钢结构防腐及耐候钢在建筑工程中的应用

点击数：843发布：2016-11-07　来源: 聚脲防腐_聚脲喷涂_聚脲防水_江苏申正建设工程有限公司

钢结构防腐及耐候钢在建筑工程中的应用
 1.钢结构具有自重轻、抗震性能好、节能效果好、工业化程度高等一系列优点，随着我国政府对钢结构行业的政策从过去限制用钢到鼓励合理用钢的转变，建筑钢结构得到迅速发展，钢结构的防腐问题也变得愈加突出。据工业发达国家的统计因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的 4.7％，但其中1／4可通过采取适当的防腐措施来避免，因此钢结构防腐对国民经济的发展显得尤为重要。一般在 60％ 一70％之间，低于临界湿度时，钢铁表面受到的是化学腐蚀，其腐蚀速度不大：当高于临界湿度时，其腐蚀类型由化学腐蚀转变为电化学腐蚀，腐蚀速度突然增加，此时腐蚀影响是很大的。大气中所含的灰尘，特别是含有腐蚀性的粉尘，大大加速了钢铁在大气中的腐蚀。这是由于灰尘具有毛细管的凝聚作用，钢铁表面有灰尘的地方，特别容易结露，
具有腐蚀性的粉尘或气体溶解于钢铁表面的液膜时，便形成腐蚀性极强的酸、碱、盐溶液。当大气中含有氯离子时，氯离子能有效破坏钢铁表面的钝化膜，形成较危险的点状腐蚀。按照不同地区的腐蚀特征，可将大气环境分为工业大气，海洋大气，城市大气和农村大气，

2 钢铁腐蚀的危害

钢铁腐蚀一种不均匀的破坏，其表面一旦出现腐蚀坑，由坑底向纵深发展很快，从而引起应力集中，而应力集中又会加速腐蚀过程，这种循环的连锁反应是应力腐蚀的一种形式。钢材在这种应力腐蚀的作用下抗冷脆性能不断下降，导致承重构件在无明显的变形征兆下突然发生脆性断裂，造成建筑物倒塌并危及人身安全。结构在冲击荷载作用下，腐蚀介质会促成钢材发生脆性断裂并影响疲劳强度，危害尤为严重。

3 钢结构防腐处理

钢结构在各种大气环境下使用，产生腐蚀是·种自然现象。为防止或减少结构物的腐蚀，延长其使用寿命，需采取一定的措施。钢结构的防腐蚀方法大致可分为四类：① 涂层法，即在钢结构表面涂 (喷)油漆或其他防腐涂料，其耐久年限一般为 5—10a；② 长效法，即采用热镀锌、热镀铝 (锌)复合涂层进行钢结构表面处理，防腐年限为 2o一30a，甚至更长；③ 对水下或地下钢结构采用阴极保护即电化学保护的方法；④ 采用本身具有抗腐蚀能力的耐候钢。

4 耐候钢的发展及应用

耐候钢及耐大气腐蚀钢，是在普通钢中添加一定量的合金元素，如 Cu、P、Cr、Ni、Mn、Nb等，使其在金属基体表面上形成保护层，以提高钢材的耐候性。
4．1 耐候钢的发展

耐候钢的研制起始于欧美，20世纪初欧美的科学家就发现 cu可以改善钢铁在大气中的耐腐蚀性能，1933年美国的 u．S．Steel公司首先研制成功了耐腐蚀高抗拉强度的低合金钢——Conen钢，并于 60年代不涂漆直接应用于建筑和桥梁。其中应用最普遍的是高 P、Cu加Ni的 ortenCA系列和以 Cr、Mn、Cu合金为主的ortenC B系列，此后这两种耐候钢在欧洲、日本也得到广泛应用H]。我国6o年代起开始研制耐候钢，并发展了自己的一些钢种，如上海钢铁一厂的 IOPCuRE系列、鞍钢的 08CuPVRE 系列及武钢的09CuFri系列。
4．2 合金元素对钢耐腐蚀性能的影响

耐候钢较普通碳素钢有较好的耐大气腐蚀能力，其中合金元素起到了以下决定性作用：

① 降低锈层的导电性能，自身沉淀并覆盖钢表面；② 影响锈层中物相结构和种类，阻碍锈层的生长；③ 推迟锈的结晶；④ 加速钢均

4．3 耐候钢在建筑结构中的应用

美国于 1961年首次将无喷涂型耐候钢材用于马萨诸塞州 Htsfield近郊的输 电塔上。1964年位于芝加哥郊外的 DEERE ＆COMPANY办公楼和 1969年美 国著名的 U．S．STEEL公司的 64 层办公楼 (高 256m)也相继使用了无喷涂耐候钢材 9。2o世纪 7O年代后裸耐候钢开始大规模应用在钢桥的建造中。纽约 GorgeWashing—ton Bridge、西弗吉尼亚 New RiverorgeGBridge(跨度 518 m的拱桥)和新奥尔良 Missisippi RiverBridge中耐候钢的使用为钢桥的发展带来了新的生机。在美国，截止 1997年已有 45％的桥梁使用耐候钢。日本也是将耐候钢较早较多用于建筑结构的国家之一。1965年，香川县 “五台山之家”的屋顶使用了耐候钢材，并于 1967年首次在“知多二号”桥上使用 ]。随后建成的第三大川桥、志染川桥、十胜中央大桥都相继使用了耐候钢-4J。日本近年来针对高抗盐腐蚀的沿海地区用耐候钢进行了大量的研究，并推出了新的耐候钢品种。与传统的耐候钢的化学成分相比，这些新型钢是低合金钢，不含铬，但有铌、钼、磷、钛等元素。根据在含盐环境中进行的暴露试验的结果，这些钢的腐蚀损失比普通耐候钢少。它们可以用在不能使用常用耐候钢的地方 (大气中含盐量大于或等于 0．05todd时)。将来，类似的新型耐候钢的出现将会使耐候钢的应用范围扩展到盐腐蚀更加严重的地区。
国内上海钢铁一厂钢研所于 1968年研制成功的一种高耐候性钢材 10PCuRE是我国目前比较成熟、能大规模生产的一种耐候钢。1968年将该钢种 2.5—3mm厚的冷弯钢 (角钢、方钢、槽钢)用于上海杨浦电厂屋架，至 1993年检查，外涂漆层良好。上海钢铁工艺研究所螺纹钢厂房屋架采用该钢种冷弯型钢制作，已使用 30年，无明显腐蚀现象。
1989年底，由铁道部科学研究院研究开发，武汉钢铁厂试制，宝鸡桥梁厂制造了 3孔钢号为NHq35的耐候钢箱梁。作为试验，将其中一孔梁采用裸使用，其余两孔涂面漆，1991年架设于京广铁路武汉巡司河上并投人使用。开发了具有世界领先水平的 “高性能耐火耐候建筑用钢”。该系列钢品有 4个系列 ，1O个品种，同时具有耐火和耐候的特性。

5 结 语

 耐候钢具有优越的耐腐蚀性能，较普通钢后期维护费用低，能够取得较好的经济效益，与采用涂层法防腐的钢结构相比，采用耐候钢还能够减少环境污染。目前耐候钢已开始在国内一些高耐候等级的大型厂房、公共建筑中得到应用，受到钢结构加工、施工单位和业主的好评。随着耐候钢加工技术的不断成熟和完善，其应用前景愈加广阔，必将在今后的钢结构防腐工程中发挥更大的作用。

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