式为喷涂法、手工刷涂法等。
四耐候钢的应用
建筑工程中轻钢结构采用耐火耐候钢，可有效做到防腐与防火。因为耐火耐候钢具有优良的耐大气腐蚀性与防火性。目前在建筑工程中，耐火耐候钢是使用较多的Q235与Q345钢的替代钢种。在力学性能上，它与普通建筑用钢具备相差无几的焊接性能、屈服强度、抗压能力等室温力学性能。在施工时，耐火耐候钢的应用可以避免或减少防腐涂料与防火涂料的涂装，有效地节约成本，也可以减少涂料的环境污染。另外，在轻钢结构中采用耐火耐候钢，可有效减薄钢材厚度，能节约一大部分成本。同时，耐火耐候钢自身还具备永久性和自愈性能，也就是说此类钢材在在使用过程中，无论受到挤压、表面擦撞或火灾，都会保持其耐火耐候性不变，这从根本上做到了建筑工程中轻钢结构的防腐及防火工作。
五结束语
摘要：预防混凝土结构的腐蚀和对混凝土腐蚀的防护，是确保主体结构能够达到规定的设计使用年限，满足建筑物的合理使用年限的要求。随着人们对建筑质量的要求越高，建筑物的使用寿命是土建工程得以量化的集中表现，保证建筑物混凝土结构具有经济合理的使用寿命，节约资源和可持续发展。因此混凝土结构的腐蚀现象也越来越被重视。
关键词：混凝土结构；腐蚀；预防为主；防护结合
中图分类号：U213.1 文献标识码：A
随着人们对建筑质量的要求越高，建筑物的使用寿命是土建工程得以量化的集中表现，保证建筑物混凝土结构具有经济合理的使用寿命，节约资源和可持续发展。因此混凝土结构的腐蚀现象也越来越被重视，混凝土结构腐蚀的范围很广，介质种类繁多，腐蚀形式多种多样。在建筑工程中，应采取“预防为主，防护结合”。
1 混凝土结构腐蚀产生的原因
混凝土结构的劣化机理，环境作用决定混凝土结构的使用寿命，也是引起混凝土结构腐蚀的主要原因。在一般环境下，混凝土结构的腐蚀主要是碳化引起的钢筋锈蚀。混凝土呈高度碱性，钢筋在高度碱性环境中会在表面生成一层致密的钝化膜，使钢筋具有良好的稳定性。当空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部，会通过化学反应降低混凝土的碱度，使钢筋表面失去稳定性并在氧气与水分的作用下发生锈蚀。饱水的混凝土在反复冻融作用下会造成内部损伤，发生开裂甚至剥落，导致骨料裸露。环境中的氯化物以水溶氯离子的形式通过扩散、渗透、和吸附等途径从混凝土构件表面向内部迁移，可引起混凝土内钢筋的严重锈蚀，氯离子引起的钢筋锈蚀难以控制、后果严重。
钢筋混凝土结构材料是混凝土与钢筋的复合体，它的腐蚀形态可分为两种：一是由混凝土的耐久性不足，其本身被破坏，同时也由于钢筋的裸露、腐蚀而导致整个结构的破坏；二是混凝土本身并未腐蚀，但由于外部介质的作用，导致混凝土本身化学性质的改变或引入了能激发钢筋腐蚀的离子，从而使钢筋表面的钝化作用丧失，引起钢筋的锈蚀。从化学成分来看，钢筋的锈蚀物一般为Fe（OH）3、Fe（OH）2、Fe3O4・H2O、Fe2O3等，其体积比原金属体积增大2～4倍。由于铁锈膨胀，对混凝土保护层产生巨大的辐射压力，其数值可达30MPa（大于混凝土的抗拉极限强度）使混凝土保护层沿着锈蚀的钢筋形成裂缝（俗称顺筋裂缝）。这些裂缝进一步成为腐蚀性介质渗入钢筋的通道，加速了钢筋的腐蚀，等到混凝土表面的裂缝开展到一定程度，混凝土保护层则开始剥落，最终使构件丧失承载能力。
影响混凝土中性化（包括碳化）速度的因素很多，但主要的因素是混凝土的密实度，即抗渗性能。混凝土愈密实，抗渗性能愈高，则外界的气体只能作用于混凝土表面，向内部渗透比较困难。影响混凝土密实度的主要因素是混凝土的水灰比和单位水泥用量。预应力混凝土结构的腐蚀除了具有普通混凝土结构的腐蚀类型外，由于采用高强度钢筋和钢筋在高应力条件下工作，所以可能发生应力腐蚀和钢材的氢脆。应力腐蚀是钢筋在拉应力和腐蚀性介质共同作用下形成的脆性断裂。这种破坏与单纯的机械应力破坏不同，它可以在较低的拉应力作用下破坏，这种破坏又与单纯的电化学腐蚀破坏不同，它可以在腐蚀性介质很弱的情况下而破坏。
腐蚀性介质与钢筋作用，在钢筋表面形成一个大小不等弥散分布的腐蚀坑后，每个腐蚀坑相当于一个缺口，钢筋在拉应力的作用下，形成应力的不均匀分布和应力集中。在缺口的边缘，当钢筋平均应力不高时，其集中的应力即可达到断裂应力的水平，而引起钢筋的断裂。预应力钢筋的腐蚀是拉应力与腐蚀性介质共同作用的结果。腐蚀因素对钢筋断裂的最初形成起主要作用，而拉应力则促进了腐蚀的发展。
氢脆是预应力钢筋在酸性与微碱性的介质中发生脆性断裂的另一中类型。氢脆与应力腐蚀的机理完全不同。应力腐蚀发生在钢筋的阳极，而氢脆发生在钢筋的阴极区域。氢脆是由于钢筋吸收了原子氢，而使其变脆，所以称为氢脆。钢筋在腐蚀过程中，表面可能有少量氢气产生，在通常情况下，生成的原子氢会迅速结成分子氢，在常温下是无害的，但当这一过程受到阻碍时，氢原子就会向钢筋内部扩散而被吸收到金属内部的晶格中去，如果钢筋内部有缺陷存在，氢原子很可能重新结合成为氢分子。氢分子的生成产生很大的压力，出现“鼓泡”现象，使钢筋变脆。产生氢脆的钢筋在受到超过临界值的拉力作用时，便会发生断裂，硫化氢是能引起预应力钢筋氢脆的介质之一。
2 混凝土结构腐蚀的防治方法
对混凝土结构腐蚀预防应针对其不同的结构组成制定不同的办法。
原材料的选择：水泥是水泥砂浆和混凝土的胶结材料，水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结、硬化而形成。正确选用水泥品种，对保证工程的耐久性与节约投资有重要意义。
粗、细集料：发生碱-集料反应的必要条件是碱、活性集料和水。粗、细集料的耐蚀性和表面性能对混凝土的耐蚀性能具有很大影响。集料与水泥石接触的界面状态对混凝土的耐蚀性有一定影响。
混凝土中所采用粗细集料，应保证致密，同时控制材料的吸水率以及其它杂质的含量，确保材质状况。混凝土拌合及养护用水，应考虑其对混凝土强度的影响。水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小。拌合水应检查其杂质情况，防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响其耐久性。混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入，用以改善混凝土性质的物质。混凝土外加剂的范围很广，品种很多，我国外加剂的品种目前已超过百种，其中包括减水剂、早强剂、加气剂、膨胀剂、速凝剂、缓凝剂、消泡剂、阻锈剂、密实剂、抗冻剂等。
在建筑防腐工程中，外加剂的使用主要是为了提高混凝土密实性或对钢筋的阻锈能力，从而提高混凝土结构的耐久性。实践证明，采用加入外加剂的方法，可以在一定范围内达到提高混凝土结构的耐腐蚀能力，是一种经济而有效的技术措施。但由于外加剂的化学组成，来自外加剂中的氯盐可能使混凝土结构中的钢筋脱钝，给结构物带来隐患。在进行外加剂选择时需对其中氯盐的含量进行检测，并做相关实验。
