钢结构建筑防腐工程篇（1）

Abstract: the steel structure because of high strength, light weight, construction speed etc, and is one of the popular architectural structure, but as the steel itself, the characteristics of corrosion problems exist, this to the state, enterprises brought a huge loss, as the engineering personnel is necessary to understand the anticorrosion knowledge of the project implementation process of corrosion protection, reduce corrosion in the steel structure of the loss. This article through to the steel structure antisepsis engineering are discussed, according to its own work experience discuss steel structure corrosion methods, characteristics, coating selection and matters needing attention for surfacc preparation.

Keywords: steel structure building; Corrosion; Coating; Methods; coating

中图分类号： TU391 文献标识码：A 文章编号：

一、钢结构建筑防腐方法及特点

（一）改变金属结构组织

耐候钢，即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，它具有优质钢各种特性，用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。2010年上海世博会中大量的应用了耐候钢，如卢森堡大公国国家馆主体建筑锈色外观，澳大利亚馆红赭石色外观都是用的耐候钢材料。

（二）电化学保护，即消除原电池反应而防止电化腐蚀。这种电化学保护常用的两类，一类是阳极保护法，一类是阴极保护法。阴极保护法在实际工程中使用较频繁，原理是钢材作为腐蚀电池的阴极，这种方法主要有以下两种：一是牺牲阳极保护法，当发生腐蚀时，根据金属发生化学反应的特点，活泼的金属就很容易氧化，从而保护了要保护的金属。常用在保护水中的钢材建筑工程上以及轮船等。二是外加电流的保护法，即把要保护的钢材和电源的负极相连，再选一块导电的惰性材料连接电源的正极，由于抑制了钢材失电子而达到保护目的。

（三）处理腐蚀介质，具体情况是保持金属干净，间隔一段时间就清洗一次，另外还可以增加一些缓蚀剂，以降低侵蚀速度。因为建筑工程中的钢材需要长期的防腐，因此这种法在建筑工程中应用较少，只能在部分不太重要的部位使用这种方法。

（四）保护层法

对钢材表面增加一些特殊的金属涂层，使金属制品与周围腐蚀介质隔离，从而起到防腐保护作用，常用的方法有如下两种：

1、在钢材表面使用金属涂层，增加涂层的方法常有电镀、热镀、喷镀等，常用的抗腐蚀的金属有锌、锡、铬、镍等，因为这些金属在空气中容易形成具有极强耐腐蚀的氧化物膜，从而起到防腐保护的作用；

2、在钢材制品的表面涂上一些抗腐蚀的非金属材料，如：机油、凡士林、油漆、沥青或者覆盖搪瓷、塑料等，目前很多防腐涂料都具有一定的防腐保护功能，建筑工程中更是大面积的使用；对于建筑工程中的钢材目前采用比较普遍的非金属涂层就是涂刷油漆，常用油漆类防腐涂料的情况如下：

①醇酸树脂涂料，醇酸树脂是以是以多元醇和多元酸的酯为主链，以脂肪酸或其他一元酸为侧链组成。用于配置涂料的醇酸树脂主要有纯干性油醇酸树脂、改性的纯干性油醇酸树脂和非干性油醇酸树脂。醇酸树脂涂料与油性漆相比，干性、保色性、耐候性、附着力等均有很大程度的提高，但耐酸性、耐水性差，适宜于干燥环境，不能用于水下结构。醇酸树脂涂料可以自成体系，钢结构防腐方面应用非常广泛。

②酚醛树脂涂料，以酚醛树脂为主要成膜物的涂料，干燥性好，耐磨，涂膜坚硬光亮，耐水、耐化学腐蚀性好，有一定的绝缘能力，单组分施工方便，但涂膜硬脆，颜色易泛黄变深，耐候性差。在钢结构中，酚醛树脂涂料主要有酚醛红丹防锈漆、酚醛锌黄防锈漆、酚醛云铁防锈漆，一般用于打底。

③环氧树脂涂料，以环氧树脂为主要原料的涂料，附着力非常好，耐碱、油和盐水，绝缘性能优良，但不耐紫外线，在阳光作用下容易失去光泽和粉化。另外对施工温度、重涂间隔时间的要求比较严格。环氧树脂涂料是现代钢结构中比较常见的防腐涂料，常见品种有：环氧红丹防锈底漆、环氧富锌底漆、环氧磷酸锌防锈底漆、环氧云铁防锈漆或中间漆环氧磁漆、快干型环氧涂料等。

④氯磺化聚乙烯涂料，氯磺化聚乙烯涂料是由聚乙烯、氯和二氧化硫在引化剂作用下反应生成的聚合物，其最大特点是耐化工大气老化，主要应用于化工、冶金、石油行业建筑，缺点是成膜难。一般用于底漆和中间漆。

⑤氯化橡胶涂料，氯化橡胶涂料是天然橡胶或合成橡胶经氯化而成。漆膜致密但发脆，常加入氯化石蜡作为增塑剂。常用品种有：氯化橡胶铁红防锈底漆、氯化橡胶云铁防锈底漆以及各色氯化橡胶面漆。氯化橡胶面漆近年来逐渐被丙烯酸面漆代替。

⑥聚氨酯涂料，聚氨酯涂料是以聚氨基甲酸树脂为基料的涂料，具有优良的防腐蚀和力学性能，耐候性好。丙烯酸聚氨酯面漆是目前钢结构工程中应用比较经济和广泛的面漆品种之一。

⑦富锌涂料，富锌涂料时常用的重防腐涂料，涂料中含有大量锌粉作为电化学防锈颜料，不但防腐性能优良，而且与刚才的附着力强，与环氧云铁中间漆和其他高性能面漆也有很好的粘合力，但施工工艺复杂。常用富锌涂料品种有环氧富锌底漆、无机富锌底漆等，寿命可达7-15年。

可以看出，防腐涂料的品种很多，防锈及涂装应与钢结构重要性、侵蚀环境、除锈等级、维护条件及使用寿命相匹配。

二、钢结构工程防腐涂装作业需要注意的一些事项

（一）施工准备

1、涂料要选择设计要求的，符合国家有关技术指标的规定，有产品出厂合格证。

2、作业条件：操作人员必须具有特殊工种操作证，不得无证作业；对于操作人员要有安全保护措施，比如防火、通风等；天气恶劣的时候禁止露天作业。

（二）操作工艺

1、基面清理，油漆涂装的前提是必须保证钢结构安装验收合格，没有验收合格决定不得涂装。油漆涂刷前还必须清理钢材表面。钢材表面如果有锈，那务必进行除锈，除锈的好坏和涂层好坏有直接的关系。

2、为了能提高涂装涂层的质量，需要选用不同的除锈工艺：喷砂除锈、酸洗除锈、人工除锈。

3、底漆涂装，控制油漆色泽、粘度均匀一致；涂刷方向一致；防止刷子带漆太多而流坠；保持一定的时间间隙。

4、面漆涂装，在涂装面漆前对钢结构表面进行清理，补漆；调制应使其工作粘度、稠度应保证涂装时不流坠，不显刷纹；面漆在使用过程中应不断搅和；喷涂施工时应调整好喷嘴与涂层的距离，喷嘴应该平行平稳移动。

5、涂层检查与验收，涂层颜色一致，不起皱皮，不起疙瘩；漆膜厚度测定要认真。

（三）质量保证

1、涂层质量与气温有很大关系，一般在5～38℃之间，如果作业温度低于低于5℃时，就应该使用低温涂料。

2、特别注意的是如果气温过高，一般高于40℃时，就不宜进行涂层施工了，因为会产生气泡，这样的后果就是附着力大大降低。

3、涂层质量和湿度也有很大的关系，如果湿度大于85%，或钢材表面有结露时，均应停止涂层施工。

三、结束语

钢结构本身优良的物理性以及施工简洁，受到广大工程施工的喜爱，应用广泛，由于腐蚀问题造成损失，因此，防腐工程还有待进一步加强研究，必定会对将来钢结构建筑的发展起到至关重要的作用。

参考文献：

1、钢结构防腐涂装工艺标准（508-1996）,fanwen114

钢结构建筑防腐工程篇（2）

中图分类号：TU511 文章编号：1009-2374（2016）25-0121-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.25.059

建筑业作为我国的一个支撑产业，变成了加快我国经济发展的新方面，因为钢结构建筑具备良好的抗震能力，在工业化方面具有较高的程度，施工的周期较短，在工业乃至民用建筑当中，钢结构成为了普遍运用的承重方式。就传统砌体构造、混凝土构造来讲，钢结构建筑具有显著的综合经济效益，而且与其相符的维护构造体系能够经由具有环保、节能效果的建筑材料反复进行使用。从标准方面而言，这一建筑与我国的可持续发展战略相符。以钢结构建筑的建造和应用角度分析，钢材容易腐蚀的状况在钢结构建筑的发展和运用方面具有较大的制约性。

钢结构工程是否能够解决防腐蚀问题，通常会对新材料新工艺乃至新技术的运用造成影响。特别对于当前钢结构建筑构件的等效性而言，构件运用的年限并不相同，通常对建筑的使用年限具有较大的影响。现代化的高压、高温以及处于繁琐腐蚀介质的设施，其腐蚀问题无法处理得当，会对正常的生产造成影响。钢结构防腐普遍运用的方式还存在喷铝或喷锌的状况，且通过防腐涂料形成长期防腐涂层或通过配套防护的防腐涂料。

1 当前钢结构发展迅速的原因

1.1 钢结构在发展过程中的市场需求

对于国外的钢结构而言，在新技术以及新产品的投入当中，人们逐步改变了传统的理念。对于单层工业厂房来讲，轻钢结构体系的工程总造价比钢筋混凝土结构乃至砖混结构体系要小。在人们对钢结构认知的改变下，令钢结构的市场所需量逐渐加大，以此加快钢结构的发展。住宅钢结构体系产业非常具有潜能，会成为未来投入使用的一个主要方面。

