1)腐蚀
钢材表面与外界介质相互作用而引起的破坏称为腐蚀(锈蚀)。腐蚀不仅使钢材有效截面减小,承载力下降,而且严重影响钢结构的耐久性。
根据钢材与环境介质的作用原理,腐蚀分以下两类:
①化学腐蚀:是指钢材直接与大气或工业废气中的氧气、碳酸气、硫酸气等发生化学反应而产生腐蚀。
②电化学腐蚀:是由于钢材内部有其他金属杂质,它们具有不同的电极电位,与电解质溶液接触产生原电池作用,使钢材腐蚀。
钢材在大气中腐蚀是电化学腐蚀和化学腐蚀同时作用的结果。
2)钢结构防腐防护
为了减轻或防止钢结构的腐蚀,目前国内外主要采用涂装方法进行防腐。涂装防腐是利用涂料的涂层使钢结构与环境隔离,从而达到防腐目的,延长钢结构的使用寿命。
(1)防腐涂料的组成与作用
防腐涂料一般由不挥发组分和挥发组分(稀释剂)两部分组成。防腐涂料刷在钢材表面后,挥发组分逐渐挥发逸出,留下不挥发组分干结成膜。不挥发组分的成膜物质分为主要、次要和辅助成膜物质3种,主要成膜物质可以单独成膜,也可以黏结颜料等物质共同成膜,它是涂料的基础,也常称基料、添料或漆基,包括油料和树脂。次要成膜物质包含颜料和体质颜料。涂料组成中没有颜料和体质颜料的透明体称为清漆,具有颜料和体质颜料的不透明体称为色漆,加有大量体质颜料的稠原浆状体称为腻子。
涂料经涂敷施工形成漆膜后,具有保护、装饰、标志和其他特殊作用。涂料在建筑防腐蚀工程中的功能则以保护作用为主,兼考虑其他作用。
涂料的种类和品种繁多,其性能和用途也各自不同。在涂装过程中,必须根据使用要求和环境条件,合理地选择适当的涂料品种。
目前所采用的防腐蚀方法除设计时考虑冶金防腐蚀金属成分外,在施工中主要采用防护层的方法防止金属腐蚀。防护层一般有以下几种:
①金属保护层。金属保护层是用具有阴极或阳极保护作用的金属或合金,通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法,在需要防护的金属表面上形成金属保护层(膜)来隔离金属与腐蚀介质的接触,或利用电化学的保护作用使金属得到保护,从而防止腐蚀。如镀锌钢材,锌在腐蚀介质中因它的电位较低,可以作为腐蚀的阳极而牺牲,而铁则作为阴极得到了保护。
②化学保护层。化学保护层是用化学或电化学方法,使金属表面生成一种具有耐腐蚀性能的化合物薄膜,以隔离腐蚀介质与金属接触来防止对金属的腐蚀。如钢铁的磷化和钝化处理。
③非金属保护层。非金属保护层是用涂料、塑料和搪瓷等材料,通过涂刷和喷涂等方法,在金属表面形成保护膜,使金属与腐蚀介质隔离,从而防止金属的腐蚀。如钢结构的表面涂装就是利用涂层来防止腐蚀的。
(2)钢结构防腐涂装施工
①涂装前表面处理。发挥涂料的防腐效果关键是漆膜与钢材表面的严密贴敷,若在基底与漆膜之间夹有锈、油脂、污垢及其他异物,不仅会妨碍防锈效果,还会起反作用而加速锈蚀。因此,对钢材表面进行处理并控制钢材表面的粗糙度,在涂料涂装前是必不可缺少的。
钢材表面的处理方法有手工除锈、动力工具除锈、喷射或抛射除锈、酸洗除锈和火焰除锈等。
A.手工除锈:金属表面的铁锈可用钢丝刷、钢丝布或粗砂布擦拭,直到露出金属本色,再用棉纱擦净。此方法施工简单,比较经济,可以在小构件和复杂外形构件上除锈。(www.xing528.com)
B.动力工具除锈:利用压缩空气或电能为动力,使除锈工具产生圆周式或往复式运动,产生摩擦或冲击来清除铁锈或氧化铁皮等。此方法工作效率和质量均高于手工除锈,是目前常用的除锈方法。常用工具有气动砂磨机、电动砂磨机、风动钢丝刷、风动气铲等。