防腐混凝土的配合比设计：为提高混凝土的密实性和抗中性化能力，混凝土的强度等级宜大于或等于C25。受氯离子腐蚀或其它大气腐蚀时，钢筋混凝土构件中可掺入钢筋阻绣剂。对于预应力混凝土结构，其混凝土强度等级不小于C35，后张法预应力混凝土构件应整体制作，不得采用块体拼装的构件。
关键词：电厂；钢结构；防腐；策略
钢结构腐蚀所导致的经济损失是一个惊人的数字，我国曾做过相关的调研分析，发现每年因钢结构腐蚀而导致的损失占国民经济的5%左右。所以，对钢结构防腐策略进行探讨已经刻不容缓。本文首先分析了临海建筑物钢结构的腐蚀成因和危害，继而提出了临海建筑物钢结构防腐蚀策略，并针对某边海电厂钢结构防腐方案展开了详细的探讨，旨在合理控制电厂钢结构腐蚀问题，最大限度地减少人员伤亡事件以及经济损失，为电厂的正常运营、高效运营奠定坚实的基础。
1.临海建筑物钢结构的腐蚀成因和危害
1.1钢结构的腐蚀机理
腐蚀指的是钢铁受所处环境的影响而和其他物质发生化学以及电化学反应，进而导致自身的破坏或者变质。建筑钢结构最容易受到的腐蚀是大气腐蚀，即钢铁受大气中氧和水的影响而发生电化学反应所造成的腐蚀。[1]
1.2影响钢结构腐蚀的因素
在大气中，湿度、温度以及相关介质是造成钢结构腐蚀的主要因素。钢铁的临界湿度通常介于60%—70%的范围之内。湿度在60%以下时，发生化学腐蚀，腐蚀速度相对较小；湿度在70%以上时，发生电化学腐蚀，腐蚀速度迅速提高，腐蚀破坏非常明显。大气中的腐蚀性粉尘也会加速钢铁的腐蚀过程，其机理在于灰尘可发挥类似毛细管的凝聚功能，如灰尘密布的地方，结露的可能性便会大增，接着腐蚀性粉尘以及气体将会溶解其中，最终自然生成具有强烈腐蚀性的酸、碱、盐溶液。尤其是氯离子，它能够对钢铁面层的钝化膜造成明显的破坏，导致破坏效果相当明显的点状腐蚀。钢铁在不同环境中的大气腐蚀程度见表1所示。[2]
1.3钢结构腐蚀的危害
钢结构腐蚀通常属于一种非均匀性质的破坏，一般先是表面形成腐蚀坑，接着由坑底朝纵深方向快速发展，在此过程中造成应力集中，而应力集中又会反过来加速腐蚀进程。这是一种典型的应力腐蚀现象，它具有循环、连锁的明显特征。在应力腐蚀的影响下，钢材的抗冷脆性能将会逐渐减弱，很容易造成承重钢构件骤然脆裂，继而导致建筑物的倒塌，给使用者带来生命财产的威胁。在冲击载荷影响之下，腐蚀介质将会引发钢结构的脆性断裂，并对钢结构的疲劳强度造成不利影响，这种危害相当严重。
2.临海建筑物钢结构防腐蚀策略
钢结构常见的防腐蚀策略有三种，分别是耐候钢、热浸锌以及涂层法。[3]
2.1耐候钢
耐候钢中含有磷、铜、镍、铬以及钛等金属元素，这些金属元素能在耐候钢表面形成一层保护膜，从而提高耐候钢的耐腐蚀性。另外，耐候钢的低温冲击韧性也优于普通的结构用钢。
2.2热浸锌
将经过除锈处理后的钢构件浸于大约600℃高温熔融状态的锌液中，使其表面镀上一层锌。镀锌厚度视钢构件厚度而定，一般标准如下：钢构件厚度≤5mm，则锌层厚度≥65mm；钢构件厚度较大，则锌层厚度≥86mm。该方法的好处是有效期长，便于工业化集中处理，且质量可靠。经过浸锌处理的钢结构广泛用于腐蚀严重、维修困难的室外空间。[4]
2.3涂层法
就效果而言，涂层法比不上那些长效防腐蚀（热浸锌）的方法，因此，多见于室内钢结构又或者维修简单的室外钢结构。使用涂层法的过程中，除锈是首要环节，要求较高时，可采用喷砂喷丸的方法除锈；要求一般时，可采取手工除锈。涂层种类对钢结构腐蚀耐受性有着至关重要的影响。涂层通常包括两大部分，一是底漆，二是面漆，其中底漆含有较多粉料，含有少量基料，成膜较为粗糙，对于钢材有较强的粘附力，同时也能和面漆进行很好的结合；面漆含有较多基料，成膜较为平滑光泽，有保护底漆的作用，还具有一定的抗风化性。种类相异的涂料可能存在是否相容的问题，在选择涂料的过程中应该注意这一点。涂层施工对温度和湿度有一定的要求：温度须在5—38℃之间；相对湿度不可超过85%）。涂层施工过程中，要尽量减少环境中的粉尘量，还要防止钢构件表面的结露现象。另外，涂层施工完毕后，4h之内不允许淋雨。应对干漆膜的总厚度做如下控制：室外工程应为150um；室内工程应为125um；强烈腐蚀性环境中应为200—220um。[5]
3.边海某电厂气象条件及腐蚀性判别
该电厂气象条件情况如表2所示。
该电厂处于湿度大于75%的潮湿环境中，根据《钢结构手册》可知，钢结构受到的环境侵蚀作用被定性为中等侵蚀性。[6]
4.某电厂钢结构防腐策略
从经济性及适用性两个主要角度考量，确定该电厂钢结构防腐方案要点如下：1）钢构件采用的除锈等级预定为Sa21/2，并采用喷丸、喷砂的方法除锈。除锈处理之前，应使用砂轮对钢结构表面残留的毛刺、凸起以及焊瘤进行打平处理；应使用汽油等溶剂对钢结构表面进行清理，以露出金属光泽为宜。除锈处理之后，钢构件表面粗糙度应控制在40—75um的范围之内，且要做到不可超过涂层厚度的1/3；参照《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中的规定和要求进行相关检查，确定合格之后，才可进入防腐涂装工序，并按时涂装；2）对于室外露天环境中的钢结构，一般采用热浸镀锌或者冷喷镀锌的防腐措施，如果是次要的钢构件，也可以根据实际情况，采取涂层的防腐措施；3）采用涂层法对室内钢构件进行防腐处理时，可按表3标准执行。某些需要重点加强的钢构件可采用热镀锌或者冷喷锌的方法予以处理。选择涂料产品时，最好选择正规厂家的产品，同时还要查看其使用寿命，一般情况下，应满足室内使用寿命大于20年，室外使用寿命大于15年；4）镀锌压型钢结构按规定应满足镀锌量双面超过275kg/㎡的标准，用在屋面压型钢结构的钢基板厚度应该在0.6mm以上，用在墙面的钢基板厚度应该在0.5mm以上。采购压型钢板的过程中，供应商出具的相关文件以及品质保证见表4；5）本工程地下部分结构没有采用钢结构，对于那些少量的与地下水进行直接接触的钢质管道，可采用热浸锌的办法处理。[7]
5.结语
根据该电厂所处地区的气象条件可知，其钢结构的环境侵蚀类型为中等侵蚀性。对于室外部分的钢结构通常采用热浸锌又或者冷喷锌的措施进行处理；对于室内部分的钢结构通常采用涂层法进行处理。设备及厂家供货的钢构件防腐可参考本方案执行，但应优先采用设备厂家经论证后的适应当地环境的防腐处理方案。
参考文献：
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[4] 潘正琪，傅赟炜，曹峰，孙旭光. 建筑钢结构防腐技术综述[J].工程建设与设计，2011，（02）.