1.2 钢结构的发展政策

在我国的钢材使用历程中，由节约钢材演变到合理使用钢材，由限制使用钢结构转变为极力发展钢结构。对于我国建筑行业推广的10项新技术而言，应当先规划到钢结构的新技术当中，有效展现出我国钢结构的发展具有的良好前景。

1.3 钢结构发展的物质基础

随着我国钢铁工业的高速发展，钢产量逐渐增加，我国在全球中已经成为钢铁大国，钢铁市场也从原本的卖方市场成为了买方市场，为极力推动运用钢结构打造了稳固的物质根基。

1.4 钢结构建筑的优点

1.4.1 延性良好，抗震性乃至塑性变形能力较佳，可以较大地提升建筑物的安全稳定性。

1.4.2 相较于传统建筑，能够与建筑大开间及灵活分隔标准相符，并且可以经由减少柱截面面积和使用轻质墙板提高使用面积。

1.4.3 构件易于标准化，将建筑技术提升为集成化、产业化，对减少成本十分有利。施工符合环保建筑的标准。

1.4.4 施工周期较短，相对于传统施工的工期，能够缩减三分之一左右，可以较大程度提升投资的效益，令资金周转更加迅速。

1.4.5 自重较轻，约为混凝土结构质量的50%，可以显著减少基础造价。

1.4.6 钢结构材料可以反复运用，与可持续发展的标准相符。

2 钢材腐蚀的特点

钢材腐蚀存在电化学腐蚀以及化学腐蚀两个特点，电化学腐蚀是指钢材在保存与应用中与周围环境介质相互间具有的氧化还原反应，从而形成了腐蚀。化学腐蚀是指钢材表层与周围介质直接形成的化学反应而促成的腐蚀，此类腐蚀会随着时间与温度的提升而加深。对于潮湿的空气而言，因为钢材表面纤维组织有异、繁琐分布不均，还会被外力所影响而导致变形，使得建筑钢结构表面的局部相邻质点形成了电极电位差。在电极电位较低的阳极范畴，铁不具备电子后会变成Fe2+融入电解质水膜当中。阴极区在获得的电子与水膜内融入了氧作用后，变成了OH-，通过结合变成了Fe（OH）2，从而不断被氧化为Fe2O3，这是因为变成微电子以及电子流动而促成钢腐蚀则属于电化学腐蚀。大部分建造的钢结构建筑以及运用均在常温当中进行，也就是在大气环境当中，所以对于钢结构建筑的腐蚀则为电化学腐蚀。

钢结构的腐蚀现象是一个尤为繁琐的化学物理过程，不仅表现于材料腐蚀方面，更加关键的则为减弱建筑结构的稳定性，因此会影响到建筑的安全以及运用。腐蚀会对钢结构的建筑形成以下影响：

钢结构产生腐蚀以后，会在构件的表层产生众多细小的损伤，并且这些损伤会由于时间的延长而继续发展，所以降低了构件的截面面积，令建筑结构的性能以及承载能力减少。腐蚀令钢材大量耗损，而其中大多数可以透过正确的防腐蚀方式免除。腐蚀会影响到钢结构的外层，对于大部分钢结构的件数而言，其外表层在涂装当中应当对构件表层进行处理，构件的表层在锈蚀以后，会产生出凹凸不平的状态，不仅加大了解决构件的成本，还需对构面表层防腐涂料的涂装量进行加大。钢结构形成的腐蚀由于表层特征造成了较大的改变，虽然并不严重，但依旧会对建筑物的使用人员造成过大的心理压力，因此会影响到自身的身体状况。

3 钢结构在防腐方面的保护方法

3.1 尽可能挑选简单有效的钢结构形状与形式

通过圆柱形钢结构形式有利于解决并检修防腐问题，圆柱形钢结构形式的结构较为简单，表面积较小，较易进行钢结构的防腐处理。对于处理钢结构防腐时，需简单处理钢结构主体部分的完整性。钢结构分段结构的衔接位置并不具备良好的抗腐蚀性，处在最易被腐蚀的环节，所以需要尽可能挑选总体性的钢结构。在钢结构不能简化时，需要分离腐蚀位置与其他部位，并且也需确保钢结构利于拆除，便于维护和防腐。

3.2 钢结构在最大限度中免除产生缝隙与死角的问题

钢结构的缝隙与死角会时常产生腐蚀的状况，特别对于钢结构的衔接与支撑之处而言，较易令钢结构产生缝隙与死角的状况。所以对于钢结构的设计而言，打造钢结构的过程中应当将其焊牢，也可以通过堵缝剂填堵钢结构的缝隙及死角，以便减少钢结构缝隙产生的腐蚀状况。

3.3 降低钢结构产生磨损腐蚀的状况

钢结构处在流动系统当中，需尽可能免除因为湍流、涡旋乃至流体等对钢结构的冲击，以此降低钢结构产生磨损腐蚀的状况。对流速进行有效的设定，保障流速的方位与截面积不会发生突变的状况。在钢结构管道被液体内含有的气泡冲击时，会加大钢结构磨损腐蚀的力度，所以需分离和排除钢结构。如果钢结构无法免除湍流及冲击，则能够相应加大钢结构承载湍流位置的厚度。

3.4 选择有效的防腐材料

对于防腐材料的选择，应当对钢结构所受腐蚀的浓度、性质乃至作用条件给予仔细分析，并且需对材料的防腐性能、物理力学性能、重要性能乃至材料提供的次数进行融合，之后判断防腐蚀的材料。防腐蚀材料在被不同介质混合作用中，会影响到防腐蚀材料的性能，所以需要对防腐材料采取良好的试验，以便能够判断防腐材料。在涂抹钢结构防腐材料时，需要对钢结构的表层、底端乃至中间给予涂抹，需有效地融合图层的

配置。

3.5 镀层保护

为了有效提升钢结构在抗腐蚀方面的性能，可以通过金属镀层如电镀乃至热镀锌等方式，从而对钢结构的表层进行施加。在解决钢结构表层的过程中，可以通过热镀锌、加喷铝而对钢结构的表层进行复合涂层。对于钢结构表面运用热镀锌或加喷铝时，即便钢结构处在露天状态下，也可以延续钢结构的防腐时间。通过喷涂油漆乃至防腐涂料而处理钢结构表层时，为了确保钢结构不会被有害物质所影响，大多在室内进行钢结构的防腐工作。

3.6 在钢结构防腐保护当中，可以通过有机涂料进行搭配

对于钢结构的防腐保护措施而言，对处于特殊氛围内的钢结构材料，例如处于沿海地区的钢结构，大多被海洋空气所影响，钢结构的金属部位大多会产生腐蚀的状况。钢结构金属位置被腐蚀时大多会被温度、湿度乃至含盐量等因素所作用，令钢结构受到十分严重的腐蚀状况，所以可以通过有机涂料搭配体系的方案，能够防止并控制钢结构的腐蚀状况，以便提升钢结构的防腐

性能。

4 结语

综上所述，由于钢结构建筑的持续升温，钢结构的防腐性能愈发被学者所重视。在防腐的方法方面，涂料的防腐体系在最初时期会投入较少的资金，经过十年左右，则需在钢构件的表层再次进行涂抹，对于钢结构建筑使用的时间当中，需要维护涂料的防腐体系，但是热浸镀锌防腐体系在开始的时期会投入较大的力度，但是在服务期限以内，大多无需进行维护。通过具备良好工业化能力的体系，作为钢结构建筑进行长时间防腐，愈发受到工程设计人员以及建筑业主的重视，也会在钢结构的建筑范围被广泛运用。

参考文献

[1] 李佳宁，吴二强.对目前的钢结构建筑防腐保护工程

浅析[J].中国建筑金属结构，2013，（6）.

[2] 杨洪敏.建筑钢结构防腐及防火涂装质量问题的预防

[J].江苏建材，2010，（1）.

钢结构建筑防腐工程篇（3）

关键词:钢结构;腐蚀;建筑;施工

Key words: steel structure;corrosion;architecture;construction

中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)30-0058-01

1钢结构腐蚀的类型与机理

1.1 大气腐蚀钢结构的大气腐蚀主要是由空气中的水和氧气等的化学和电化学作用引起的。大气中水汽形成金属表层的电解液层,而空气中的氧溶于其中作为阴极去极剂,二者与钢构件形成了一个基本的腐蚀原电池。当大气腐蚀在钢构件表面形成锈层后,腐蚀产物会影响大气腐蚀的电极反应。

1.2 局部腐蚀局部腐蚀是钢结构最常见的破坏形态,主要包括电偶腐蚀、缝隙腐蚀。电偶腐蚀主要发生在钢结构不同金属组合或者连接处,其中电位较负的金属腐蚀速度较大,而电位较正的金属受到保护,两种金属构成了腐蚀原电池。缝隙腐蚀主要在钢结构不同结构件之间、钢构件与非金属之间存在的表面缝隙处,当缝隙宽度窄到可以使得液体在缝内停滞时发生,钢结构的缝隙腐蚀最敏感的缝宽为0.025～0.1mm。

1.3 应力腐蚀即在某一特定的介质中,钢结构不受到应力作用时腐蚀甚微,但是受到拉伸应力后,经过一段时间构件会发生突然断裂。由于这种应力腐蚀断裂事先没有明显的征兆,所以往往造成灾难性后果,如桥梁坍塌、管道泄漏、建筑物倒塌等,带来巨大的经济和人员伤亡。

2钢结构腐蚀对建筑的危害

通过钢结构腐蚀机理的分析我们可以看出,钢铁腐蚀是一种不均匀的破坏,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建筑工程中钢结构防腐技术的应用

3.1 基本要求①表面处理。表面处理非常重要,应清除钢铁表面的污物和锈层,尤其是轧制钢材时形成的黑氧化皮,它是电化学腐蚀的阴极,是腐蚀的根源,必须除掉。表面处理质量应达到涂装前钢材表面预处理规范的有关要求。②材料选择。表面涂刷专用钢结构防腐漆,仍是目前对钢结构防腐及网架防腐的主要手段。③涂层厚度。防腐涂料涂装时的厚度要适度,涂层要均匀,不可漏涂。

