合肥青少年活动中心二期屋面网壳防腐设计

裴雪君 （合肥水泥研究设计院有限公司，安徽 合肥 230051）

1 项目概况

合肥青少年活动中心位于合肥市经开区繁华大道321号，二期场馆南北长50m，东西长67.8m，内有一个28m×15m海豚表演池、3个海豚暂养池，屋面主结构为钢网壳结构，屋面板选用0.9mm厚YX65-420铝镁锰板，局部采用6+1.52PVB+6夹胶钢化玻璃便于采光。网壳投影面积3275m2，项目效果图见图1所示。

图1 合肥青少年活动中心

该空间结构为网架结构，杆件多，裸露表面积大。当钢结构的腐蚀对其质量、安全、耐久性影响大，有效的防腐蚀设计可以提高钢结构的耐久性，延长钢结构的使用寿命[1]，因此在该网壳结构进行防腐设计非常重要。本文通过分析钢结构的腐蚀机理及常用防腐方法，结合该网架结构的特点确定了该钢结构的防腐设计方案，相关成果可为类似钢结构防腐设计提供参考。

2 钢结构的腐蚀机理及防腐方法确定

2.1 钢结构的腐蚀机理

腐蚀是指(包括金属和非金属)在周围介质(水、空气、酸、碱、盐、溶剂等)作用下产生损耗与破坏的过程。建筑钢结构的腐蚀主要受大气腐蚀，即钢铁在大气中受氧气及水分的作用，产生电化学过程所形成的腐蚀[2]。

2.2 防腐技术分析

2.2.1 采用耐候钢

耐候钢是指在钢材中添加各种合金元素制作而成的一种耐大气腐蚀的钢材，在大气作用下能在钢材表面自动形成一种致密的防腐薄膜，从而起到防腐作用。该方法常用于铁路、桥梁、机车、钻井塔架等长期暴露在大气中的钢结构[2]，尽管耐候钢具有较好的防腐性能，但耐候钢价格较贵[3]。渗铝钢就对淡水和海水具有良好的耐蚀性，广泛用于野外露天环境下的电子输送塔架。

2.2.2 热镀铝复合涂层防腐

热镀铝复合涂层是通过对钢构件表面喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛，然后对铝进行加热将熔融的粒子无话，喷射到基材表面，最后采用环氧数值等涂料填充毛细孔，形成复合涂层[3]。但是热镀铝复合涂层施工工序繁多，影响钢结构的加工工期。

2.2.3 热镀锌防腐

热镀锌防腐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，从而达到防腐蚀的目的[2-5]。该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，然而该技术存在一定的客观限制，热镀锌防腐主要适用于体积较小的钢结构部件，且必须在指定工厂内进行[1]。

2.2.4 涂装法防腐

涂装法防腐是通过在钢结构表面喷涂一层或多层油漆来阻止或隔绝腐蚀介质即水和空气与钢铁表面接触，从而达到保护钢铁的目的[6]。涂油漆防腐对油漆材料的耐久性要求较高，随着防腐技术和材料的发展，涂油漆防腐也可以达到15年以上的使用寿命。尽管涂装法防腐蚀不如长效防腐方法，但具有工艺简单、成本低廉、选择范围广、适用性强等一系列的优点，所以用于室内钢结构或相对易于维修的室外钢结构。

2.3 防腐方法确定

以上多种防腐方法，耐候钢（如渗铝钢）、热镀铝和热镀锌防腐均较大地增加工程造价，增加加工工期，网架安装多数杆件需要现场拼装，易破坏镀锌涂层，修复成本高。主要出于经济因素，考虑本项目屋面网壳位于混凝土主体结构上，网架上方设贯通马道，能够在使用年限内组织定期维护，因此确定本项目采用涂装法防腐。

3 实施方案

根据本项目的环境条件、材质、结构形式、使用要求、施工条件和维护管理条件[7]，本工程为室内环境，水池占总平面比例小且水面离屋面距离远，大气环境气体类型选用B，合肥地处中纬度地带，属亚热带季风性湿润气候，季风明显，四季分明，气候温和，雨量适中。年均气温15.7℃，年均降水量约1000mm，年日照时间约2000h，年均无霜期228d，平均相对湿度为77%。依据《建筑钢结构防腐蚀技术规程》表3.1.2，确定腐蚀类型为Ⅳ（中腐蚀），根据IS0 12944-2的规定，涂装系统的耐久性分3个范围:低(LOW)2～5年，中(MEDUIM)5～15年，高(HIGH)＞15年。涂层厚度由腐蚀环境和使用年限确定，腐蚀环境，腐蚀环境C4、使用年限中（8～10年）对应的干膜厚度为200μm。本项目选择漆膜总厚度不小于220μm。具体做法如下：将网壳钢部件经Sa2.5级喷砂彻底清除锈污后，构件干漆膜厚度要求为:环氧富锌底漆≥80μm，环氧云铁中间漆≥80μm，氯化橡胶漆面漆≥60μm，其中最后一道面漆应在安装完成后工地涂制，漆膜总厚度不小于220um。高强螺栓结合处摩擦面不得涂漆。钢构件在使用期间应定期（8～10年）进行检查和维护。

4 结语

合肥青少年活动中心位于合肥市经开区繁华大道，建筑效果要求较高，钢结构的防腐尤为重要。本文通过分析钢结构的防腐技术，对比分析耐候钢、热镀铝复合涂层、热镀锌和涂装法防腐技术对结构整体外观、工程造价、施工性等方面的影响，确定本项目采用涂装法防腐技术，并给出了相应的实施方案，相关研究成果可为类似钢结构工程防腐提供参考。