[5] 兰霞. 滨海某电厂钢结构防腐方案浅析[J].红水河，2011，（02）.
[6] 耿芳. 浅谈钢结构建筑的防腐技术[J].建材技术与应用，2011，（04）.
[7] 左华. 钢结构建筑防腐保护工程的质量控制[J].浙江建筑，2011，（06）.
关键词：建筑工程；钢结构设计；稳定性；设计要点
中图分类号：TU198文献标识码： A
一、建筑工程钢结构设计中存在问题及对策
（一）钢结构设计防火方面的问题及对策
钢结构建筑主要采用的建筑材料为钢材，属于不易燃材料，但是钢材又具有不耐高温的特点，一旦温度达到相应程度，钢材会出现断裂情况，从而对整个钢结构建筑产生巨大的安全隐患，所以对钢结构建筑产生最大威胁的就是火灾，若是在进行钢结构设计时没有充分考虑这一因素，导致防火方面存在缺陷，那么必将造成严重的后果。钢结构建筑发生火灾而造成巨大的经济损失和人员伤亡例子也很多，因此，在钢结构建筑设计时必须充分考虑其防火问题。钢结构建筑在防火性能上要弱于钢筋混凝土结构建筑，通常在钢结构建筑设计中采用的防火措施有以下两种:第一种，采用保全板，将其合理设置在钢结构建筑中，以此起到防火作用;第二种，在钢结构的不同部位涂抹厚薄不均的防火涂料，并采用装饰漆涂抹露明部位。当然这只是常规的方法，为了更好地确保钢结构防火性能的提升，就必须加强防火墙、防火门的设置，并配备自动喷水灭火系统和独立的水幕以及防火带等进行防火分区的设置，并在此基础上加强防火涂料的应用，以达到对钢材进行防火保护的目的，且在火灾探测报警技术和烟气控制技术的帮助下及时的发现和处理可能出现的火灾，确保其防火性能得到有效的提升。
（二）钢结构设计防腐方面的问题及对策
钢材受自然因素影响较大，一旦长时间暴露在室外环境中，就极易被锈蚀，不仅钢材的外观会深受影响，钢材的质量也会大打折扣。因此，在钢结构建筑设计中钢材防腐问题也是必须引起高度重视。当前，钢结构建筑设计中对于防腐方面问题的解决方法通常是采用涂抹防腐涂料的措施。设计人员会根据钢结构建筑的要求选用合适的防腐涂料，并要求施工人员在施工中严格按照相关要求规范进行操作。此外，对于钢结构构件也有不同的要求，例如有的构件在出厂前需要涂刷一层底漆。在钢材上涂抹防腐涂料就目前来看是最为有效的防腐措施。但是这样做只是基础性的防腐，因而为了提高钢结构的防腐效果，就必须选用耐候钢作为钢结构建筑的首选材料，并利用热浸镀锌技术对其进行处理，利用镀层，达到保护钢结构不被腐蚀，尤其是应加强有机涂料配套技术的应用，以及阴极保护技术的应用，才能更好地确保其防腐性能得到有效的提升。
（三）钢结构设计中噪声问题及对策
噪声问题是现代建筑中最为常见的问题之一，且一直没有得到彻底的解决。怎样有效降低噪声已经成为当前建筑学中的重要研究课题之一。人类耳朵能够听到许多种声音，而这些声音又大致能够分为两类，一类是无害悦耳的声音，例如音乐声、鸟鸣声等;另一类则是有害的噪声，例如各种机械发出的轰鸣声，刺耳的喇叭声等。一般情况下，建筑使用功能的不同对隔音的效果要求也不同，例如大型商场建筑，其隔音效果要求较低;寻求安静的住宅建筑隔音效果要求就较高，这就需要设计人员根据建筑使用功能以及隔音效果的不同要求进行专门的设计。在钢结构建筑设计中所采用的隔音措施主要有:使用隔声门、隔声窗，并在建筑或需隔音的房间外墙上使用隔声性能较好的材料。根据建筑使用功能的不同，其对吸音的效果要求也不相同。例如音乐厅类型的建筑，其主要使用功能就是让人类的耳朵吸收发出的音乐声，所以在音乐厅类型的建筑中通常会在顶棚增加反射板用来反射声音，若是音乐厅中的声音无法反射，那么人类的耳朵所听到的声音就会有缺失，甚至是听不到声音。当前，解决吸音问题的主要措施有两种:第一种是科学的设计吸声结构，例如孔石膏板吊顶。第二种是采用先进的吸声材料，例如玻璃、岩棉等吸声性能较好的材料。
二、建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点
（一）建筑工程中钢结构稳定设计的特点
建筑工程中钢结构稳定设计的特点主要表现为:第一，钢结构的多样性。建筑工程中钢结构设计方面的问题直接影响着钢结构的稳定性，特别是承荷载力大的钢结构部位，在进行这类钢结构部位设计时必须进行多方面的考虑，并对钢结构的稳定性进行认真分析、探究。第二，钢结构的整体性。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，任何一个构件所具有的作用都是不容忽视的，若是当任意一个构件出现问题，例如失稳、变形等情况，那么必定会对其他构件造成影响，最终导致钢结构整体稳定性出现问题。
（二）钢结构稳定性的计算方法
1、整体刚度计算。在现行的钢结构计算规范中，通用的计算方法是轴心压杆稳定计算方法，其主要采用是折减系数方法和临界压力求解法。其中，临界压力由欧拉公式给出。
2、整体稳定性分析。钢结构建筑是由多种构件共同组成的一个整体，其整体稳定性受各种构件的制约较大，各构件之间是否具有良好的稳定性，是确保钢结构整体稳定性的前提基础。所以，应对其整体稳定性进行分析。
3、其他特点的稳定计算。钢结构的各种组成构件又能分为两大类，为弹性构件和柔性构件，因而，在进行钢结构稳定性时应重视这一特点。由于柔性构件容易发生变形，进而导致钢结构内部也发生变化，最终对钢结构整体稳定性产生严重的影响，所以，必须重视柔性构件的分析。
（三）钢结构稳定性的分析方法
1、静力法。静力法的分析原理是结合已经出现了微小变形后的一些结构受力的条件，并根据这些条件来建立相对平衡的微分方程。通过建立的微分方程仔细的计算出构件受力的临界相关荷载。在实际中应用静力法构件平衡微分方程时，应遵循相关设定，具体表现为:直杆构件应该为截面，其压力应始终遵循之前的轴线进行作用。