3.2 防腐涂层考虑因素主要考虑年限、装饰要求和维护等要求,在何种腐蚀性介质环境下应用,涂装施工时的温湿度和操作空间等因素。

3.3 常用方法①改性金属结构。在钢材冶炼过程中增加铜、铬和镍等合金元素,使金属表面形成保护层。②阴极保护法。在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀。常用于水下或地下结构。③热浸锌。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,从而起到防腐蚀的目的。这种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。④热喷铝(锌)复合涂层。是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。⑤涂层法。涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐方法(但目前氟碳涂料防腐蚀年限甚至可达50年)。所以用于室内钢结构或相对易于维护的室外钢结构较多。它一次成本低,但用于户外时维护成本较高。

在这五种防腐方法中,建筑工程最常用的是涂层法。这种方法价格低廉,选择范围广,适用性强。

3.4 涂层法钢结构的涂层法防腐需经过基层处理和涂层施工两道工序。①基层处理。基层处理的目的是清除构件表面的毛刺、铁锈、油污及其他附着物,使构件表面露出金属光泽;基层处理越彻底,附着效果越好。基层处理的方式有手工机械处理、化学处理、机械喷射处理等。②涂层施工。涂层结构的形式有三种:a.底漆一中漆一面漆;b.底漆一面漆;c.底漆面漆为同一种漆。其中底漆主要起附着和防锈作用;面漆主要起防腐蚀和防老化作用;中漆的作用于介于底、面漆之间,并能增加漆膜厚度。它们只有配套使用才能发挥最佳的作用,取得最佳效果。合理的涂刷方式,对保证涂装质量、施工进度、节约材料和降低成本有很大的作用,常用的涂刷方式有手工刷涂法、手工滚涂法、浸涂法、空气喷涂法和无气喷涂法等。③涂层施工的质量控制。首先,涂层法的施工质量是否优秀,基层处理至关重要。不同的防腐要求,可采取不同的处理方法;其次,涂层用底漆含粉料多,基料少,成膜粗糙,与钢材粘附力强,与面漆结合性好。面漆则同时要注意不同涂料间的相容性。基料多,成膜光泽。抗风化,能保护底漆不受大气腐蚀;第三,涂层的施工要在适当的温度(5～38℃之间)和湿度(相对湿度不大于85%)及粉尘少的环境下进行。构件表面不能有结露,涂装后4h之内不得淋雨;最后,涂层一般做4～5遍。干漆膜总厚度室外工程为150μm,室内工程为125μm,允许偏差为25μm。在海边或海上或在较强的腐蚀性大气中,干漆总厚度可为200～220μm。

4结束语

钢结构以其优良的物理、机械及施工性能,在国内的工程中得到了越来越广泛的应用,但是钢结构腐蚀不仅会造成金属资源的巨大浪费,还会影响正常的生产运营。因此,通过建筑行业和腐蚀行业相联合,在深入研究钢结构大气腐蚀、局部腐蚀、应力腐蚀类型和机理的基础上,积极开发新的防腐蚀措施,必将会在未来的钢结构防腐工程中发挥更大的作用。

参考文献:

钢结构建筑防腐工程篇（4）

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

由于生产的需要，化工生产过程中从生产、运输、储存都涉及大量含有强腐蚀性的酸、碱、盐类或有机溶剂的化工原料和产品，同时化工生产过程还常有腐蚀性废气、废液、废渣排放，使得化工厂建筑结构经常受到腐蚀的影响，在影响建筑结构使用寿命和使用性能的同时，给生产的正常进行了安全带来威胁，降低经济效益。在化工生产中，化工建筑结构受腐蚀影响是不可避免的，一直以来防腐问题都是化工建筑结构设计考虑的一个重要问题。虽然近年来，随着技术和材料的进步，化工建筑结构防腐问题得到了有效的改善，但依然还有很多不尽完善的地方。下面，本文在分析化工建筑结构腐蚀特点的基础上，就化工建筑结构的防腐问题进行探讨，寻求一些有效的防腐策略。

2 化工建筑结构腐蚀的特点

2.1 化工建筑结构腐蚀类型

腐蚀类型有多种分类方法，按环境因素可分为大气腐蚀、海水腐蚀、细菌腐蚀、土壤腐蚀；按腐蚀形式可分为均匀腐蚀、局部腐蚀；按腐蚀作用机理可分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀；按腐蚀形态可分为均匀腐蚀、缝隙腐蚀、孔蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、腐蚀磨损、应力腐蚀、氢损伤等。不同类型的腐蚀其腐蚀源、作用机理、腐蚀速度、破坏性等均有所不同。

2.2 化工建筑结构腐蚀介质特征

化工建筑中的腐蚀介质主要有酸、碱、盐、有机溶剂四大类，在化工生产中常用到的酸性腐蚀介质有硝酸、硫酸、磷酸、铬酸、盐酸等，这些腐蚀介质对水泥、钢材、木材、砖等多数建筑材料都会起到腐蚀作用，其破坏性相比碱类和盐类更大。化工生产中常接触到的碱性腐蚀介质有碳酸碱、氨水、氢氧化碱等，一般可分为强碱和弱碱两种，碱性腐蚀价质主要对沥青、水玻璃等材料造成腐蚀作用，对普通建筑材料的腐蚀破坏相对较小。盐类腐蚀介质有硫酸钠、氯化钠、碳酸铜、碳酸氢钠等，这类介质对钢材、混凝土、普通砖都会造成较大的腐蚀威胁。其它如乙醇、汽油、苯、酯等有机溶剂，对混凝土、石材、沥青、合成树脂等非金属材料都会造成腐蚀作用。在防腐处理时，必须把握不同腐蚀介质的特征才能采取合理的防腐措施。

2.3 化工建筑结构使用环境腐蚀特征

化工建筑结构的腐蚀问题与使用环境也有较大的关系，通常是由于腐蚀介质散落、挥发在建筑结构上，通过气相、液相和固相三种形式产生腐蚀破坏。气相腐蚀是指腐蚀介质通过空气扩散造成腐蚀，这种腐蚀多出现在梁、板、屋架、门窗等建筑结构上；液相腐蚀是指腐蚀介质以液体形式散落在建筑结构上造成的腐蚀破坏；固相腐蚀多由腐蚀介质的堆放、运输以及生产过程产生的粉尘所造成。在实际防腐措施中，不同的腐蚀方式所采取的防腐措施有着很大区别。

3 化工建筑结构防腐措施

3.1 化工建筑混凝土结构的防腐

为了取得较好的防腐蚀性，化工建筑混凝土构建应当采用实腹式柱截面，不能采用腹板开孔工字形柱截面。要严格控制好构件的裂缝宽度，尤其是横向裂缝宽度，对构件的防腐蚀能力有极大的影响，裂缝过大将会使构件中的钢筋暴露出来受到腐蚀，尤其是在具有腐蚀性气体和潮湿环境下，构件裂缝宽度更应当严格控制在0.2mm以内。此外，为了给钢筋提供较好的保护，混凝土密实度应达到要求标准，并外覆一定厚度的中性保护层提供保护，同时加强重要部位构件混凝土强度等级，至少应达到C25，预应力混凝土构件强度至少达到C35，且严格控制构件最小截面大小。在构件布局形式上，应当尽力简单整齐，框架结构能获得较好的耐久性，但要避免采用井式楼盖，以便于排除腐蚀介质和布设保护层。预应力混凝土构件在强度、密度性、抗议裂性方面有较好的效果，但由于构件中采用的高强钢材对腐蚀极为敏感，当在高应力工作下产生混凝土裂缝时极容易造成钢筋腐蚀，在防腐时也应当将其考虑在内。除此之外，化工建筑中其它的污水处理池、液态储存槽、管架、烟囟等也容易受到腐蚀影响，也需要注意采用防腐措施。

3.2 化工建筑钢结构的防腐

钢结构以其重量轻、强度高、施工容易、塑性好、可重复利用等优点，在建筑工程中被广泛应用，化工建筑中采用也较多。但由于钢材暴露于空气中极容易锈蚀氧化，尤其在酸、碱、盐介质的影响下腐蚀更为严重，给钢结构强度带来巨大的威胁。在化工建筑钢结构中所采用的钢材，应当根据需要采用不同的耐腐蚀钢，包括如铸铁、碳钢、低合金钢、不锈钢、有色金属、镍基合金以及一些非金属等。不同的材料耐腐蚀性和耐腐蚀特点并不相同，铸铁是含硅的高碳铁合金，多用于铸造材料。低合金钢在化工建筑钢结构中应用较多，也能取得较好的耐蚀效果，不同的腐蚀机理和腐蚀介质，要采用不同的低合金钢，如耐大气腐蚀、耐海水腐蚀、耐硫酸露点腐蚀、耐硫化物腐蚀、抗氢损等。此外，还需要注意碳钢和低合金钢的腐蚀开裂问题，碳钢在酸溶液中是不耐腐蚀的，如低浓度氢氟酸、稀硫酸等。在碱溶液中钢材会产生应力腐蚀破裂，此外还有胺腐蚀开裂、硝酸盐腐蚀开裂、铵液应力腐蚀开裂、碳盐腐蚀开裂等。

3.3 化工建筑块材的防腐

在化工生产中，通常会采用中和池、储备池来处理储存酸、碱、盐、有机溶剂等材料。虽然在设计时都会考虑到建筑结构的防腐问题，但由于酸碱反应的非线性特性，或者由于材料的积存反应等，会使结构附着面的溶液、粉尘PH值超出防腐范围，从而产生较强的腐蚀性。尤其是废酸碱液的排放以及中和池等。此外，渗漏也会给建筑结构尤其是地基带来巨大的影响，甚至造成地面塌陷的严重事故。在实际应用中，块材所使用的材料通常能满足防腐要求，不过块材缝隙的防腐蚀性却往往不足，如有的只有环氧树脂表面勾缝使得块材之间缝隙无法填满，造成腐蚀介质渗透引起混凝土层腐蚀穿孔地基塌陷。再如地面，很多化工建筑都采用花岗岩石材或耐酸砖来防腐，一旦铺砌结合层厚度不达标，或者灰缝宽度不足，块材之间，块材与基层之间的树脂胶泥即无法起到很好的粘结和防腐防渗作用，在设计、施工和验收时，应当严格按照《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》进行。

4 结束语

化工建筑结构防腐问题事关化工生产的安全和稳定，在建筑结构的设计、施工、验收以及使用过程中都应当密切关注，根据建筑使用环境的腐蚀介质特点、腐蚀机理等来选择合适的结构、合适的材料，并严格按照相关规范设计施工，采取完善有效的防腐措施，这样才能真正提高化工建筑结构的防腐能力，保障生产的安全和稳定，减少不必要的经济损失，获取更大的经济效益和社会效益。

【参考文献】

钢结构建筑防腐工程篇（5）

Abstract: This paper introduces the significance of the development of steel structure residential, expounds the antirust processing principle and method of steel structure residence, to provide help for the durability of steel structure residence.

