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摘 要：我国北方工业钢结构有着自生不可忽视的优点，也就是它的强度很高、本身很轻、施工的速度很快，因此受到我国广大人民的深深喜爱,然而由于钢材料自身具有耐腐蚀性差,耐热不耐火的缺点,如果在工程应用过程中不妥善处理好钢结构的防腐和防火保护问题,将会直接影响到工程的安全性和耐久性。从安全的角度出发，理论联系实际，阐述了钢结构防腐与防火的必要性,并提出了一些有关北方工业钢结构防腐及防火保护的具体措施和方法。
关键词：
工业钢结构;防腐;防火;必要性;具体措施
中图分类号：X9
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2011）08-0260-02
1 北方工业钢结构防腐与防火的必要性
随着我国经济的飞速发展,人民对生活水平的要求越来越高，这在建筑当中显得尤为明显，而在大规模的建筑当中，钢结构的建筑越来越受到人们的喜爱，这就使得自上个世纪九十年代以来，我国的钢结构建筑得到越来越广泛的推广和应用。钢结构建筑之所能够受到人们的喜爱，其主要原因之一便是，钢结构建筑有其自身特殊的优点，也就是钢结构本身轻，它的基础造价很低，抗震性能特别好等优点。这些优点使得钢结构更适合于软地基，从而加快了施工的速度，缩短了建筑施工的周期，减小了施工的污染程度。当然任何一种事物都具有两面性，工业钢结构也不例外，在我们大谈特谈工业钢结构的优点的同时，我们不能被它的优越性所迷惑，我们必须时刻保持清新的头脑，在看到工业钢结构的优点的同时，注意到钢结构本身也存在着自身的缺陷。钢结构本身有着容易腐蚀和着火的特点缺陷。这些缺点如果不加以注意和采取防护措施，很容易造成巨大的损失，甚至有可能危机人的生命安全。近几年发生的，几起大的由于钢结构本身容易着火，容易腐蚀的缺陷造成的事故，更是为我们敲响了警钟。比如央视新址大火事件。
1.1 我国北方工业钢结构防腐防火的重要性
我国北方工业钢结构发展这么多年来，它的优越性得了充分的展示，北方工业钢结构这种结构类型以其前所未有的速度在向前发展，然而与工业钢结构相关的法律法规建设却不容乐观。我国相关的法律法规以及标准的出台远远落后于我国北方工业钢结构发展及普及的速度。工业钢结构发展的这些年来，工业钢结构建筑中出现了很多让我们难以忽视的问题。比如在一九九八年，浙江省内发生的数万平方米的轻钢结构厂房及个别网架钢结构工程的倒塌事故；还有某地一座跨度长达七十多米的网架钢结构工程，在经过五年的使用后，突然之间整体倒塌。仔细分析这些事故的发生事故发生的原因，我们就会发现，除了设计、制作、安装方面的问题外，另一个不容我们忽视的原因就是钢结构的防腐问题。
这些年来，我国大部分的北方工业钢结构工程的使用者、企业主、设计施工企业等都对工业钢结构的防腐防火问题没有引起足够的重视，对工业钢结构工程防腐防火问题的忽视，有可能导致事故的直接发生。他们不注重工业钢结构建筑的防腐防火问题的研究，对工业钢结构建筑的认识，还停留在潜意识里的传统的防腐防火措施，而这些传统的防腐防火措施，根本不能满足我国日益发展前进的工业钢结构建筑本身发展的需要。这就需要我们注意到工业钢结构建筑本身防腐防火的重要性，努力探索新的工业钢结构建筑防腐防火的措施。
1.2 我国工业钢结构防腐防火的技术有待提高
总的来说，与世界各国，特别是一些发达国家相比，我国的工业钢结构建筑的防腐防火技术还相当落后，我国在工业钢结构防腐防火技术的提高上还应该不断努力。采用工业钢结构的防腐技术是非常必要的，尤其是采用长期的工业钢结构防腐技术。就一般情况而言，防腐设计的要求是保证三十年之内不出问题。这远远没有办法和世界水平相比，就目前而言，我国钢结构建筑防腐防火的主要措施是按照建筑内外的坏境不同，涂装相应的涂料，实际上涂装的体系主要是有两种不同的结构组装而成的。在这些涂料当中含有锌和鳞片状的天然云铁，包含有锌的涂料作底漆，包含有天然鳞片状的天然云铁做中间漆，这样可以支撑骨架并且具有屏蔽的作用，这是其它的防腐防火涂料所望尘莫及的。总的来说，钢结构建筑在我国普及的趋势是不可阻挡的，这就对我们钢结构建筑防腐防火的相关人员和相关技术提出了更高的要求。在钢结构的防腐防火措施方面，相关人员必须投入更多的时间，更多的精力以及更多的资金去研究，早日解决我们现在所面临的种种困难。
2 我国工业钢结构的特点以及保护措施
钢结构的优点可以说基本上是众所周知，在这里就不再进行一一探讨，但是人们往往因为钢结构建筑的优点而忽视了钢结构建筑的缺陷，从而带来我们难以计算的损失，在这里我们主要探讨工业钢结构耐火性差，容易腐蚀的特点及原因，并提出了一定的保护措施。近几年来，我们发现了工业钢结构本身的缺陷，也就是不耐火，容易腐蚀的缺点，并针对这个缺点进行了相关的研究，尽管说研究的成果还不能使我们满意，但也取得了一些成就，这些成就就是我们掌握了一些工业钢结构的防腐防火措施。这些措施主要包括以下五个方面：
第一个措施是耐候钢的应用，耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢，一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属，使金属表面形成保护层，以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。标准为《焊接结构用耐候钢》（GB4172—84）。
第二，热浸锌：热浸锌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，锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm，对厚板不小于86μm。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。如大量输电塔、通讯塔等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈，然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。对于钢结构设计者，应该避免设计出具有相贴合面的构件，以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。造成镀锌表面流黄水的现象。热浸锌是在高温下进行的。对于管形构件应该让其两端开敞。若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂，从而造成安全事故。若一端封闭则锌液流通不畅，易在管内积存。