2、动力法。当钢结构的结构体系处于平衡状态下时，若是受到一定的干扰，那么整个结构体系就会产生振动，这时应采用动力法对钢结构的稳定性进行分析。钢结构整体稳定性与其所承受的荷载有着密切关联，在钢结构出现变形以及钢结构振动加速时，这种联系更加紧密。若是钢结构所承受的荷载值低于钢结构自身稳定性的极限荷载值时，会出现加速度和之前的钢结构变形的具体方向相反的状况。
3、能量法。若是在实际应用中钢结构载着保守力并且已经具备结构变形的相关受力条件，那么就能以此条件构建总体势能。如果要计算钢结构的总体势能，则必须满足一个前提条件，即钢结构处于相对平衡的状态下。
（四）强柱弱梁设计中的稳定性分析
通常情况下，柱和梁是钢结构建筑中不可缺少的构件，在钢结构的设计工作中，想要做好钢结构稳定性分析，一定要充分考虑柱和梁的整体性，必须要明确一点：在水平荷载过大或者遇到强震时，钢结构的塑性铰不是在柱子上，而是在梁上，这样才能保证钢结构的稳定性，避免钢结构遭到破坏。因此设计人员一定要严格按照国家有关规范来实施设计，在强柱弱梁的设计中，要仔细对弹塑性进行计算，保证塑性铰在梁上，而不是在柱上，如果不符合上述标准，要及时找出原因，及时调整，之后再进行弹塑性计算，直到塑性铰在梁上。
（五）节点连接设计中的稳定性分析
在以往的钢结构设计工作中，设计人员为了简化设计流程，时常将梁柱节点的连接视为完全刚接或者理想铰接，值得注意的是，完全刚接表示框架受荷变形之后，梁柱夹角不发生变化，而理想铰接表示梁柱不会传递弯矩，但目前钢结构节点连接的形式越来越丰富，在钢结构设计工作中，有一部分节点不应该一味视为理想铰接或者完全刚接，例如在现阶段，半刚性节点连接的应用比较广泛，如果在设计工作中将半刚性节点连接视为理想铰接，那么就会导致框架的侧移量估计过高，使梁柱的连接刚度估计过低，致使柱的稳定极限承载力理论值过低，倘若将半刚性节点连接视为完全刚接，会导致框架的侧移量估计过低，使梁柱的连接刚度估计过高，致使柱的稳定极限承载力理论值过高。因此设计人员要严格根据实际情况来设计节点连接刚度，避免盲目简化设计流程，进而提高钢结构的稳定性。
三、结语
建筑工程的快速发展，促使钢结构广泛应用于建筑工程中，然而钢结构设计的稳定性直接影响着钢结构建筑的整体质量，因此，本文对建筑工程中钢结构设计的稳定性与设计要点进行了认真分析与探讨，希望能为所需者提供借鉴。
参考文献：
[1]唐文智.建筑工程中钢结构设计的稳定性分析[J].城市建筑,2013,16:186.
[2]王多祥,靳同良.钢结构设计中稳定性分析探讨[J].甘肃冶金,2014,03:142-144.
关键词:钢结构设计 结构构造
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1 钢结构概述
随着社会经济的发展，钢结构厂房在我国建筑行业中也随之迅速的发展,在钢筋混凝土建筑之后,钢结构厂房是最具革命性的建筑新发展和新应用之一。与传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构的优点主要表现在以下几方面:一、钢结构的强度大相同跨度的厂房钢结构的材质更轻，从而减轻结构的自重。二、钢结构开间和跨度可以做的更大，内部分割更灵活。三、因为钢结构的自重轻（部分楼面采用钢格栅、屋面墙面可以采用夹芯彩钢板），地震作用力比混凝土结构要小，从而也减小了基础设计的内力，降低基础造价。四、钢结构材料的延性好，地震作用下能吸收更多的地震能量，地震来临的时候有相对较多的时间逃生。五、钢结构施工速度快，对于一些资金紧张（比如建设需要大量的银行贷款，或者急需早日投产的项目）的企业来说，这些往往是决定性的因素。
2 钢结构设计
2.1 收集资料
钢结构设计过程的前期资料准备工作首先就是要收集环境资料,包括:使用年限内的基本风速、风压和雪压;当地的土壤类别;大气中是否含腐蚀性成分;当地地震基本烈度及建筑物抗震设防分类标准和设计基本地震加速度值等等。其次,必须收集规范和标准,目前我国现时实行的主要设计规范是《钢结构设计规范》GB50017-2003。再次,要了解结构设计的习惯做法,例如:坡口焊与刨平顶紧的使用,插入式柱脚和锚栓式柱脚的使用,建筑墙体采用开敞还是封闭等。
2.2 确定结构体系、柱网
钢结构体系主要由横向结构系统和纵向结构系统组成。横向系统的具体情况根据工艺要求、厂房刚度要求、结构受力情况、材料选用情况等确定。纵向系统一般由柱及其支撑、托架、吊车梁及制动梁或桁架、墙梁等组成。
柱网的确定一般依据工艺要求、经济柱距及跨度、建筑美观等方面。造价主要包括基础费用,钢材用量、制作安装难度及进度等。跨度的确定一般根据工艺的要求。厂房的划分由起重量Q确定,当Q≤20t为轻型厂房;当30t≤Q≤75t为中型厂房;当100t≤Q≤250t为重型厂房;当Q>250t为特重型厂房。根据多年设计经验总结,经济柱距为:重型厂房地基差时宜采用24m,中型厂房地基差时采用18m、15m,轻型厂房采用12m;地基较好时厂房一般宜采用12m、18m柱距。经济柱距的确定还应考虑吊车轨面标高等因素。
2.3 设计荷载及荷载效应的计算
结构设计应考虑的荷载包括:风载,地震荷载,活荷载,吊车荷载。按承载能力极限状态设计钢结构时,应考虑荷载组合。荷载的标准值、荷载分项系数、荷载组合值系数、动力荷载的动力系数等应采用现行的国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中的规定。结构重要性系数γ0应采用现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068中的规定。