Key words: residential; steel structure; antirust processing

中图分类号：TU71

0前言

住宅钢结构体系是一个潜力非常庞大的产业,也是推广应用建筑钢结构最大的突破口。目前我国每年新建城镇住宅4亿平方米、其中按1%～5%采用钢结构体系进行测算,每年住宅钢结构体系的使用面积达到400～2000万平方米,按耗钢50kg/m2测算,每年用于住宅钢结构体系的钢材达到20～100万t,从这个角度看,民用住宅（多层、高层住宅）钢结构产业有巨大的发展空间。

1、住宅钢结构体系是一项绿色环保产业

首先钢结构材料可再生利用,大气污染物少。钢结构的废弃料可以回炉炼钢,再生利用,既解决建筑垃圾污染问题,同时又节约了资源。钢结构建造过程中有害气体(CO2)排放量只相当于混凝土结构的65%。其次，工厂化生产,现场施工周期短,最大限度地减少了施工工地对环境的影响。钢结构工程其一半以上的工期是工厂加工制作,现场工期可以缩短50%以上,同时钢结构工地很少使用砂、石、土和水泥等散料,避免了尘土飞扬、污染环境的问题。此外住宅钢结构体系可以带动其他“节能环保”型建筑材料的推广应用。由于其连接的灵活性,各种“节能环保”型的围护材料都可以采用。住宅钢结构建筑可以实现体系化和产业化根据建筑外观要求、室内空间使用功能及结构抗震性能等条件进行建筑功能和结构体系的最优化设计,设计出结构合理、平面及空间布局恰当、面积利用系数佳的最优化方案, 然后选用先进的配套建材和配件, 实现住宅钢结构体系, 并根据不同的要求形成系列化住宅建筑产品。建筑物的结构和水、暖、电、厨卫等部件定型化、产品化, 最后形成设计、施工一条龙产业化。住宅钢结构的体系化和产业化技术是可行的, 市场是有潜力的, 其综合经济效益和社会效益非常可观。

2、钢结构建筑的防腐防锈蚀工作

基于以上阐述住宅钢结构在国民基础建设中的重要发展战略意义，钢结构建筑的防腐防锈蚀工作尤为重要。钢结构耐腐蚀性较差，的钢结构在大气作用下会产生锈蚀。腐蚀不仅造成自身的经济损失，并且使结构构件截面减小，承载力降低，影响结构的安全。因此，防止结构过早腐蚀，对提高其使用寿命，具有重要意义。对钢结构住宅采取良好的防腐措施可以更好的吸引购房者，推动住宅钢结构的发展。

3、住宅钢结构的防腐方法

从能量变化的观点看问题，金属遭受腐蚀之后，把存在于内部的化学能转变成电能（电化学腐蚀）或热能（化学腐蚀）而放出。结果使金属从热力学不稳定的原子态，转化成热力学稳定的离子态，金属的能量降低。显然，这是一个自发发生的过程，因此，要防止钢材生锈，就必须设法阻止其表面腐蚀电池的电化学反应过程，或者以另一种电极更低的金属原子代替铁原子作为阳极，而铁原子受到保护不发生电极反应。根据以上原理，钢材的防腐方法主要有以下几种：

1）物理屏蔽作用的防锈漆。例如铁红底漆、云母氧化铁底漆、铝粉漆等。这类防锈漆的防锈颜料有良好的屏蔽作用，能阻挡水分等化学介质渗到钢铁表面，因而减缓电化学反应的速度和延迟发生锈蚀的时间。其特点是价格便宜，但防锈期限仅在5年左右，不适合用于钢结构住宅建筑中。

2）依靠化学钝化作用，使钢材表面形成一层钝化膜。如磷化膜或具有阻蚀性的络合物，这些在钢材表面形成的钝化膜或络合物的标准电极电位较铁为正，从而能延缓钢材的腐蚀过程。这类防锈漆主要有红丹漆、铅酸钙漆、含磷酸盐防锈颜料的油漆等，这类防锈漆防锈性能好，价格便宜，但铅系防锈漆和铅酸盐防锈漆的毒性大，亦不适合用于住宅建筑中。

3）阴极保护型防锈漆———富锌底漆。当防锈漆整层漆膜的电极电位比铁元素更负时，钢结构中的铁成分便变成阴极，受到电化学保护不会腐蚀。富锌漆就是利用锌的电极电位是-0.76V，比铁的电极电位-0.44V更低，当富锌漆底漆中的锌足量时，即在钢材表面形成一层锌粉膜，并与底层钢材紧密接触，这样，锌作为阳极被腐蚀，而铁作为阴极受到保护。富锌底漆一般分为环氧富锌底漆和无机富锌底漆2种。环氧富锌底漆以环氧树脂作为主要成膜物质对钢材表面有极强的附着力，与适宜的面漆配套，其防护期可达10年以上。无机富锌底漆又分为溶剂型与水基型两类。与优良面漆配套后，前者防护期可达15年以上，后者更长。

4）金属镀层保护。在钢材表面施加金属保护层，以提高钢材表面的抗腐蚀能力。最常用的是镀锌，镀锌主要是通过形成致密的保护膜和锌置换作用来防腐蚀。镀锌包括热浸镀锌和常温镀锌。

a.热浸镀锌是将经过脱脂、酸洗、溶剂处理等前处理工序的钢材迅速投入460℃左右的熔融锌中进行热浸，经过适当的时间后，清除掉镀锌槽表面上的悬浮的氧化物，并从干净的熔融锌液中将镀锌件提出。热浸镀锌面有金属光泽，属活性较大的表面，涂膜的粘结力不是很好，为加强涂膜质量应加强对基底处理和底漆的涂料选择。

b.所谓热喷镀铝锌就是向高速气流中滴入熔融状态的铝锌等金属，金属被粉碎成微小的粒子喷敷在构件上，形成金属保护膜，这就是喷镀，属于电弧喷镀的范畴。这种方式防腐效果很好，一般可达30 年以上，适合用于钢结构住宅中。

总结

防锈蚀是钢结构建筑中的重要的部分，他们关系到建筑物的造价和使用寿命，对于住宅钢结构而言，也是房地产商和购房者非常关心的方面。根据钢结构住宅的具体情况选择，不同的防腐措施，是可以在满足要求下降低造价的。建筑防腐蚀工程质量检验评定标准GB50224-95《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》中3.2.1条规定,一级钢结构表面的质量,规定为:合格—表面无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。优良—在合格的基础上, 任何残留的痕迹只能是点状或条纹状的轻微色斑。二级钢结构表面的质量规定为:合格—表面无可见的油脂、污垢,没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。优良—在合格的基础,紧附氧化皮、点蚀锈坑或旧漆等斑点状残留物在10000平方毫米的面积内不超过1/3。表面处理是涂料防腐蚀工程施工的重要工序,表面处理可列为独立工程,不论作何种安排,表面处理是涂装防护工程的质量控制的关键点,作为独立工程,环环抓住,才能保证表面处理质量,保证整个住宅钢结构防护工程的质量要求。

参考文献:

[1] 建筑防腐蚀工程质量检验评定标准，GB50224—95.

[2] 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级，GB8923—8.

钢结构建筑防腐工程篇（6）

目前的工业建筑多采用钢结构进行修建，这就使得人们对于钢结构的防腐蚀设计以及质量控制有了更高的关注度，而针对工业建筑钢结构防腐中，应用最为广泛的一种防腐设计就是涂料防腐，同时采用合理的手段对工业建筑钢结构施工质量进行控制，以保障整体工业建筑钢结构施工的质量。下面本文就主要针对工业建筑钢结构涂料防腐与施工质量控制进行分析。

1 涂料防护机理及涂料层体系结构

1.1 隔绝、屏蔽作用机理

将涂料涂抹在工业建筑钢结构所使用的钢材表面，会在一定程度上对钢材性行程保护作用，使得钢材表面与空气以及各种腐蚀性气体相隔绝，外界的一系列污染物质无法直接接触到钢材，就不会对钢材造成腐蚀，这样就形成了一种良好的隔绝和屏蔽作用。采用涂料的方式进行防护，主要是利用涂料将电解质以及氧气隔绝在钢结构的外部，从而实现对钢结构的保护。而为了使得隔绝屏蔽能够达到理想的效果，就需要对涂料进行合理的选择，尽可能的选择膜结构气孔以及涂层针孔适宜的涂料。在成膜物的结构分子中，如果其有着较多的官能团，则说明涂抹的气孔含量相对较少，这样就可以有效的减少氧气的进入量，另外，在涂料形成膜结构的过程中，也会与其他的物质之间出现反应情况，这样就会形成一个网状的结构，最终会使得涂料本身的防腐性能相对提升。