C.喷射除锈:利用经过油、水分离处理过的压缩空气将磨料带入并通过喷嘴以高速喷向钢材表面,靠磨料的冲击和摩擦力将氧化铁皮等除掉,同时使表面获得一定的粗糙度。此方法效率高,除锈效果好,但费用较高。喷射除锈分为干喷射法和湿喷射法两种,湿法比干法工作条件好、粉尘少,但易出现返锈现象。
D.抛射除锈:利用抛射机叶轮中心吸入磨料和叶尖抛射磨料的方法,以高速的冲击和摩擦除去钢材表面的污物。此方法的劳动强度比喷射方法低,对环境污染程度轻,而且费用也比喷射方法低,但扰动性差,磨料选择不当,易使被抛件变形。
E.酸洗除锈:亦称化学除锈,利用酸洗液中的酸与金属氧化物进行反应,使金属氧化物溶解从而除去。此方法除锈质量比手工和动力工具除锈好,与喷射除锈质量相当,但没有喷射除锈的粗糙度,在施工过程中酸雾对人和建筑物有害。
②涂装施工。钢结构涂装工序:刷防锈漆→局部刮腻子→涂料涂装→漆膜质量检查。涂料涂装方法有刷涂法、滚涂法、浸涂法、空气喷涂法、无气喷涂法。
A.刷涂法:具有工具简单、施工方法简单、施工费用少、易于掌握、适应性强、节约涂料和经济等优点;缺点是劳动强度大、生产效率低、施工质量取决于操作者的技能等。刷涂法操作要点:
a.采用直握方法使用刷;
b.应蘸少量涂料以防涂料倒流;
c.对于干燥较快涂料不宜反复涂刷;
d.刷涂顺序采用先上后下、先里后外、先难后易的原则;
e.最后一道刷涂走向应垂直平面由上而下进行,水平表面应按光线照射方向进行。
B.滚涂法:是用多孔吸附材料制成的滚子进行涂料施工的方法。该方法施工用具简单、操作方便、施工效率比刷涂法高,适合于大面积的构件;缺点是劳动强度大、生产效率较低。滚涂法操作要点:
a.涂料装入装有滚涂板的容器,将滚子浸入涂料,在滚涂板上来回滚动,将多余涂料滚压掉;
b.把滚子按W 形轻轻地滚动,将涂料大致涂布在构件上,然后密集滚动,将涂料均匀分布开,最后使滚子按一定的方向滚平表面并修饰;
c.滚动初始时用力要轻,以防流淌。
C.浸涂法:是将被涂物放入漆槽内浸渍,经过一段时间后取出,让多余涂料尽量滴净再晾干。优点是施工方法简单,涂料损失少,适用于构造复杂构件;缺点是有流挂现象,溶剂易挥发。浸涂法操作时应注意:为防止溶剂挥发和灰尘落入漆槽内,不作业时将漆槽加盖;作业过程中应严格控制好涂料黏度;浸涂槽厂房内应安装排风设备。
D.空气喷涂法:是利用压缩空气的气流将涂料带入喷枪,经喷嘴吹散成雾状,并喷涂到物体表面上的涂装方法。优点是可获得均匀、光滑的漆膜,施工效率高;缺点是消耗溶剂量大,污染现场,对施工人员有害。空气喷涂法操作时应注意:在进行喷涂时,将喷枪调整到适当程度,以保证喷涂质量;喷涂过程中控制喷涂距离;喷枪注意维护,保证正常使用。
E.无气喷涂法:是利用特殊的液压泵,将涂料增至高压,当涂料经喷嘴喷出时,高速分散在被涂物表面上形成漆膜。优点是喷涂效率高,对涂料适应性强,能获得厚涂层;缺点是如果要改变喷雾幅度和喷出量必须更换喷嘴,也会损失涂料,对环境有一定污染。无气喷涂法操作时应注意:使用前检查高压系统各固定螺母和管路接头;涂料应过滤后才能使用;喷涂过程中注意补充涂料,吸入管不得移出液面;喷涂过程中应防止发生意外事故。
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