第三，热喷铝（锌）复合涂层：这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔——氧焰将不断送出的铝（锌）丝融化，并用压缩空气吹附到钢构件表面，以形成蜂窝状的铝（锌）喷涂层（厚度约80μm~100μm）。最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。此法无法在管状构件的内壁施工，因而管状构件两端必须做气密性封闭，以使内壁不会腐蚀。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制。大到如葛洲坝的船闸也是用这种方法施工的。另一个优点则是这种工艺的热影响是局部的，受约束的，因而不会产生热变形。与热浸锌相比，这种方法的工业化程度较低，喷砂喷铝（锌）的劳动强度大，质量也易受操作者的情绪变化影响。
第四，涂层法：涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法（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。涂层法的施工的第一步是除锈。优质的涂层依赖于彻底的除锈。所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈，露出金属的光泽，除去所有的锈迹和油污。现场施工的涂层可用手工除锈。涂层的选择要考虑周围的环境。不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。涂层一般有底漆（层）和面漆（层）之分。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。面漆则基料多，成膜有光泽，能保护底漆不受大气腐蚀，并能抗风化。不同的涂料之间有相容与否的问题，前后选用不同涂料时要注意它们的相容性。涂层的施工要有适当的温度（5~38℃之间）和湿度（相对湿度不大于85%）。涂层的施工环境粉尘要少，构件表面不能有结露。涂装后4小时之内不得淋雨。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。在海边或海上或是在有强烈腐蚀性的大气中，干漆膜总厚度可加厚为200~220μm。
第五，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 漆前表面处理相关知识
工件在加工、运输、存放等过程中，表面往往带有氧化皮、铁锈制模残留的型砂、焊渣、尘土以及油和其他污物。要使深层能牢固地附着在工件的表面上，在涂装前就必须对工件表面进行清理，否则，不仅影响涂层与基体金属的结合力和抗腐蚀性能，而且还会使基体金属在即使有涂层防护下也能继续腐蚀，使涂层剥落，影响工件的机械性能和使用寿命。因此工件涂漆前的表面处理是获得质量优良的防护层，延长产品使用寿命的重要保证和措施。为提供良好的工件表面，涂漆前对工件表面的处理有以下几点：
第一，无油污及水分。第二，无锈迹及氧化物。第三，无粘附性杂质。第四，无酸碱等残留物。第五，工件表面有一定的粗糙度。常用的表面处理方法有：手工处理：如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮，但手工处理劳动强度大，生产效率低，质量差，清理不彻底。化学处理：主要是利用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污的目的。化学处理适应于对薄板件清理，但缺点是：若时间控制不当，即使加缓蚀剂，也能使钢材产生过蚀现象。对于较复杂的结构件和有孔的零件，经酸性溶液酸洗后，浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除，若处理不当，将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，成本高，处理后的化学排放工作难度大，若处理不当，将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高，此种处理方法正被机械处理法取代。机械处理法：主要包括抛丸法和喷丸法。抛丸法清理是利用离心力将弹丸加速，抛射至工件进行除锈清理的方法。但抛丸灵活性差，受场地限制，清理工件时有些盲目性，在工件内表面易产生清理不到的死角。设备结构复杂，易损件多，特别是叶片等零件磨损快，维修工时多，费用高，一次性投入大。喷丸又分为喷丸和喷砂。用喷丸进行表面处理，打击力大，清理效果明显。但喷丸对薄板工件的处理，容易使工件变形，且钢丸打击到工件表面（无论抛丸或喷丸）使金属基材产生变形，由于四氧化三铁和三氧化二铁没有塑性，破碎后剥离，而油膜与基材一同变形，所以对带有油污的工件，抛丸、喷丸无法彻底清除油污。在现有的工件表面处理方法中，清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的清理。但是我国目前通用喷砂设备中多由铰龙、刮板、斗式提升机等原始笨重输砂机械组成。用户需要施建一个深地坑及做防水层来装置机械，建设费用高，维修工作量及维修费用极大，喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除，严重影响操作工人的健康并污染环境。
参考文献
［1］董传月.钢结构的防火与防腐保护［J］.山西建筑,2007,(4).
