钢结构防腐技术解析-装配式建筑结构体系与案例

钢结构的防腐方法，根据其抗腐蚀原理主要分为使用耐候钢、金属镀层保护、非金属涂层保护、阴极保护以及采取一些如避免出现难于检查、清刷和油漆之处等构造措施。在一般的多高层钢结构建筑中，普遍采用的是涂装非金属保护层。在涂装之前，为改善涂层与基体间的结合力和防腐蚀效果，需采取措施用机械方法或化学方法对基体表面进行处理，以达到涂装的要求。

1）钢材表面处理

钢材的表面处理是涂装工程的重要环节，其质量好坏直接影响涂装的整体质量，是涂层会不会过早破坏的主要影响因素，钢结构在涂装前必须进行表面处理。钢材表面处理的主要环节是除锈，钢材除锈处理前，应清除焊渣、毛刺和飞溅等附着物，并应清除基体表面可见的油脂和其他污物。现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB 8923）对涂装前钢结构的表面锈蚀程度和除锈质量等给了明确的评定等级。

未涂装过的钢材表面原始锈蚀程度可分为A、B、C、D四个“锈蚀等级”：

A级：全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面；

B级：已发生锈蚀，并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面；

C级：氧化皮已因锈蚀而剥落，或者可以刮除，并且有少量点蚀的钢材表面；

D级：氧化皮已因锈蚀而全面剥离，并且已普遍发生点蚀的钢材表面。

将未涂装过的钢材表面及全面清除过原有涂层的钢材表面除锈后的质量分为若干个“除锈等级”，用代表除锈方法的字母“Sa”（喷射或抛射除锈）或“St”（手工和动力工具除锈）表示，字母后面的阿拉伯数字表示清除氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物的程度等级，主要分St2，St3，Sa1，Sa2，Sa2.5，Sa3等除锈等级。具体除锈标准如下，St2表示除锈后钢材表面应无可见的油脂与污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈及油漆涂层等附着物；St3表示除锈比St2更为彻底，金属底材显露部分的表面应有金属光泽；Sa1的除锈标准基本同St2。Sa2表示钢材表面无可见的油脂与污垢，并且氧化皮、铁锈及油漆涂层等附着物已基本清除，至少有2/3面积无任何可见残留物；Sa2.5表示轧制的氧化皮、锈和附着物残留在钢材表面的痕迹应仅是点状或条状的轻微污痕，至少有95%面积无任何可见残留物；Sa3是使钢材表观洁净的除锈，处理后钢材表面应具有均匀的金属光泽。

钢材表面除锈等级的确定，是涂装设计的重要一环。确定的等级过高会造成人力及财力的浪费，等级过低则会降低涂装质量，起不到应有的防护作用。因此，设计前应综合考虑钢材表面的原始状态、选用的底漆、可能采用的除锈方法、工程造价及要求的涂装维护周期等诸多因素。一般情况下，承重结构不应采用手工除锈的方法，因其质量和均匀度均难以保证，若必须采用时则应严格要求其除锈等级达到St3的要求；工程中对于有抗滑移系数要求的以及采用特殊涂装品种的钢构件应按照Sa2.5等级处理；普通轻钢类普通防锈涂装的钢构件可按照Sa2等级处理。在多高层钢结构中，常选用的除锈等级为Sa2.5级。(https://www.xing528.com)

2）防腐涂料的选用

选用防腐涂料时应视结构所处环境、有无侵蚀介质及建筑物的重要性而定。防腐材料一般有底漆、中间漆和面漆之分。底漆是涂装配套的第一层，直接和底材接触，需成膜粗糙，应与底材有良好的附着力和长效防锈性能，附着力的好坏直接影响防腐涂料的使用质量。因此，底漆应选用防锈性能好、附着力强的品种。中间漆主要起阻隔作用，应具有优异的屏蔽功能，增加腐蚀介质到达底材的难度，中间漆涂刷在底漆之上，隔绝底材与水汽和空气接触，起到保护底材不发生氧化反应的作用，同时延长底漆的老化时间，延长底漆寿命，增加中间漆厚度可加强防腐效果且降低成本（中间漆价格相对底漆和面漆较低），涂层整体的厚度主要依赖底漆和中间漆提供。面漆是涂装配套的最后一道涂层，主要起保护和装饰作用，面漆成膜有光泽，能保护底漆不受大气腐蚀，具有良好的耐候、防腐、耐老化和装饰作用，因此，工程中面漆应选用色泽性好、耐久性优良、施工性能好的品种。根据高层钢结构防火要求高的特点，应选用与防火涂料相配套的底漆，大多选用溶剂基无机富锌底漆，因为此种底漆防锈寿命长，且其本身可耐500℃高温。

此外，用于钢结构防腐蚀涂装工程的材料，其质量和材料性能不得低于现行国家标准《建筑防腐蚀工程施工规范》（GB 50212）或其他相关标准的规定；涂料的质量、性能和检验要求，应符合现行行业标准《建筑用钢结构防腐涂料》（JG/T 224）的规定。同一涂层体系中的各层涂料的材料性能应能匹配互补，并相互兼容结合良好。

3）防腐涂装设计要点

（1）钢材的表面处理会对钢材表面造成一定的微观不平整度，即表面粗糙度，其对漆膜的附着力、防腐蚀性能和保护寿命有很大的影响，为保证漆膜有效的附着力以及漆膜厚度分布的均匀性，避免由于在不平整波峰处的漆膜厚度不足而引起的早期锈蚀，采用防腐蚀涂料涂装时，构件钢材除锈后表面粗糙度宜为30～75μm，且不应大于涂层厚度的1/3，最大粗糙度不宜超过100μm。

（2）涂层系统应选择合理配套的复合涂层方案，涂层设计时应综合考虑底涂层与基材的适应性，涂料各层之间的相容性和适应性，涂料品种和施工方法的适应性；防腐蚀涂装同一配套中的底漆、中间漆和面漆宜选用同一厂家的产品；涂装工序应满足涂层配套产品的工艺要求，涂装层干漆膜总厚度一般在125～280μm之间，通常室外涂层干漆膜总厚度不应小于150μm，室内涂层干漆膜总厚度不应小于125μm，允许偏差-25～0μm。每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为-5～0μm。

（3）钢结构节点构造和连接具有多构（板）件交会、夹角与间隙小和开孔开槽等特点，易积尘、积潮且不易维护，是锈蚀起始的源头，设计时应选择合理的连接构造，提高结构的防护能力。设计时钢结构杆件与节点的构造应便于涂装作业及检查维护；组合构件中零件之间需维护涂装的空隙不宜小于120 mm；构件设有加劲肋处，其肋板应切角；构件节点的缝隙、外包混凝土与钢构件的接缝处以及塞焊、槽焊等部位均应以耐腐蚀型密封胶封堵。

（4）工地焊接部位的焊缝两侧宜采用坡口涂料临时保护，坡口涂料是一类含有较高锌粉、具有可焊性能的特种防腐蚀涂料；若采用其他防腐蚀涂料时，宜在焊缝两侧留出暂不涂装区，其宽度为焊缝两侧各100 mm，待工地拼装焊接后，对预留部分按构件涂装的技术要求重新进行表面清理和涂装施工。

（5）对设计使用年限不小于25年、环境腐蚀性等级大于Ⅳ级其使用期间不能重新涂装的钢结构部位，结构设计时可根据计算留有适当的腐蚀余量。