1.2 缓蚀作用机理

一些涂料中，会含有一定的防锈成分，在化学性能的影响下，可以起到良好的防腐蚀效应。比如铬酸盐类的涂料，其本身就含有一定的化学防锈成分，能够起到延缓腐蚀的作用。然而，这样的涂料，其本身也会带有一定的毒性，如果处理不当，反而会加速钢结构的腐蚀，因此，在目前的钢结构应用的防腐涂料中，主要的涂料类型都是磷酸锌类涂料以及磷酸钙类涂料，这些涂料中含有一定的化学防锈成分，但是其自身的毒性相对较小，因此，只要合理的加以控制，就能够防止二次腐蚀的发生。

1.3 涂料层体系结构

一般建筑钢结构涂层包括底漆、中间漆、面漆。底漆：涂层和基层结合附着的基础。应选择与基层结合力好、防锈蚀能力强的具有阻蚀或电化学保护作用的涂料。中间漆：增加漆膜厚度，增强防腐层的抗渗功能，延长使用寿命。

1.3.1 钢结构表面涂料涂层厚度。根据钢结构的重要程度、所处的环境、工程造价制定涂料防护层的合理使用年限。依据制定的防护层使用年限，钢结构的表面防护层最小厚度，见表1所示。

1.3.2 涂料隔层间的配套。防腐蚀涂料的底涂料、中间涂料和面涂料等应选用相互间结合良好的涂层配套。涂层与钢基层的附着力不应低于5MPa。常用防腐蚀涂层配套可按《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008附录C选用。

2 钢结构防腐涂料施工技术要求

2.1 防护涂料材料质量要求

在涂层体系中，各个涂层的涂漆材料都要进行严格的筛选，尽可能的选择符合涂层体系要求的材料，从而满足涂层体系设计的要求。

2.2 钢结构基面处理

要注重保障钢结构表面的平整度，对钢结构表面的附着物进行有效的清除，这样可以有效的保障后续施工的高质量开展。在钢结构的表面，往往会因为各种因素的影响，而使得其表面出现严重的锈蚀问题，而在除锈的过程中，也需要依据锈蚀的程度，来选择不同的除锈等级，这样才能够保障除锈的最终效果。在除锈的时候，也可以相应的借助一些手工工具或者是动力工具等，严格的按照除锈说明方法进行除锈处理。另外，针对锈蚀较为严重的钢结构，就需要先进行表面的预处理，然后再进行深度除锈，从而保障钢结构基面的平整度和质量。而针对不同的钢结构表面污染情况，采用的处理方法也会有所不同，比如针对油污污染严重的钢结构表面，可以采用的除污方法就包括热碱液以及乳化剂等方法去油。

2.3 表面粗糙度

表面处理后应具有一定的粗糙度，粗糙度在一定范围内能增加涂层与基材表面的接触面积，提高底材与涂料的附着力；但粗糙度不宜过大，否则容易造成涂料厚薄不均，引起早期点蚀。

2.4 涂料防腐涂装

（1）油漆涂装可采用涂刷法、手工滚涂法、空气喷涂法和高压无气喷涂法。但涂层厚度必须均匀，不得漏涂或误涂。（2）经处理的钢结构基层，应及时涂刷底层涂料，间隔时间不应超过5h。（3）当施工环境通风较差时，必须采取强制通风。（4）钢结构涂装时，钢材表面温度必须高于露点温度3℃，且钢材表面温度不应超过40℃方可施工。

3 施工质量控制

3.1 主控项目

首先，在对钢结构进行涂料防腐的过程中，一定要严格的按照锈蚀的的程度来选择除锈的等级，从而使得除锈的效果达到理想的状态。在除锈之后，要对钢材的表面进行有效的检验，保障其表面的平整度和整洁度，使得其表面没有灰尘以及毛刺等附着物的存在。

其次，就是要对涂料的变化参数以及涂层厚度进行有效的控制，保障其能够符合实际的设计需求，同时要利用干膜测厚仪来对涂料的厚度进行有效的检测，只有这样才能够使得工业建筑钢结构的施工质量得到有效的保障。

3.2 一般项目

首先，要对涂层的外观进行有效的把控，在设置涂层的时候，一定要注意保障涂抹表面的光滑度，在涂抹的过程中，要注意涂抹的均匀度，涂料的颜色也要控制在相同颜色或者是相似颜色的程度上，并且涂抹的涂层必须要保障没有气泡以及开裂等问题。涂层表面应采用电火花检测，无针孔。其次，涂层附着力应符合设计要求。钢材基层采用画划圈法。最后，涂层应无漏涂、误涂。

结束语

通过现行相关规范对钢结构涂料防腐及施工质量控制进行了阐述。钢结构涂料防腐具有很广阔的发展空间和使用价值。研发高性能的涂料，选择和设计适用的涂料配套体系是钢结构防腐的基础。防腐行业有个俗语叫“三分材料，七分施工”。在现阶段，施工对整个工程质量的影响起着非常重要的作用。钢结构涂料防腐是个系统工程，在相关各方的协同工作下，涂料对钢结构的防腐保护作用是能够达到设计要求的。

参考文献

[1]刘新，时虎.钢结构防腐蚀和防火涂装[M].北京：化学工业出版社，2012.

钢结构建筑防腐工程篇（7）

0.前言

轻钢结构建筑具备预制化程度高、建筑周期短、建筑风格灵活、施工过程环保等优势得到了广泛的应用，涉及的领域也较广，包括厂房、仓库、超市、住宅等多个方面。根据地域发展的规律，有资料表面，我国的轻钢结构建筑面积近年来不断增多，发展势头迅猛，但与发达国家相比，我国钢结构建筑与房屋建筑总量相比，仍然过小，所以，有必要拓展我国轻钢结构建筑。尽管轻钢结构建筑的优点较多，但是任何事物都存在两面性，其自身存在这易漏水、易锈蚀、防火、保温能力差的不足，对此，有必要其防护技术的研究，提高其自身性能。

1.当前我国轻钢结构建筑防护技术的状况

1.1轻钢结构建筑的防腐

我们可以将其分为钢构件防腐与围护系统两个部分：

第一，钢构件的防腐。

该部分的防腐多在工厂制作过程中完成，以北方地区为代表，相对环境较为干燥，可以增加底漆一道干膜厚度达到70-80微米，取消中间漆。

防腐处理可以分为防锈、涂底漆、中层漆、面漆几个工序共同完成，结合轻钢结构建筑的用途及所处环境、气候等因素的影响，确定防腐方案与各个方案的需求。

钢构表面进行抛丸处理必须要达到国家标准Sa2.5级以上，构件处理后的8个小时进行底漆的涂刷，无机富锌底漆和环氧富锌底漆，相比之下，富锌底漆的防腐能力较好，干漆膜中锌粉含量达到80%以上，具有较好的阴极保护作用，避免电化锈蚀。中间漆以鳞片状的中层漆为主，漆膜颜料排列十分有层次，改善涂层的屏蔽作用，增加了水汽、二氧化碳的渗透阻力，发挥了防腐效果。面漆则以醇酸调合漆为主，脂肪族聚氨脂漆，或防腐蚀性能更好的环氧面漆和氟碳漆。

从当前的防腐工艺来看，在材料的选择与工艺水平来看，区别不大，但是防腐涂料自身的质量却相差甚远。不同厂家、不同品牌的油漆在质量与价格上都有一定的差别。目前，我国的油漆生产厂家小、散、低的私营企业所占比例较大，但是一些不规范的钢结构生产企业会为了利益而降低质量，选择一些档次相对较低的防腐涂料，导致工程质量下降。同时，管理部门对防腐材料的生产企业与相关产品没有进行等级区分，监督机制不到位，造成市场混乱，给规范化生产企业造成巨大冲击，导致大批的知名涂料厂家倒闭。今天，在国内的油漆生产厂家已经不多了。

第二，围护系统的防腐处理现状。

围护系统的防腐关键是彩板部分的防腐，其表面涂层处理在彩板的专业制造厂家完成的，作为轻钢结构建筑的设计与生产厂家，关键是根据建筑的不同用途、不同地理位置与气候条件选择不同的品牌，型号与表面特征，当前最常用的彩板品牌与生产厂家却较少，国内只有上海宝钢。

1.2轻钢结构建筑的防火问题

与其他材料相比，钢结构的锈蚀相对较为缓慢，其破坏是由表及里的，观察容易，比较受重视，但是火灾属于一项突发事件，与其他灾难相比，防火设施昂贵。同时，刚接欧股自身不会燃烧，因此，从表面来看，轻钢结构建筑必须要有良好的防火性能，所以，人们往往会存在侥幸的心理，对防火不够重视。但是事实上，防火能力是轻钢结构建筑的一大弱点，刚结构建筑一旦遭遇火灾，会使周围的环境温度迅速降低，钢构件会在瞬间失去80%的机械强度，导致建筑物坍塌。轰动世界的美国9.11事件，国贸大厦的双子座大厦在瞬间出现坍塌，就是由于大火导致钢结构失去强度导致的。在国内，也曾出现过钢结构建筑的坍塌事故，而且较为频繁，天津市体育馆失火，上海文化广场火灾、北京友谊火灾等情况频发，因此，必须要加强防火、防腐的管理，缺一不可。

与其他轻钢结构结构建筑防火处理的工序与基本要求与防腐处理差别不大，关键是最后一道工序，防火涂料的施工必须要在钢结构安装后，现场进行涂刷。

防火处理可以分为除锈、涂底漆、中间漆、涂防火涂料几何主要的施工环节，中间漆有的地方可以省略。除锈和涂防锈底漆的步骤一般在工厂预制时完成，防火涂料要在施工现场钢结构安装后再进行涂刷。

当前防火涂料的生产厂家相对较多，施工水平也参差不齐，相对管理十分混乱，没有统一的检验标准与管理监督机制，而消防部门的管理只是一种行政制度，缺乏规范的技术检验手段与严格的质量评定能力，导致我国的防火涂料产品的防火性能较差，容易脱落，装饰性也较差，耐久性也较差，相较于西方国家，同类产品的生产水平差距较大。