［2］李铁强.钢结构的防腐与防火［J］.山西建筑,2004,(22).
［3］黄波.钢结构防腐［J］.中国科技信息,2005,(4).
［4］岳松平.试论建筑钢结构的防腐技术［J］.科技资讯,2007,(15).
关键词：
工业钢结构;防腐;防火;必要性;具体措施
中图分类号：X9
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2011）08-0260-02
1 北方工业钢结构防腐与防火的必要性
随着我国经济的飞速发展,人民对生活水平的要求越来越高，这在建筑当中显得尤为明显，而在大规模的建筑当中，钢结构的建筑越来越受到人们的喜爱，这就使得自上个世纪九十年代以来，我国的钢结构建筑得到越来越广泛的推广和应用。钢结构建筑之所能够受到人们的喜爱，其主要原因之一便是，钢结构建筑有其自身特殊的优点，也就是钢结构本身轻，它的基础造价很低，抗震性能特别好等优点。这些优点使得钢结构更适合于软地基，从而加快了施工的速度，缩短了建筑施工的周期，减小了施工的污染程度。当然任何一种事物都具有两面性，工业钢结构也不例外，在我们大谈特谈工业钢结构的优点的同时，我们不能被它的优越性所迷惑，我们必须时刻保持清新的头脑，在看到工业钢结构的优点的同时，注意到钢结构本身也存在着自身的缺陷。钢结构本身有着容易腐蚀和着火的特点缺陷。这些缺点如果不加以注意和采取防护措施，很容易造成巨大的损失，甚至有可能危机人的生命安全。近几年发生的，几起大的由于钢结构本身容易着火，容易腐蚀的缺陷造成的事故，更是为我们敲响了警钟。比如央视新址大火事件。
1.1 我国北方工业钢结构防腐防火的重要性
我国北方工业钢结构发展这么多年来，它的优越性得了充分的展示，北方工业钢结构这种结构类型以其前所未有的速度在向前发展，然而与工业钢结构相关的法律法规建设却不容乐观。我国相关的法律法规以及标准的出台远远落后于我国北方工业钢结构发展及普及的速度。工业钢结构发展的这些年来，工业钢结构建筑中出现了很多让我们难以忽视的问题。比如在一九九八年，浙江省内发生的数万平方米的轻钢结构厂房及个别网架钢结构工程的倒塌事故；还有某地一座跨度长达七十多米的网架钢结构工程，在经过五年的使用后，突然之间整体倒塌。仔细分析这些事故的发生事故发生的原因，我们就会发现，除了设计、制作、安装方面的问题外，另一个不容我们忽视的原因就是钢结构的防腐问题。
这些年来，我国大部分的北方工业钢结构工程的使用者、企业主、设计施工企业等都对工业钢结构的防腐防火问题没有引起足够的重视，对工业钢结构工程防腐防火问题的忽视，有可能导致事故的直接发生。他们不注重工业钢结构建筑的防腐防火问题的研究，对工业钢结构建筑的认识，还停留在潜意识里的传统的防腐防火措施，而这些传统的防腐防火措施，根本不能满足我国日益发展前进的工业钢结构建筑本身发展的需要。这就需要我们注意到工业钢结构建筑本身防腐防火的重要性，努力探索新的工业钢结构建筑防腐防火的措施。
1.2 我国工业钢结构防腐防火的技术有待提高
总的来说，与世界各国，特别是一些发达国家相比，我国的工业钢结构建筑的防腐防火技术还相当落后，我国在工业钢结构防腐防火技术的提高上还应该不断努力。采用工业钢结构的防腐技术是非常必要的，尤其是采用长期的工业钢结构防腐技术。就一般情况而言，防腐设计的要求是保证三十年之内不出问题。这远远没有办法和世界水平相比，就目前而言，我国钢结构建筑防腐防火的主要措施是按照建筑内外的坏境不同，涂装相应的涂料，实际上涂装的体系主要是有两种不同的结构组装而成的。在这些涂料当中含有锌和鳞片状的天然云铁，包含有锌的涂料作底漆，包含有天然鳞片状的天然云铁做中间漆，这样可以支撑骨架并且具有屏蔽的作用，这是其它的防腐防火涂料所望尘莫及的。总的来说，钢结构建筑在我国普及的趋势是不可阻挡的，这就对我们钢结构建筑防腐防火的相关人员和相关技术提出了更高的要求。在钢结构的防腐防火措施方面，相关人员必须投入更多的时间，更多的精力以及更多的资金去研究，早日解决我们现在所面临的种种困难。
