民用住宅的钢结构防锈处理
李谕
湖南农业大学工学院
摘湖南长沙410128要：本文介绍了民用住宅钢结构发展的重要意义,阐述了钢结构住宅的防锈蚀处理原理与方法,为钢结构住宅的耐久性提供帮助作用。
关键词：民用住宅；钢结构；防锈处理
Abstract:Thispaperintroducesthesignificanceofthedevelopmentofsteelstructureresidential,expoundstheantirustprocessingprincipleandmethodofsteelstructureresidence,toprovidehelpforthedurabilityofsteelstructureresidence.Keywords:residential;steelstructure;antirustprocessing
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，裸露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.
[3]东嘉一.钢结构防锈防腐涂装和涂料的选择.
[4]吴涛.钢结构体系建筑研究钢结构住宅的开发与设计.
[5]吴贤官.涂料防腐蚀与涂装吴贤官.
民用住宅的钢结构防锈处理
李谕
湖南农业大学工学院
摘湖南长沙410128要：本文介绍了民用住宅钢结构发展的重要意义,阐述了钢结构住宅的防锈蚀处理原理与方法,为钢结构住宅的耐久性提供帮助作用。
关键词：民用住宅；钢结构；防锈处理
Abstract:Thispaperintroducesthesignificanceofthedevelopmentofsteelstructureresidential,expoundstheantirustprocessingprincipleandmethodofsteelstructureresidence,toprovidehelpforthedurabilityofsteelstructureresidence.Keywords:residential;steelstructure;antirustprocessing
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，裸露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.
[3]东嘉一.钢结构防锈防腐涂装和涂料的选择.
[4]吴涛.钢结构体系建筑研究钢结构住宅的开发与设计.
[5]吴贤官.涂料防腐蚀与涂装吴贤官.