根据《钢结构设计规范》GB50017中的规定,说明如何计算吊车荷载:作用于每个轮压处的水平力标准值:Hk=αPkmax;Pkmax:吊车最大轮压标准值;α:系数,一般软钩吊车α=0.1,抓斗或磁盘吊车α=0.15,硬钩吊车α=0.2。
2.4 结构构造
钢结构的主材是根据不同钢型号的物理性能确定的,如:屈服强度和抗拉强度。高强螺栓是根据屈服强度、抗拉强度、承剪切能力、抗滑移能力和扭矩值来确定的。
3 钢结构厂房设计中应注意的问题
3.1 钢结构的腐蚀及防腐
造成钢结构腐蚀的原因很多。首先是环境因素,钢结构长期暴露在相对湿度比较大的环境中,就会产生腐蚀现象,而且环境中的酸、盐等化学物质也会使钢结构的腐蚀加速;其次是由于设计的不合理,例如:钢架和墙体之间应该保留足够的空间,便于维护;还有施工时控制不良,主要是由于涂料质量控制及施工过程涂膜厚度的检查不严格造成腐蚀问题出现。
钢结构的腐蚀生锈降低钢结构的强度和承载能力,减少钢结构的使用寿命,一旦由于腐蚀造成钢结构变形、断裂、垮塌就会造成难以挽回的损失,并且钢结构腐蚀影响建筑物的美观。因此,当务之急是做好防腐工作。选择防腐涂料要考虑涂料的防腐年限、保光保色性、是否便于维修等。防腐蚀年限小于5年为短期防腐蚀、5年至15年为中等防腐蚀、大于15年为长效防腐蚀。室外钢结构宜采用环氧富锌底漆两度、环氧云铁中间漆两度、聚氨酯面漆两度,总漆膜厚度不小于150μm的长效防腐涂料。室内钢结构宜采用铁红醇酸底漆一度、云铁醇酸防锈漆一度、醇酸面漆两度,总漆膜厚度160μm。
3.2 钢材及连接材料的选择
钢结构既承受静力荷载又承受动力荷载,必须根据其所受的荷载情况选用适当的钢材,直接承受动力荷载的钢材应具有较高的质量,需要验算疲劳的钢材对综合性能要求更高。承重结构的钢材根据规范宜采用Q345钢、Q390钢和Q420钢。承重结构采用的钢材应保证在抗拉强度、伸长率、屈服强度含量等方面必须符合规定,。对受拉和受弯的钢材应选用较高质量的,防止钢材产生断裂。焊接结构钢材的质量要求应高于同样情况的非焊接结构钢材,应保证含碳、硫、磷的量符合规定。钢中硫含量过高会造成钢材的热脆现象，而磷含量过高会造成钢材的冷脆现象，对经常处于或可能处于较低温度下工作的钢结构,尤其是焊接结构,应选用化学成分和力学性能质量较好的钢材。钢材质量等级:Q345钢、Q390钢和Q420钢可分有A、B、C、D、E五级。下表描述了焊接结构和非焊接结构在不同的工作温度下所使用的不同的钢材质量等级。
如表1所示。
表1
3.3 钢材焊接裂缝
焊缝裂纹出现的原因:(1)厂家的焊接质量较差,同时运输过程中的振动使原始的裂缝加大甚至开裂。为了保证安全,质检人员应该重视这些焊缝、加强对焊缝的检验力度,保持大板梁等长度较大钢结构在吊装运输过程中受力均匀、不发生大的变形,以避免裂缝的出现。(2)焊接时焊剂焊条潮湿、焊接坡口没有清理,在气体保护焊时,有油污、气体保护不当进入空气,导致气孔的产生,可能引起裂缝。因此在焊接前,要将焊接部位彻底清理干净,在钢结构制作过程中要按照焊接相关规程对钢材进行保管存放,对于存在气孔的部位要引起高度的注意,防止焊接裂缝产生。
4 结语
关键词：钢筋混凝土；建筑施工；机理；因素；防腐措施
有资料显示造成钢筋混凝土结构破坏的主要原因是腐蚀，长期各界以来对钢筋混凝土结构防腐工作重视程度一直不高，这导致钢筋混凝土结构出现外观缺陷、安全性下降、耐久性降低等情况，最终造成人力和资金巨大的浪费。应该站在科学发展的高度，在已有钢筋混凝土施工经验的基础上，对钢筋混凝土腐蚀的机理进行分析，对钢筋混凝土腐蚀的主要因素进行归纳，精心进行钢筋混凝土施工的每个操作，找到有效控制钢筋混凝土结构防腐的措施，为钢筋混凝土结构防腐、企业进步和社会健康持续发展服务。
1 钢筋混凝土腐蚀机理分析
钢筋混凝土腐蚀是一个综合性、长期性的物理化学和生物过程，根据目前国际上通行的机理分析，本文提出如下几种钢筋混凝土腐蚀机理：
1.1 钢筋混凝土腐蚀的物理机理
其一，钢筋混凝土外界的侵蚀作用，钢筋混凝土环境中的侵蚀性介质长期与混凝土接触，造成混凝土中可溶性和可挥发性物质溶解和挥发，导致钢筋混凝土结构的破坏。其二，钢筋混凝土内部的结晶作用，钢筋混凝土是一种具有孔隙的建筑材料，环境中的水分、盐类沿着孔隙形成结晶，引起钢筋混凝土的膨胀和酥软，典型的代表是东北地区钢筋混凝土结构的冻融破坏。
1.2 钢筋混凝土腐蚀的化学机理
首先，改变性质类腐蚀，钢筋混凝土在化学腐蚀过程中产生了新的物质，而新物质的力学性能和化学性能的改变，使钢筋混凝土强度和功能发生降低或改变。其次，流失类腐蚀，钢筋混凝土结构在化学腐蚀过程中产生易溶于水或易挥发的物质，溶解或挥发的周围的环境中，引起钢筋混凝土结构的改变。最后，复合类腐蚀，在钢筋混凝土中原材料与腐蚀性介质发生反应生成新物质，在混凝土的毛细孔中结合水而形成体积较大的晶体，造成水泥石胀裂破坏。
1.3 钢筋混凝土生物腐蚀的机理
在钢筋混凝土结构中受到植物根茎的侵蚀、硫化细菌的侵扰，导致钢筋混凝土结构裂缝扩大和生物腐蚀。
1.4 钢筋腐蚀的机理
由于混凝土中钢筋材质的原因，其表面总有可能形成电位差电，为电化学腐蚀提供了可能，特别是在潮湿环境下会造成铁锈的产生，不但对钢筋混凝土结构产生形变的危害，而且使关进的力学性能降低。
2 钢筋混凝土腐蚀的主要因素
2.1 钢筋混凝土密实性对腐蚀的影响
钢筋混凝土的密实程度直接影响着混凝土毛细孔隙的大小、数量和分布，特别是在普通硅酸盐水泥钢筋混凝土施工中，混凝土密实性对腐蚀的速度、程度和深度有直接的影响。
2.2 钢筋混凝土中硫酸盐的影响
钢筋混凝土受硫酸盐的作用下可以生成钙钒石，钙钒石呈针柱状晶体，又称之为“水泥杆菌”，其体积比原物质增加了近三倍，产生钙钒石的膨胀性破坏
2.3 钢筋混凝土中镁盐的影响
钢筋混凝土在镁盐的作用下生成氢氧化镁，降低了钢筋混凝土的碱性，导致水泥石的粘结力下降，混凝土的强度大大降低.
