钢结构建筑锈蚀及防腐处理技术分析

王 倩

（四川建筑职业技术学院，四川德阳 618000）

建筑钢材具有强度高、塑性韧性好、自重轻等优势，在建筑工程中得到广泛应用。大部分钢结构构件可以提前在工厂中制作，随后运输至现场拼装，极大限度缩短施工工期。钢材的耐腐蚀性、耐锈蚀性较差，每年因锈蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的4%，需要引起充分关注[1]。除了经济损失，发生锈蚀问题时，钢结构的稳定性与质量也会受到一定影响，存在巨大隐患。因此，对钢结构建筑锈蚀与防腐处理技术进行分析具有重要意义。

1 钢结构腐蚀概述

1.1 钢结构腐蚀的主要原因

钢结构建筑长期外露，在空气中受雨水侵蚀锈蚀。常温下的钢铁腐蚀主要为电化学腐蚀，常温大气环境下，钢材料受氧气、空气中水分以及结构表面污物、锈层、焊渣等因素影响，出现锈蚀和腐蚀情况。空气湿度低于60%时，钢结构受轻微腐蚀；空气湿度超过钢材最大极限时（临界湿度），腐蚀情况比较严重，临界湿度为60%～70%。钢结构建筑处于空气污染较严重的地区或沿海地区时，空气中的盐分含量较高，与正常大气环境相比，临界湿度更低，会在钢材表面形成一层水膜。钢结构表面未处理完全的焊渣、锈层、氧化铁皮等为阴极，钢结构构件为阳极，会在水膜中发生电化学腐蚀反应，是引起钢结构腐蚀的主要原因[2]。

1.2 钢结构腐蚀的危害

钢结构出现腐蚀问题未及时解决，随着使用时间延长，会对钢结构的强度、稳定性等造成破坏，使其承载能力无法满足项目要求。随着时间推移，受自然环境影响，钢筋的疲劳程度进一步加剧，将埋下巨大的安全质量隐患。

1.3 钢结构腐蚀类型

（1）大气腐蚀。

大气腐蚀属于常见的腐蚀形式。空气中含有氧气、水分以及其他气体成分，钢结构经过物理、化学处理，表面的物质会和大气中的物质产生化学反应。刚制作完成的钢构件，无保护的情况下长期暴露在空气中，受腐蚀的概率增加。

（2）局部腐蚀。

电偶腐蚀和缝隙腐蚀属于比较常见的局部腐蚀现象。不同金属通过钢结构连接，形成正负电位差，加大钢结构腐蚀的严重程度，属于电偶腐蚀。缝隙腐蚀在施工中形成，施工人员未注重细节管理，使钢结构表面留下缝隙，容易造成水分和其他液体残留，引起锈蚀问题。

（3）应力腐蚀。

应力腐蚀类型比较少见，主要在应力作用下产生。应力腐蚀具有瞬发性特点，无明显征兆，难以提前制定有效的措施进行预防，且危害巨大[3]。

2 建筑钢结构防腐技术

2.1 使用抗腐蚀性能突出的耐候钢

为了避免锈蚀和腐蚀情况发生，应选择性能突出的材料，严格把控材料质量关卡。建筑工程中，耐候钢的应用十分普遍，与其他类型的钢材相比，耐候钢的防腐性能较突出，使用寿命较长，能够减少后期出现腐蚀的可能性[4]。耐候钢表面具有一层防腐薄膜，可以将材料和氧气、水分等物质隔离，是其防腐性能突出的主要原因。在桥梁以及其他长期暴露在室外环境的工程中，耐候钢的优势更加突出。

2.2 热浸锌防腐技术

热浸锌防腐技术属于化学手段，正式使用前，有关人员需要按照一定比例调制锌液，将调制的锌液和硝酸钠溶液混合，搅拌至两者完全融合。保证外部温度适宜的情况下，将建筑使用的钢材完全浸泡在配置的混合溶液中，确保钢结构表面完全浸入，常温环境放置一段时间，形成热浸锌保护层，这提高钢材防腐性能。部分工程项目对钢结构性能的要求比较高，使用热浸锌防腐技术时，可以先将混合液加热至约600 ℃，控制锌层厚度，从而提升防腐效果。目前，该技术在建筑钢材防腐中的应用已经十分成熟，适用于绝大部分场景。

2.3 热喷铝复合涂层防腐技术

应用热喷铝复合涂层防腐技术前，应安排专业人员清理钢结构表面，确保无任何污物和水分。实施热喷铝复合涂层防腐技术前，利用除锈剂清除表面的锈蚀和氧化铁层。施工人员以钢材的横截面作为基点进行热喷铝作业，严格按照施工要求控制铝层厚度，不得超过正常范围[5]。目前，热喷铝复合涂层防腐技术，在钢结构工程施工中的应用十分普遍，腐蚀问题发生的可能性降低。

2.4 喷油漆防腐技术

安排技术人员开展喷砂除锈工作，去除钢结构表面的污垢，根据涂漆的要求对钢材表面进行喷油漆作业。底漆和面漆均需要根据施工环境、温度、湿度以及工程的要求进行选择，确保发挥最大作用。喷油漆环节，应保证油漆的均匀性，厚度需要与设计图纸相符合，以免产生局部锈蚀的问题。首次喷油漆工序完成后，放置通风处晾晒；油漆凝固后进行二次喷涂，使钢结构的防腐性能达到最佳。