2.轻钢结构建筑的防护技术发展方向分析

从上文的分析中我们可以看到，我国的轻钢结构建筑防护技术当前仍然处于一个发展的阶段，相较于西方发达国家，在技术上仍然存在较大的差距，从发展的角度来看，其主要有以下几个发展方向。

第一， 是时展的必然趋势。

不可否认，今天是绿色环保的时代，开发利用节能型、低污染与高性能的防护涂料，如重防腐涂料、超薄型高耐火极限的防火涂料，这是技术发展的必然趋势。

第二， 经济利益下的必然选择。

开发低处理表面带绣防腐涂料，如SLH系列超低处理表面涂料，其可以同时具备稳定、转化、渗透三种功能，免除了表面抛丸、喷砂等除锈，除油、除水的工序，大大降低了成本，便于现场施工管理。

第三， 技术发展的必然趋势。

采用超耐候、免维护技术，如氟碳涂层，有机氟碳涂料中有C-F键的存在能有效阻碍日光、高温和大气（SO2）对其表面的浸蚀，所以有机氟碳涂料有良好的耐久性，耐候性和耐化学药品性。

3.结束语

随着经济的发展，轻钢结构建筑业的快速发展，轻钢结构建筑防护技术也在不断地完善，不断提高，而且受到越来越多部门的重视，得到广泛的应用。我国的轻钢结构建筑防护技术发展空间巨大，低处理表面、高性能、绿色无污染的防火、防腐技术也是未来经济、轻钢结构建筑的发展方向。

【参考文献】

钢结构建筑防腐工程篇（8）

文献标识码：B

文章编号：1008-0422(2006)04-0183-04

收稿日期：2006-03-09

作者简介：欧蔓丽，女(7973-)，湖南株洲人，湖南工业大学土木系工程师，湖南大学工程硕士，主要从事结构工程研究。

1 概述

近年来随着钢材产量的稳步增加，钢结构的使用越来越多。钢结构建筑较钢筋混凝土建筑具有施工便捷、抗震性能好、对环境污染少、环保可回收等诸多方面的优点，它适合各种工程结构，随着钢产量的增加和应用技术的深入，钢结构的应用越来越广泛，已经成为国际上的发展趋势。

钢结构建筑的抗火灾能力和防腐蚀能力较混凝土建筑较差，虽然钢材本身不会燃烧，但是并不耐火，耐火极限仅为15min，由于在发生火灾时高温的影响将使钢材的强度迅速降低不能保持建筑结构所要求的强度。当这些材质的钢结构本身温度超过了550℃，钢材的屈服强度会降低很多，甚至超过50％以上；当温度在600℃以上是，钢材将完全丧失承载能力。据统计2001年美国和日本的火灾伤亡于已经占到国民经济总值的0．8％和0．78％[1]。1993年我国共发生火灾38094起，死亡2476人，伤5977人，直接经济损失11．2亿元(不含军队、森林火灾)；1994年我国共发生火灾39337余起，死亡2765人，伤4249人，直接经济损失12．44亿元[2]；1996年我国共发生火灾36856起，死亡2225人，伤3428人，造成直接经济损失10．3亿元[3]。

钢材的腐蚀是一种不均匀的破坏，腐蚀的发展很快，一旦在钢结构的表面发生，腐蚀的蚀坑会由坑底向纵深迅速的发展，使钢结构产生应力集中，而应力集中现象又会加快钢材的腐蚀，这是一种钢材腐蚀的恶性循环，腐蚀使钢材的抗冷脆性能下降、疲劳强度降低。钢结构建筑在自然环境下，受腐蚀会有一定的减薄现象，特别是南方空气潮湿或人为恶劣环境的情况下，减薄现象更为严重，我国南方110mm厚公交车板在涂装的情况下有的部位半年内就可腐蚀穿透。在美国由于腐蚀造成的不安全事故约占整个不安全事故的31．8％，我国约为25％～30％。腐蚀不仅造成安全隐患，而且也给经济发展带来巨大的损失。日本腐蚀工程学会(Japan Soc~etyOfCorroslon Enqi-neermg)和日本腐蚀控制协会(JapanAssociat 40nOfCorroslonContr01)共同进行调查表明：?997年全日本腐蚀损失为39380亿日元，占当年国民生产总值(GNP)的0，77％；2001年我国因腐蚀问题造成的损失多达4000亿元，损失钢材1000多万t[4]。钢材的防腐一直是科学界研究的重点，目前虽然有控制腐蚀的措施，但是每年世界钢铁总量的30％左右仍变为无用的废铁。据统计，全世界因腐蚀所造成的损失比火山地震等自然灾害造成损失的总和还大。

面对由于火灾和腐蚀对结构造成的经济损失，国内外在发展钢结构的同时，也在不断完善钢结构防火保护技术的开发和防腐蚀性能的改进。

2　耐火耐候钢的历史

2．1耐火钢的历史

耐火耐候钢是指钢材具有耐高温、耐恶劣气候、耐腐蚀强度的性能。耐火钢是指其常温力学性能、焊接性能与现有普通钢一致，并且要求在高温600℃以下1―3h其屈服强度不低于常温的2眉的钢材；耐候钢是指暴露在大气条件下，表面可逐渐形成一层非常致密且附着力很强的稳定锈层阻止外界腐蚀介质的侵入，减缓了金属继续腐蚀的速度的钢材。耐火钢是日本最早开始研究，20世纪80年代日本研究者通过在钢中添加微量的Cr、Mo、Nb等合金元素开发出了耐火温度为600％的建筑用耐火钢，该钢在600℃的高温下屈服强度能保持在常温下的67％以上，如SM400FR和SM490FR，应用非常广泛，此钢种在日本建筑行业的需求量日益增加，现在欧美、韩国、澳大利亚等发达国家也相继开发了耐火钢的研究和生产。我国自1993年开始研制，近十年取得了良好的成绩，2001年武钢研制出了WGJ510C2钢，其各项力学性能比同期美国、日本的同等钢材要强；鞍钢研制成功了Cr-Mo-Nb-V系的490级高性能耐火钢，马钢的建筑用耐火H型钢、宝钢、攀钢的高性能耐火钢相继研制生产；

2．2耐候钢的历史

耐候钢是指暴露在大气条件下，表面可逐渐形成一层非常致密且附着力很强的稳定锈层阻止外界腐蚀介质的侵入，减缓了金属继续腐蚀的速度的钢材。耐候钢的研制起源于欧美，20世纪初欧美的科学家就发现Cu能够改善钢铁在空气中的耐腐蚀性能，1993年美国的U．S．Steel公司首先研制成功了抗腐蚀高抗拉性能的低合金钢――Corten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CortenA系列和以Cr、Mn、Cu合金为主的Corten B两种系列，这两种钢材在美国、日本和欧洲得到了广泛的应用。我国从上个世纪60年代开始研制耐候钢，并且发展了一些钢种，如上海钢铁一厂研制的10PCuRE系列，鞍山钢铁厂研制的08CuPVRE系列和武钢的09CuPTi系列。积极开发和研制新一代高性能的建筑用耐火耐候钢，对于满足市场的需求和培育我国钢铁工业新的经济增长点具有十分重要的意义。

3 目前国内外钢结构的主要防火方法

目前国内外钢结构的主要防火方法有很多，这些方法从原理上来说主要有截流法和疏导法两种。从防火的措施保护主要有外包层保护、冷却―空心型钢结构、屏蔽―钢结构保护、膨胀材料保护、耐火钢的应用[5]。

3．1钢结构的防火方法从原理上分类简介

3．1．1截流法

截流法的原理是截断或阻滞火灾产生的热流量向构建的传输，从而使构件在规定的时间内升温不超过其临界温度。具体做法是在钢构建的表面设置一层保护材料来隔离火灾的高温，保护材料要选用导热系数较小，而热容较大的材料。截流法又可以细分为包封法、屏蔽法、水喷淋法、喷涂法等。其中喷涂法施工简单、重量轻、耐火时间长、不受钢结构几何形状的影响经济实用等特点，应用得非常广泛。防火涂料就是喷涂法最常用的防火材料，它不仅具有一般涂料的保护和装饰作用，还具有防火的特殊功能。我国已经颁布了两本规范《钢结构防火涂料应用技术规范》(CECS24：90中国

建设标；隹化协会)和《钢结构防火涂料通用技术条件》(GBl4907―94国家质量监督局)。我国自20世纪80年代以来，已经先后研制出厚涂型(H类)和薄涂型(B类)两种钢结构防火涂料，并得到了广泛的应用。

3．1．2疏导法

疏导法与截流法不同，疏导法是把热流量传导到钢构建上，然后设法把热量导走或消耗掉，是构建温度不会达到临界的高温，起到保护钢构件的作用。目前疏导法只有一种方法，那就是充水冷却保护法，具体的方法是在由高位水箱、供水管网或消防车提供冷却水，使之充满封闭的钢构建中，火灾中热量传递给水依靠水的蒸发或通过水的循环带走热量，蒸汽由专用的排气口排出，使钢构件的温度控制在100℃左右。但是这种方法还会增力口构件的自重，使钢构建锈蚀或水结冰，因此要在水中掺加阻锈剂和防冻剂。

3．2钢结构的防火方法从保护措施上分类简介

3．2．1外包层保护

即用现浇混凝土外保或在钢结构表面涂抹砂浆等形式形成护层的方法。现浇成型的实体混凝土外包层通常通过钢丝网或钢筋来加强，来限制收缩的裂缝，保证外壳的强度。砂浆可以是石灰水泥或是石膏砂浆。钢管混凝土就是很好的应用。