2.4 钢筋混凝土中氯盐腐蚀
钢筋混凝土外部氯离子一般通过渗透、扩散等方式侵入混凝土中，生成易溶的氯化钙，引起钢筋混凝土表面的溃散，此外，氯化钙的水合物对钢筋混凝土有高强度的腐蚀性。
2.5 钢筋混凝土碱性骨料反应
该反应首先是骨料在孔溶液表面作用下形成硅醇基，接着使活性硅质骨料逐渐溶解，发生严重的碱骨料反应。
2.6 钢筋锈蚀
首先，钢筋混凝土顺筋开裂的产生，钢筋在锈蚀过程中，体积会膨胀，对混凝土造成巨大的膨胀应力，使混凝土沿钢筋产生顺筋裂缝。其次，钢筋与混凝土的粘结力下降，随着钢筋锈蚀反应的发生，钢筋与混凝土之间的粘结力将发生下降，钢筋混凝土结构发生变形，引发钢筋混凝土结构局部或整体失效。最后，钢筋有效面积减小，钢筋在锈蚀过程中，钢筋能够承受荷载的有效面积减小，实际承载力下降。
3 钢筋混凝土结构的防腐措施
3.1 做好钢筋混凝土原材料的选择工作
首先，做好水泥的选择工作，水泥是混凝土的重要组成部分，其性质对混凝土结构耐久性有着重要影响。其次做好外加剂的控制工作，使用外加剂时，除了要看到它有利的一面，还要重视其不利的一面，严格控制外加剂中的有害杂质含量，积极推广技术成熟的外加剂产品，慎用技术不成熟的外加剂。其三，控制矿物掺合料用量，应该在实践的基础上加强对各种矿物掺合料的综合性能研究，科学合理确定矿物掺合料的用量。其四，特种钢筋的选用，建议选择特种不锈钢筋和环氧涂层钢筋，它们也可以大幅度提高钢筋混凝土的抗腐蚀能力，尽管特种钢筋的价格较贵，初期成本投入较大，但其长期的耐腐蚀性足以弥补初期成本的投入。
3.2 提高钢筋混凝土保护层的厚度
适当增加钢筋保护层厚度，能显著降低钢筋腐蚀速率，提高混凝土的耐久性.因为增加保护层厚度可以降低阴极区的氧离子以及有害离子氯离子和镁离子在混凝土中的扩散系数
3.3 喷涂钢筋阻锈剂
钢筋阻锈剂能抑制、阻止并延缓钢筋腐蚀的电化学过程，禁止使用亚硝酸盐类钢筋阻锈剂，制订钢筋阻锈剂的技术标准，
3.4 在特殊部位实行阴极保护技术
土壤腐蚀环境介质通常具有良好的导电性，对钢筋混凝土基础设施的下部结构做好阴极保护工作，阻止钢筋混凝土中钢铁构件的电化学的腐蚀速度。
参考文献
［1］尤勇，马飞，丁示波.浅谈钢筋混凝土结构腐蚀机理及防腐措施［J］.北方交通.2010，（2）.
［2］孙俊，刘彦东，王成.有机钢筋混凝土阻锈剂的研究［J］.混凝土.2010，（2）.
［3］王春福，王瑜玲.钢筋混凝土氯离子腐蚀机理与防护措施［J］.商品混凝土.2010，（3）.
关键字：钢结构、腐蚀机理、影响因素
中图分类号： TU391 文献标识码： A
一、引言
随着钢材在建筑行业中的广泛应用，钢结构的腐蚀也不断引起相关行业人员的重视，据不完全统计，发达国家每年由于钢结构的腐蚀所造成的经济损失约占国民经济总值的4%。钢结构的腐蚀给我们造成的不仅仅是经济上的损失，更重要的是给人民安全带来隐患.所以如何运用现代知识对钢结构的腐蚀进行控制和加以防护是我们所要讨论的。
二、钢结构腐蚀的类型和机理
1、大气腐蚀
空气中有足够的氧，因此空气中是否存在湿气决定了是否会发生腐蚀.在雨后以及有雾或有露水的情况下钢材表面是潮湿的，即使在无肉眼可见的湿气情况下，空中的水蒸气依旧会引起刚的腐蚀.故此，钢结构的大气腐蚀主要是由空气中的水和氧气等的化学和电化学作用引起的，是一种常见的腐蚀现象大气中水汽形成金属表层的电解液层，而空气中的氧溶于其中作为阴极去极剂，二者与钢构件形成了一个基本的腐蚀原电池.当大气腐蚀在钢构件表面形成锈层后，腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应.
2、局部腐蚀
局部腐蚀主要包括缝隙腐蚀和电偶腐蚀，同时它也是钢结构中十分常见的一种破坏形态.当钢结构的不同结构件之间以及钢构件与非金属的表面间存在缝隙.而且有介质存在的时候就会发生局部腐蚀.所以局部腐蚀发生的条件：首先必须存在具备腐蚀条件的缝隙，而且缝隙中要有液体；其次构件的缝隙宽度必须窄到可以使得液体在缝内停滞.钢结构最常见的缝隙腐蚀形式有铆接、衬垫和颗粒沉积等.由于这些缝隙在工程中是不可避免的，所以同样也无法完全避免钢结构的缝隙腐蚀。
3、应力腐蚀
因为钢结构即会受到腐蚀介质的作用，同时它也要承弯曲，拉伸，压缩乃至于扭转等各种应力的作用.所以钢结构中所采用的高强钢，低碳钢和低合金钢等材料极易在水介质中产生应力腐蚀。在具有腐蚀效果的环境中，假若钢结构受力则会使腐蚀速度加快.简单来说，就是在特定的介质中，如果钢结构不受到应力的作用则腐蚀效果微乎其微，一旦受到拉伸应力，在一段时间后构件则会突然产生断裂.因为这种由应力腐蚀而产生的断裂在事前并不会有明显的征兆，所以往往会造成无法估计的灾难性后果.例如房屋建筑和桥梁的倒塌以及管道的泄露，带来巨大的人员伤亡和经济损失。
三、钢结构的腐蚀因素及其危害性
1、钢结构腐蚀因素
经试验和研究表明,钢铁与周围环境（介质）之间发生化学或电化学作用而引起的破坏或变质。或者说,钢铁的腐蚀是发生在钢铁与介质间的界面上。由于钢铁内部含有不同比例的其他金属杂质,所以它们内部的金属之间则存在具有不同的电极电位,分别产生得到电子或失去电子的不同变化倾向,因此引起其内部发生局部的微电池现象。当有水和氧气存在时,就会发生电化学的腐蚀过程,即钢铁的表面构成原电池的阳极,溶解质则变化为铁离子,铁离子与阴极生成氢氧根离子反应,生成初步的腐蚀产物—氢氧化低铁,再被空气中的氧进一步氧化变为三氧化二铁(铁锈)。铁锈具有一定的吸湿性,能够吸收外部大量水分,致使锈蚀层慢慢地进行膨胀,形成疏松的结构层,并使腐蚀向内部继续扩展,不停地进行腐蚀钢结构。同时,在钢铁被腐蚀的最终生成物中,含有与铁锈分离开的硫酸（H2SO4）,有反复地、循环地使腐蚀情况加剧,直至钢结构彻底损坏。钢铁的腐蚀速度与环境、温度、湿度及有害的介质存在有关,并成正比关系,其中湿度起决定因素。
2、腐蚀的危害性