2.5 重腐蚀油漆防腐技术

应用重腐蚀油漆防腐技术前，安排专业技术人员根据钢结构特点进行防腐设计，确保防腐技术具有针对性。应用技术时，可以在钢结构表层均匀涂抹聚氨酯油漆，如果钢材本身的锈蚀情况严重，可以将防腐油漆覆盖在原涂层中，利用环氧树脂材料浇筑，应严格控制氧气和水分的流动速度。

2.6 钢结构腐蚀的防护

（1）金属保护层。

金属保护层利用具有阴极或阳极保护作用的金属或合金，通过电镀、喷镀、热镀等方式，在钢材结构表面形成保护膜，将腐蚀物质和金属隔断，起到有效的防护作用。

（2）化学保护层。

化学保护层是在钢结构表面生成的化合物薄膜，耐腐蚀性十分突出，可以将重点部位的钢结构与腐蚀介质隔离。

（3）非金属保护层。

与金属保护层的原理类似，非金属保护层采用涂料、塑料以及搪瓷，在涂刷和喷涂的方式下，在金属表面形成保护层，从而起到保护作用。

2.7 钢材表面处理方式

（1）喷射或抛射除锈

为了保证除锈技术的应用达到相关要求，有关部门对喷射或抛射除锈进行分级。Sa1级：钢结构表面无肉眼可见的污物和油脂，不存在氧化皮、铁锈、油漆涂层；Sa2级：钢结构表面无肉眼可见的油污和其他杂物，氧化皮、铁锈和其他附着物已经清除干净，残留物牢固可靠；Sa2.5级：钢结构表面无污垢和油脂，铁锈、涂料涂层等附着物基本无残留痕迹；Sa3级：在专业领域被称为“出白级”，是最高级别。

（2）手工和动力工具除锈。

手工和动力工具除锈同样具有层次鲜明的等级要求。St2级：钢结构表面无明显污垢，铁锈、氧化皮等土层清除干净；St3级：钢材表面无附着不牢的氧化皮，清理等级比St2级更高，钢材底部露出明显的金属光泽。

2.8 防腐涂料的选择

防腐涂料的选择是钢结构防腐效果的决定性影响因素之一，应充分考虑油漆和除锈等级的适配性，确保底漆和面漆能够相互配合。常见的涂料包括红丹系列（油性防锈漆、酚醛防锈漆）、铁红系列、聚氨酯底漆、聚氨酯清漆、环氧富锌底漆、氯化橡胶漆、无机富锌底漆、脂肪族聚氨酯面漆等。

钢结构常用底漆、中间漆和面漆的配套组合如表1所示。

表1 钢结构常用底漆、中间漆和面漆的配套组合

3 钢结构建筑防腐保护工程的质控方法

3.1 优化工程设计

为了保证项目质量符合要求，应优化防腐工程设计，要求施工单位和设计方进行技术交底，交流实际操作中的重难点，确保施工材料选型、防腐技术的应用、设计指标等符合要求，营造良好的作业环境，从而保证防腐施工方案和实际情况相符。选择防腐材料时，应考虑材料的物理性能、化学性能、防腐性能以及项目要求、环境特点、施工温度等各方面因素。正式应用前，选择部分材料开展试验，检验其合理性与可行性。进行防腐材料的涂抹时，综合考虑钢结构的底端、表层以及中间区域的受力情况、腐蚀情况，按照比例要求合理配置涂层，控制厚度。

3.2 优化施工保护

防腐保护工程开展过程中，为了确保项目质量符合要求，应采用合适的手段加强细节管控，优化施工保护，确保防腐技术的每道工序紧密衔接，保证其综合价值。

严格把控施工流程，强化工序管理。建筑单位可以优化内部组织结构，成立专门的质量监管小组，安排专人专岗将监督工作按照要求落实到位。工序发生改变或设计出现调整时，应先上报情况，得到上级部门的批准和认同后进行调整。进度和质量施工方面，应按照相应的要求进行管控，重点关注细节问题。

钢结构防腐技术的应用是否能够取得理想效果，不仅取决于设计方案、施工计划，与施工人员的专业能力与综合素质也具有密切联系。应充分重视施工队伍建设质量，定期开展专业技能培训，提升施工队伍的整体素质[6]。保证岗位员工具有相应的资格证书，严厉打击技术力量薄弱的情况，定期对施工人员作业行为进行监督管控。

3.3 优化技术流程

钢结构防腐技术的操作方案，通常在设计人员、施工人员考察现场实际情况，并综合考虑多方面因素后制定，能够对具体工作和施工步骤起引导作用。施工环节应遵循方案上的要求进行，合理应用防腐技术，深入分析大气腐蚀、应力腐蚀、局部腐蚀等影响因素，从源头上进行管控[7]。我国科学技术发展迅速，会有越来越多先进技术被应用至钢结构防腐，可加大力度研发防腐涂料，引进新型技术，结合专业设备来提升钢结构防腐施工效果，全面保障工程整体质量。

4 结语

防腐工作是钢结构施工中需要关注的重点内容，也是提升结构稳定性与可靠性的关键。有关人员应深入了解引起腐蚀的主要因素以及其能够带来的危害，制定针对性的施工计划，合理应用防腐蚀技术，显著提升钢结构防腐能力，延长使用寿命，对推动我国钢结构工程建设事业的发展具有重大意义。