3．2．2冷却―空心型钢结构

即在钢结构内采用充水循环冷却的保护方法，它是抵抗火灾的最有效的防护措施。就是前面所见的疏导法。

3．2．3屏蔽―钢结构保护

即将钢结构构件设置在耐火材料组成 的墙体或顶棚内的保护方法，这种方法很经 济，应用中只要增加少量的耐火材料即能达 到防火的目的。

3．2．4膨胀材料的应用

采用钢结构膨胀型防火涂料涂刷在构件外面保护构件，受热时这些材料膨胀在钢结构表面形成保护层。

4 目前国内外钢结构的主要的结构防腐处理

钢结构在空气中使用，大气产生腐蚀是很自然的现象，钢结构的防腐处理主要的方法有四种：①长效法，采用热镀锌、热度锌(铝)复合涂层进行结构表面处理，防腐年限为20―30a；②涂层法，即在结构表面涂(喷)油漆或其他防腐涂料，耐久年限一般为5―10a；③对水下或地下的钢结构采用阴极保护即电化学保护，阴极保护是一种延长阳极寿命的保证钢材料不受氯化物等污染环境侵蚀的保护方法，阳极是向钢材料分布抗腐蚀保护电流的硬件，如钛条网根据美国的防腐蚀学会所作的试验，一条活性钛条网阳极的寿命很容易超过75a，阴极保护安装简单、维修费低，被国内外很多水下和地下工程采用，取得了良好的防腐蚀效果；④采用本身具有防腐蚀能力的的耐候钢6)。

5　耐火耐候钢的发展

随着建筑业的发展，钢结构的建筑日益增加，国际上关于钢结构的防火规范和防火工艺设计也日益受到人们的重视，钢结构的腐蚀对于结构造成的减薄、穿透而造成的安全隐患问题，它已经成为保证建筑结构安全的必要保证措施之一，世界各国都有相应的防火要求规范和防腐蚀的要求，为了提高普通建筑用的钢结构抵抗火灾和防腐蚀的能力，必须进行拟定的保护措施，传统的喷涂、复合涂层、外保法等防护措施不仅延长工期、提高建筑成本、增加建筑重量，而且施工也不很方便，因此能够耐高温、耐恶劣气候、耐腐蚀强度性能的耐火耐候钢的研制与应用能够很好的解决这一问题。

根据钢材的合金化原理，并且借鉴国外耐火耐候钢的成分分析研究，我国的宝钢、武钢、马钢、攀钢、鞍钢等钢厂积极开发新一代高性能的耐火耐候建筑用钢，以满足日益增加的市场需求。

5．1武钢钢铁集团于2001年开始自主开发研制成功了具有国际领先水平的高耐火性、高耐候性、高Z向性的建筑耐火耐候钢材，钢材的耐候性能于美国的Cor-ten钢相当，是普通钢材的2～8倍；耐火性能相当于日本的FR钢，能保证在600％高温下的屈服强度不低于标准钢材屈服强度的2／3，武钢耐火耐候钢材的力学性能与冷弯性能技术要求见表1、2。

普通的Q235钢、Q345钢的屈服强度在300～400℃温度下就已经急剧下降，钢材已经软化，达不到正常的承载力要求。厚度为10mm和50mm的WGJ510C2钢板取横向拉伸试验，试件在100KN电子拉伸试验机上进行高温拉伸试验，随着温度的升高度为10mm和50mm的WGJ10C2钢的屈服强度下降平缓，在600℃下屈服强度的平均值为265Mpa和250Mpa，均高于常温下钢材屈服强度的2／3，满足国家标；隹建筑钢板的耐火要求，在700℃的高温下仍然有212Mpa左右，1080℃条件下可以保持215h不屈服。这一钢种集高耐火性、高耐候性、高Z向性能和能承受大线能量焊接于一体，填补了国内空白，属技术首创，其技术性能指标达到国际领先水平。目前该钢种已经成功的应用到上海中国残疾人体育艺术培训基地和中国国家大剧院的建设得到了各方的高度赞扬。

5．2马钢的耐火钢以低碳为成分设计原则，先后开展了Mn-Mo-Nb、Mo-Nb-Cr、Mo-V-Ti、TiMo-Cr-Ti等合金系列，以及Nb-V-Ti-Re微合金化钢。经过马钢公司的不断探索研究，最终确定了耐火钢的成分，Q345级耐火钢的成分以及性能见表3。

马钢的建筑用耐火H型钢的性能指标如下：

耐火性能：os(600℃)≥2／3as室温，即Os(600℃)≥217Mpa

室温力学性能即其他质量指标满足普通建筑用钢标准的要求

抗震性：室温O√as

焊接性能：良好或优于普通建筑用钢

5．3攀枝花钢厂的攀钢钢研究院研制生产出了具有自主知识产权的高强热轧耐火耐候钢，此钢材具有低屈强比、抗层状撕裂和良好的焊接性能等特点，又具有耐火性、耐候性等功能特点，600℃的高温时屈服强度不低于常温的2眉，能够不用或者少用防火涂料。

5．4宝钢集团从钢材的特定金属成分、表观结构和微观组织出发，开发研制了”绿色环保”型耐火耐候钢，其耐火性能与美国的FR钢材相当，能够保证钢材在600℃的高温时屈服强度不低于常温的2／3。其耐候性能于美国的Cor2ten钢相当，是普通钢材的2～8倍，可以在一般的气候条件下使用。并且可以提高涂装的性能几倍到几十倍，耐候钢上涂层的失效年限远远高于普通钢材。

5．5鞍钢自从2000年开始研制，已具备400级、490级系列耐火钢的生产技术考虑到生产的需求和建筑钢材的低成本、高性能和场地焊接的要求，采用钢水预脱硫转炉冶炼炉精练连铸成品厂控制轧制+控制冷却检验(探伤)入库的生产工艺路线，鞍钢大量投入生产了Cr-Mo-Nb-V系列的490级高性能耐火钢表4。

鞍钢的耐火钢完全达到了钢结构防火的要求，在600℃的高温状态下，试件经历2．5min的保温后进行拉伸，钢材的屈服强度仍然满足规定的要求。

目前国内许多钢厂都在积极进行新一代高性能的耐火耐候建筑用钢的研制和生产，这能够满足国内钢结构日益增加的发展。

6　耐火耐候钢与普通涂层钢材的经济对比

耐火耐候钢主要是采用Cu、Ni、Cr、Si、P、Nb等多种合金元素，以提高钢材的耐火、耐候的性能。但是合金元素的应用必然提高钢材的生产成本表5。

虽然耐火耐候钢的生产采用了多种合金元素，提高了钢材的成本，但是房屋骨架中的普通钢材在抵抗火灾和防腐蚀时，必须进行拟定的保护措施，传统的喷涂、复合涂层、外保法等防护措施不仅延长工期、提高建筑成本、增加建筑重量，而且施工也不很方便表6。

因此耐火耐候钢不仅经济节约，而且施工简单、节约工期，并且具有良好的力学和化学性能，是钢结构建筑首选的高耐火性、高耐候性、环保型的新一代钢材。

7　结束语

随着建筑业的发展，钢结构在各类结构中应用得越来越广泛。随着合金化技术的研究改进，加入一定Cu、N1、Cr、Si、P、Nb等多种合金元素的钢材可以达到高耐火性、高耐候性能。耐火耐候钢在施工时，可以不用或者采用薄涂型涂料，这样不仅可以大大的节约维护的成本、缩短施工周期，而且还可以减少结构的自重，增加了建筑在火灾情况下的安全性、在腐蚀坏境下的耐腐蚀性能。耐火耐候钢对降低建筑总成本，增加建筑的安全性能，具有非常明显的经济和社会效益。随着耐火耐候钢的不断改善和研发，它的优势会越来越明显，在建筑业会得到更加广泛的应用。

参考文献：

[1] Asif Usmani，Fire resistance design Ofsteel and composite steel structures inthe UK and EUROPE，Proceeding Of theTianjin Workshop On Structural Engi-neenngforFireResistance，Tianjin,2002

[2]么达．钢结构抗火设计研究．硕士学位论文。天津大学．2003．

[3]李国强，蒋首超，林桂祥．钢结构抗火设计与计算[M]．中国建筑工业出版社，2000．

[4]甄毅．钢结构防腐及耐候钢在建筑工程中的应用[儿工业设计与建设，2005(1)41―44．

钢结构建筑防腐工程篇（9）

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

一．概述

随着人们生活水平的提高，对建筑质量的要求也越来越高，建筑物的使用寿命及质量也是建筑工程的集中表现，保证建筑物混凝土结构具有经济合理的使用寿命，节约资源和可持续发展，是我们国家建筑业发展的必然条件。因此混凝土结构的腐蚀现象也越来越被重视，混凝土结构腐蚀的范围很广，介质种类繁多，腐蚀形式多种多样。在建筑工程中，应采取“预防为主，防护结合”。

“预防为主”是指采用先进的工艺技术措施，采用密闭性好的设备和管道，做到工艺流程中无泄漏或少泄漏，并通过合理布置生产设备和对腐蚀性介质进行有组织的回收和排放等技术，避免或减轻腐蚀性介质对建筑结构的腐蚀。

“防护结合”是腐蚀性介质不可避免的对建筑物、构筑物产生作用时，防腐蚀设计应根据介质的性质、含量、作用程度和防护层使用年限等因素，因地制宜的采取各种有效的保护措施，并在使用中经常维护。

腐蚀的范围很大，介质种类繁多，腐蚀形式多种多样。

二．钢筋混凝土结构的腐蚀因素

在一般环境下，混凝土结构的腐蚀主要是碳化引起的钢筋锈蚀。混凝土呈高度碱性，钢筋在高度碱性环境中会在表面生成一层致密的钝化膜，使钢筋具有良好的稳定性。当空气中的二氧化碳扩散到混凝土内部，会通过化学反应降低混凝土的碱度，使钢筋表面失去稳定性并在氧气与水分的作用下发生锈蚀。饱水的混凝土在反复冻融作用下会造成内部损伤，发生开裂甚至剥落，导致骨料。环境中的氯化物以水溶氯离子的形式通过扩散、渗透、和吸附等途径从混凝土构件表面向内部迁移，可引起混凝土内钢筋的严重锈蚀，氯离子引起的钢筋锈蚀难以控制、后果严重。