钢铁的腐蚀,通过分析可以看出,它的危害性在于是一种不均匀的破坏。钢铁的锈蚀损伤基本发生在阳极的表面,一旦出现腐蚀坑,往往会继续向纵深发展。由于腐蚀坑的面积不断加大,承受荷载的截面不断减少,这样将引起钢结构构件在该处的应力集中,而应力集中又使腐蚀坑底部电位变负,出现对钢铁加速腐蚀的反应过程,这种相互反馈的连锁反应是应力腐蚀的一种典型形式。此时,在低温条件下,将引起钢材的抗冷脆性能下降,在无明显的变形情况下,钢结构构件会突然发生脆性断裂,尤其是在冲击荷载的作用下危险性更大,容易造成结构构件的安全事故。因此,钢结构如不注意环境条件的影响,采取必要的防护措施,必然会加快腐蚀的速度;如果忽视日常巡视维护工作,钢结构构件同样会发生由于锈蚀而容易影响结构正常使用,遗留下结构的安全隐患。
四、对钢结构腐蚀的控制
1、火焰处理
火焰清理是一种常规的且能够与激光清理达到同样目地的一种老实方法。其流程为：用氧乙炔焰或氧-丙烷炎将钢加热.由于氧化皮与金属的膨胀系数有所差异，故可是轧氧化皮和其他氧化皮脱落。此外还可以把存在铁锈中的水分处理掉。在经过火焰的一段烘烤后，即刻用线刷就能清除松散的残留氧化皮和铁锈。此方法也会残留一层粉末，因此也必须刷掉.该方法的清洁度等级一般被认为介于喷砂处理与手工处理之间，该方法用于维修而不是清理新的钢结构。
2、钢盐与锌盐磷化处理
许多用于建筑结构钢的较小零部件以及铝合金窗户和某些用于商店门面的镀锌钢也是通过化学转化磷化处理，而后涂上一层有机粉末进行防护.使用的材料在大约60摄氏度除去底材上的油脂.一般使用浸入法，而不是用于清理冰箱外壳那样的传动式喷洗法.接下来在软水中进行热清洗，然后转移到含有磷酸铁或磷酸锌的溶液槽中，操作温度也在50至60摄氏度之间。
3、 酸洗
在喷砂处理作为钢结构充分处理的有效方法之前，有时把工件浸入稀酸溶液中清楚其上的铁锈与氧化皮，这种清洗方法被称为酸洗.时至今日，尽管该方法仍用于要进行热浸镀的钢材，但对于已经进行过涂料的结构钢来说，已经很少使用了。但它仍然是钢板与钢带清理的最常用方法，并且常作为连续处理工艺的一部分。
五、对钢结构的防护
1、金属镀层
在大多数情况下，有色金属要比碳钢的耐腐蚀性好得多，但是有色金属却价格昂贵.而且在许多场合下，有色金属的力学性能并不能满足要求.所以，在钢表面镀上有色金属，则可以将两者的优点兼顾。用锌保护钢制品距今已有上百年的历史了，而且其他金属镀层也很常见，例如用镀锡铁皮制作成罐头盒等.金属镀层也被运用与装饰和工程应用，例如坚固的墙面.但这些工艺不属于钢结构的腐蚀防护，故暂且不提。铝和锌是最常用来使建筑钢制品具有防腐蚀性的金属.而锌的使用则更为广泛.并且在某些特定的场合也使用一些其他金属作为钢的镀层，但是这些金属在钢制品的防护镀层中并不常用.虽然在钢上涂镀其他金属可以使用很多方法.其中包括其中包括等离子溅射和真空镀膜等.但是对于钢结构和建筑部件，则无外乎有以下四中方法.总共为热浸镀，喷镀，电镀以及扩散镀.其中热浸镀和喷镀是作用于结构构件.而电镀和扩散镀则用于较小的零件盒部件.甚至还有一些方法是用于保护钢制品的特殊部位，特别是焊接重叠处和包裹处。虽然这种方法没有上面的四中方法常用，但依旧可用于某些侵蚀的状态。
2、其他防护方法
虽然大多数钢制品是用涂层或镀层来防止腐蚀的，但依旧还有其他方法，特别是阴极保护法.作为一种钢制品的防腐蚀方法.阴极保护的应用虽然是有限的，但它依旧被用于许多重要构件，尤其是靠近海洋的钢结构，故它也是一种重要的防腐蚀方法.这种钢结构防腐蚀方法的概念是值得思考的，但要使这种方法变得经济，依旧值得我们去研究。因为钢的耐蚀性可以依靠添加其他金属而显著增加，所以合金钢也是我们保护钢结构防止其腐蚀的一种有效手段。一耐蚀性来说，不锈钢是最高的。虽然不锈钢杯广泛运用于加工工厂，但它却比普通钢昂贵的多。所以结构件中只限于在条件特别恶劣下的紧固件或轴承.但其却广泛的运用于建筑物中的门窗以及栏杆等。
六、结束语
综上分析，钢结构工程如不重视环境及采取必要防护，必将加速锈蚀速度，忽视日常的维护保养同样会发生由于严重锈蚀而引起承重构件丧失承载能力，造成钢结构的安全使用隐患。因此在钢结构设计、施工和使用中,对钢结构构件进行有效的防腐工作，才能确保钢结构的安全和使用寿命。
参考文献
[1] 中国钢结构协会：《建筑钢结构施工手册》,《中国计划出版社》，2004年15期
[2] 张忠礼：《钢结构热喷涂防腐蚀技术》，《化学工业出版社》，2004年12期
Abstract： Coating is one of the most commonly used operation mode of building structure with surface treatment method of steel corrosion in the coating， the parameters have different effect on the corrosion performance of steel structure.This paper had electrodeposition of nickel-plating and electrodeposition of copper-nickel plating for construction steel steel Q235B， and had the acetic acid salt spray test and electrochemical corrosion testing and analysis construction steel Q235B. The results show that the surface coating can effectively improve the corrosion resistance of construction steel， and omposite coating has a better anti-corrosion effect than asingle composite coating； the surface coating prepared using the electrodeposition method via 10 days acetic acid salt spray corrosion made the mass loss rate of the steel structure decreased by 87.16% and corrosion potential shift by 78.45%.
关键词： 钢材；表面镀层；防腐蚀性；电沉积
Key words： steel；surface coating；corrosion resistance；electro-deposition
中图分类号：TL214+.6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）20-0134-03
0 引言
无论是暴露于海洋环境或是工业大气中的钢结构，腐蚀的问题都相当突出，由此引起的经济损失和对人身安全的威胁十分严重，因此，采取有效的防腐措施，以减少这种腐蚀造成的损失极为重要。表面镀层与钢材表面间的良好附着力是保证表面镀层有效防护寿命的前提，表面镀层的附着力与许多因素有关，其中镀层前表面处理的质量是决定表面镀层附着力的最主要因素。人们在建筑钢结构抗腐蚀性问题的解决过程中，尝试了包括自身材料变化、表面处理等多种方法，在一定程度上提高了建筑钢结构的抗腐蚀性，但离人们的希望值还较远，还需要人们不断的研究和突破[1-3]。本文以建筑钢结构用Q235B为研究对象，并在其表面制备不同的镀层，通过中性盐雾腐蚀和碱液电化学腐蚀试验，研究表面镀层对建筑钢结构抗腐蚀性的影响。
1 试验材料与方法
1.1 试样制备 以市场购买的建筑钢结构用Q235B钢为试样，试样的化学成分在Q8型直读光谱仪和HW2000型红外硫磷分析仪中进行检测。化学成分测试结果为：C含量为0.189wt%、Mn含量为1.362wt%、Si含量为0.316wt%、S含量为0.027wt%、P含量为0.031wt%。试样成分符合技术要求。
未制备表面镀层的Q235B试样记为1号样。制备了表面镀层的试样分别为2号样、3号样和4号样，它们的表面镀层制备方法，如表1所示。表面镀层的具体制备过程如下所述：首先对2号和3号样进行脱脂处理，脱脂剂的成分为35g/磷酸三钠、35g/L碳酸钠、5g/L碳酸氢钠和30g/L氢氧化钠；脱脂温度为60℃±2℃；接着将试样放入30℃盐酸（浓度为25%）中活化60s以除去试样表面的钝化膜。然后分别进行电沉积镀镍、电沉积镀镍铜合金的表面处理。其中，电沉积镀镍的主要工艺参数，如表2所示。电沉积镀镍铜合金的主要工艺参数，如表3所示。
1.2 抗腐蚀性测试 未经表面处理的建筑钢结构用Q235B钢1号样，以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样～4号样，其抗腐蚀性分别通过乙酸盐雾试验（AASS试验）、电化学腐蚀试验进行测试。
AASS试验：试样的AASS试验，在YWS-250型盐雾腐蚀试验箱中进行。试验溶液为添加了适量冰乙酸的氯化钠水溶液，氯化钠的浓度为50g/L±5g/L的，试验箱中收集液的pH值在3.1～3.3之间，试验温度为35℃±2℃，试验时间为10天。试验前，在110℃烘箱中将试样烘干至恒重，并将其放置在真空干燥箱中冷却至室温后迅速称重，并记录试样的质量。试验的具体方法，按照中华人民共和国国家标准GB/T 10125-1997《人造气氛腐蚀试验盐雾试验标准》进行[4]，每天取出试样，称量记录试样的质量损失。试样表面盐雾腐蚀产物的清除，按照中华人民共和国国家标准GB/T 16545-1996《金属和合金的腐蚀 腐蚀试样上腐蚀产物的清除》进行[5]，然后用无水乙醇将试样清洗三遍，并吹干至恒重后再称重、记录和计算试样的质量损失率。同时，采用MX-6R型金相显微镜观察试样表面并拍照。
电化学腐蚀试验：试样的电化学腐蚀试验，采用LK98B型微机电化学分析系统进行测试。测试采用三电极体系，其中选择铂黑电极为辅助电极、甘汞电极为参比电极、Q235B钢试样制备的电极为工作电极；电解液为6mol/L的氢氧化钾溶液，测试温度为25℃±1℃、塔菲尔曲线扫描速度为0.002V/s。制作工作电极时，需要将塔菲尔曲线测试面磨平、抛光；然后将铜线焊在测试面以外的另一面上，用石蜡密封好除测试面以外的所有面。为了除去试样的表面氧化物，试样测试前先进行-1.2V恒电位极化180s。
2 试验结果及讨论
2.1 AASS试验结果及讨论 未经表面处理的建筑钢结构用Q235B钢1号样，以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样～4号样，经过10天AASS试验后，试样的质量损失率变化情况，如图1所示；各试样腐蚀后的表面形貌，如图2-图5所示。
从图1可知，未经表面处理的建筑钢结构用Q235B钢（1号样）在AASS试验过程中，其质量损失最严重；当乙酸盐雾腐蚀240h后，试样的质量损失率达到14.8%。当Q235B钢试样经过电沉积制备表面镀层后，在乙酸盐雾腐蚀环境中的质量损失率显著下降。其中，表面电沉积镀镍的2号样在240h后的质量损失率降为9.7%；表面电沉积镀镍铜合金的3号样降为5.6%；质量损失率下降幅度最大的是表面电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的4号样从14.8%降为1.9%，下降了87.16%。表面电沉积镀镍和镀镍铜合金，能明显改善Q235B建筑钢结构的耐乙酸盐雾腐蚀性能。这主要是因为金属镍具有很强的钝化能力，在建筑钢结构表面能迅速生成一层极薄的钝化膜，从而使得表面电沉积镀镍层能使Q235B建筑钢结构有效抵抗乙酸盐雾腐蚀介质的侵蚀，提高钢结构的抗腐蚀性能。而镍铜合金表面镀层较之单一的镀镍层，其表面钝化膜抵御腐蚀介质的能力更强，能更好的改善Q235B建筑钢结构表面镀层的抗腐蚀能力，从而更有效的提高建筑钢结构在乙酸盐雾环境下的抗腐蚀能力。电沉积镀镍后再进行电沉积镍铜合金，能使表面镀层更加致密，其抗乙酸盐雾腐蚀性能更强，能更好的延长建筑钢结构的使用寿命。
从图2～图5可以看出，未经表面处理的Q235B建筑钢结构1号样，腐蚀现象最为严重，试样表面出现大片腐蚀坑和大量分散的腐蚀点。相比而言，经过电沉积获得表面镀层的钢结构试样，其腐蚀现象明显减弱。钢结构试样的腐蚀程度从大到小依次是：1号样>2号样>3号样>4号样。经过电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样腐蚀程度最轻，试样表面仅出现了少量的腐蚀点。再次证明，电沉积表面镀层能有效改善Q235B建筑钢结构在乙酸盐雾环境下的抗腐蚀能力。从提高建筑钢结构抗腐蚀性能的角度出发，电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金是制备建筑钢结构表面镀层的较优方法。
2.2 电化学腐蚀试验结果及讨论 未经表面处理的建筑钢结构用Q235B钢1号样，以及经过电沉积法制备表面镀层的2号样～4号样，经过电化学腐蚀试验后，试样的塔菲尔曲线（25℃±1℃、扫描速度为0.002V/s），如图6所示。从图6可知，通过电沉积在钢结构表面制备镀层后，钢结构试样的腐蚀电位正移。其中电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样，其正移幅度最大，从-1.16V正移至-0.25V，正移了78.45%。众所周知，腐蚀电位正移，材料的抗腐蚀性能提高。所以，从电化学腐蚀试验结果也可以看出，表面镀层的制备有利于提高建筑钢结构的抗腐蚀性能，且电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的复合处理较单一镀层的抗腐蚀效果更为明显。
3 结论
①电沉积镀镍、电沉积镀镍铜合金，均能有效改善Q235B建筑钢结构的抗腐蚀性能；且电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的复合处理较单一镀层的抗腐蚀效果更好。②与未进行表面处理的Q235B建筑钢结构相比，电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金的钢结构，经过10天乙酸盐雾腐蚀后，其质量损失率从14.8%降为1.9%，下降了87.16%。③与未进行表面处理的Q235B建筑钢结构相比，电沉积制备的表面镀层能使钢结构试样的腐蚀电位正移；其中电沉积镀镍后再电沉积镀镍铜合金处理的钢结构试样，其正移幅度最大，从-1.16V正移至-0.25V，正移了78.45%。
参考文献：
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