钢筋混凝土结构材料是混凝土与钢筋的复合体，它的腐蚀形态可分为两种：一是由混凝土的耐久性不足，其本身被破坏，同时也由于钢筋的、腐蚀而导致整个结构的破坏；二是混凝土本身并未腐蚀，但由于外部介质的作用，导致混凝土本身化学性质的改变或引入了能激发钢筋腐蚀的离子，从而使钢筋表面的钝化作用丧失，引起钢筋的锈蚀。

影响混凝土中性化（包括碳化）速度的因素很多，但主要的因素是混凝土的密实度，即抗渗性能。混凝土愈密实，抗渗性能愈高，则外界的气体只能作用于混凝土表面，向内部渗透比较困难。影响混凝土密实度的主要因素是混凝土的水灰比和单位水泥用量。

腐蚀性介质与钢筋作用，在钢筋表面形成一个大小不等弥散分布的腐蚀坑后，每个腐蚀坑相当于一个缺口，钢筋在拉应力的作用下，形成应力的不均匀分布和应力集中。在缺口的边缘，当钢筋平均应力不高时，其集中的应力即可达到断裂应力的水平，而引起钢筋的断裂。

三．] 钢筋混凝土结构腐蚀的防护措施

合理设计，正确施工，并且保证正常使用和维护，只有这样就能保证建筑物的质量和使用寿命。

合理设计是指建筑防腐蚀设计应以有关规范为依据，正确分析设计条件，采用合理的防护措施。

正确施工是指建筑物应以国家有关的验收规范为依据，精心施工，确保工程质量。同时对混凝土结构腐蚀预防应针对其不同的结构组成制定不同的办法。 1.原材料的选择 ：水泥是水泥砂浆和混凝土的胶结材料，水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结、硬化而形成。水泥石一旦遭受腐蚀，水泥砂浆和混凝土的性能将不复存在。正确选用水泥品种，对保证工程的耐久性与节约投资有重要意义。

粗、细集料 ：发生碱-集料反应的必要条件是碱、活性集料和水。粗、细集料的耐蚀性和表面性能对混凝土的耐蚀性能具有很大影响。集料与水泥石接触的界面状态对混凝土的耐蚀性有一定影响。

混凝土中所采用粗细集料，应保证致密，同时控制材料的吸水率以及其它杂质的含量，确保材质状况。混凝土拌合及养护用水，应考虑其对混凝土强度的影响。水灰比的大小很大程度影响混凝土强度值的大小。拌合水应检查其杂质情况，防止影响砂浆及混凝土生成时杂质影响其耐久性。

2.在建筑防腐工程中，外加剂的使用主要是为了提高混凝土密实性或对钢筋的阻锈能力，从而提高混凝土结构的耐久性。实践证明，采用加入外加剂的方法，可以在一定范围内达到提高混凝土结构的耐腐蚀能力，是一种经济而有效的技术措施。但由于外加剂的化学组成，来自外加剂中的氯盐可能使混凝土结构中的钢筋脱钝，给结构物带来隐患。在进行外加剂选择时需对其中氯盐的含量进行检测，并做相关实验。

3.防腐混凝土的配合比设计 ：为提高混凝土的密实性和抗中性化能力，混凝土的强度等级宜大于或等于C25。受氯离子腐蚀或其它大气腐蚀时，钢筋混凝土构件中可掺入钢筋阻绣剂。对于预应力混凝土结构，其混凝土强度等级不小于C35，后张法预应力混凝土构件应整体制作，不得采用块体拼装的构件。

正确使用和维护是指建筑物的使用单位应提倡文明生产，不改变原有建筑物的使用功能，在正常使用的情况下，经常维护，制定合理的使用和维护措施，只有这样，才能保证建筑物的安全使用。

四．结束语

钢结构建筑防腐工程篇（10）

概述：在我国社会主义市场经济高速发展的今天，建筑行业在我国社会建设中所起到的作用越来越显著，其不仅能够为人们提供更舒适、更方便、更安全的生活环境，同时建筑行业本身也是我国经济发展的重要增长点之一。在现今建筑事业中，钢结构的应用越来越普遍。钢结构具有空间跨度大、造价低、结构性能突出、安装便利等优势，这使得其在建筑行业内得到了众多设计师的青睐。

一、钢结构建筑的基本特点

（一） 功能优越

钢结构建筑中，设计结构的形态、节点布局、尺寸决定着建筑的外观形象。建筑钢结构设计中与功能性的有机结合，这样就可以充分发挥建筑物的实用性，并且也有利于其他设计工作的顺利实施，设计出艺术性、实用性俱佳的钢结构建筑。

（二） 生态环保

钢结构建筑在资源、能源利用方面的使用效果良好。众所周知，中国是世界上采用砖砌体建筑及其混凝土建筑最广泛的国家。钢材作为高强度、高效能的建筑材料，循环利用能力强，边角料也有很高的利用价值，无需进行制模流程。现阶段在国际上引领建筑潮流的新型住宅产品也正在引入国内，其环保节能功能非常优异。这种类型住宅采用全封闭式保温隔热防潮系统，室温变化范围不大，相对热量损失也大大降低。

（三） 钢结构建筑优于钢筋混凝土结构

钢结构材料便于工厂化生产，使得现场施工任务量有效降低，大大缩短了工期材料本身的自重轻、产生的结构荷载低，减少了地基处理方面的开支；钢结构抗震性能强，能为投资方获取良好的经济效益与社会效益；钢结构材料强度和韧性高，结构断面较小，便于设计布局，使得建筑用地有效减少。

（四） 钢结构建筑具备超高度和超跨度能力

钢制材料的密度和强度的比值远比传统的砖石低，混凝土材质，在同样受力能力情况下，钢材质的自重最小，从而可以实现大跨度与超高度的建筑结构设计形体。当下国际范围内已具有建造跨度> 1000m 的超大穹顶及其高度> 1000m，甚至4000m 的超高层建筑的能力。

二、当前建筑钢结构设计存在的问题

（一）、理念高度不够

目前国内钢结构设计一般为设计院根据生产需要按国家现行规范进行施工图设计，然后由有资质的专业钢结构单位二次放样详图设计。钢结构施工企业水平的参差不齐，由于缺乏计算软件和整体配套设计，导致工程质量下降。很多钢结构施工单位的钢结构放样详图设计水平很低，且承担工程的设计人员很多都是刚毕业的学生，在设计的时候没有经验，也缺乏对钢结构设计的了解，任意嵌套并且对关键技术不认真进行探讨，脑海中没有结构体系的概念，对国家规范及图集研究的不深，导致经常在一些关键节点上出错。

（二）、建筑钢结构的防火性、防腐蚀性不强

一是缺乏较强的耐火性。从钢材来看，缺乏足够的耐火性，当温度超过 400℃时，钢材的屈服强度就只能是室温下强度的 1/2。当温度大于 600℃时，钢材的刚度、强度就会完全丧失。故此，防火是钢结构建筑物必须考虑的因素。如果钢结构建筑物的防火措施不到位，一旦遭遇火灾，就会被严重破坏。因此，从设计规定来看，当钢材表面温度高于 150℃时，就需要进行隔热防护，特别是一些对防火具有特殊要求的建筑，更需要采用特殊的材料和措施进行隔热防护。二是钢材缺乏较强的耐腐蚀性。因此，如果其环境中有较强的腐蚀性介质，是不能够采用钢结构的。如果钢结构建筑不采取防腐蚀措施，长期受到腐蚀介质的侵蚀，也非常容易出现腐蚀生锈，这样不仅影响钢结构建筑的美观，而且会影响钢材料的承载能力和建筑物的适用寿命。

（三）、物理问题

钢材具有良好的传导性，因此钢结构建筑物存在保温、隔热、隔声等问题，这些问题可通过新材料、新工艺去解决。例如，在冬季可通过建筑围护结构表面吸收热量，将部分热量通过内护结构间的热传导连接件传到室内，通过内表面的吸收，保证室内温度。在大空间的公共建筑中，为解决声音的回音反射及噪声控制，可采用反射板并利用一定的软设计全面综合设计，增强钢结构建筑物在吸声、吸湿等方面的性能。

三、钢结构设计中存在问题的解决措施

（一）、钢结构设计防火方面的问题的对策

在钢结构建筑设计中采用的防火措施有以下两种：第一种是钢结构的自身防火，在钢结构的不同部位涂抹厚薄不均的防火涂料。第二种是改善钢结构的外部环境，为了更好地确保钢结构防火性能的提升，就必须加强防火墙、防火门的设置，并配备自动喷水灭火系统和独立的水幕以及防火带等进行防火分区的设置，且在火灾探测报警技术和烟气控制技术的帮助下及时的发现和处理可能出现的火灾，确保其防火性能得到有效的提升。

（二）钢结构设计防腐方面的问题的对策

当前，钢结构建筑设计中对于防腐方面问题的解决方法通常是采用涂抹防腐涂料的措施。设计人员会根据钢结构建筑的要求选用合适的防腐涂料，并要求施工人员在施工中严格按照相关要求规范进行操作。在钢材上涂抹防腐涂料就目前来看是最为有效的防腐措施，但是这样做只是基础性的防腐，因而为了提高钢结构的防腐效果，就必须选用耐候钢作为钢结构建筑的首选材料，并利用热浸镀锌技术对其进行处理，利用镀层达到保护钢结构不被腐蚀。

（三）钢结构设计在物理方面的问题的对策

一般情况下，建筑使用功能的不同对隔音的效果要求也不同，例如大型商场建筑，其隔音效果要求较低；寻求安静的住宅建筑隔音效果要求就较高，这就需要设计人员根据建筑使用功能以及隔音效果的不同要求进行专门的设计。当前，解决吸音问题的主要措施有两种：第一种是科学的设计吸声结构，例如孔石膏板吊顶。第二种是采用先进的吸声材料，例如玻璃、岩棉等吸声性能较好的材料。

结束语

目前，随着城市经济的发展和高层建筑的增多，我国钢结构发展也开始迅速起来，钢结构住宅作为一种绿色环保建筑，已经开始做为重点推广项目。人们的生活水平越来越高，对钢建筑结构设计也提出了更高的要求。因此，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急。