2 我国工业钢结构的特点以及保护措施
钢结构的优点可以说基本上是众所周知，在这里就不再进行一一探讨，但是人们往往因为钢结构建筑的优点而忽视了钢结构建筑的缺陷，从而带来我们难以计算的损失，在这里我们主要探讨工业钢结构耐火性差，容易腐蚀的特点及原因，并提出了一定的保护措施。近几年来，我们发现了工业钢结构本身的缺陷，也就是不耐火，容易腐蚀的缺点，并针对这个缺点进行了相关的研究，尽管说研究的成果还不能使我们满意，但也取得了一些成就，这些成就就是我们掌握了一些工业钢结构的防腐防火措施。这些措施主要包括以下五个方面：
第一个措施是耐候钢的应用，耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢，一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属，使金属表面形成保护层，以提高耐腐蚀性。其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好。标准为《焊接结构用耐候钢》（GB4172—84）。
第二，热浸锌：热浸锌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，锌层厚度对5mm以下薄板不得小于65μm，对厚板不小于86μm。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。如大量输电塔、通讯塔等。近年来大量出现的轻钢结构体系中的压型钢板等。也较多采用热浸锌防腐蚀。热浸锌的首道工序是酸洗除锈，然后是清洗。这两道工序不彻底均会给防腐蚀留下隐患。所以必须处理彻底。对于钢结构设计者，应该避免设计出具有相贴合面的构件，以免贴合面的缝隙中酸洗不彻底或酸液洗不净。造成镀锌表面流黄水的现象。热浸锌是在高温下进行的。对于管形构件应该让其两端开敞。若两端封闭会造成管内空气膨胀而使封头板爆裂，从而造成安全事故。若一端封闭则锌液流通不畅，易在管内积存。
第三，热喷铝（锌）复合涂层：这是一种与热浸锌防腐蚀效果相当的长效防腐蚀方法。具体做法是先对钢构件表面作喷砂除锈，使其表面露出金属光泽并打毛。再用乙炔——氧焰将不断送出的铝（锌）丝融化，并用压缩空气吹附到钢构件表面，以形成蜂窝状的铝（锌）喷涂层（厚度约80μm~100μm）。最后用环氧树脂或氯丁橡胶漆等涂料填充毛细孔，以形成复合涂层。此法无法在管状构件的内壁施工，因而管状构件两端必须做气密性封闭，以使内壁不会腐蚀。这种工艺的优点是对构件尺寸适应性强，构件形状尺寸几乎不受限制。大到如葛洲坝的船闸也是用这种方法施工的。另一个优点则是这种工艺的热影响是局部的，受约束的，因而不会产生热变形。与热浸锌相比，这种方法的工业化程度较低，喷砂喷铝（锌）的劳动强度大，质量也易受操作者的情绪变化影响。
第四，涂层法：涂层法防腐蚀性一般不如长效防腐蚀方法（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。涂层法的施工的第一步是除锈。优质的涂层依赖于彻底的除锈。所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈，露出金属的光泽，除去所有的锈迹和油污。现场施工的涂层可用手工除锈。涂层的选择要考虑周围的环境。不同的涂层对不同的腐蚀条件有不同的耐受性。涂层一般有底漆（层）和面漆（层）之分。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。面漆则基料多，成膜有光泽，能保护底漆不受大气腐蚀，并能抗风化。不同的涂料之间有相容与否的问题，前后选用不同涂料时要注意它们的相容性。涂层的施工要有适当的温度（5~38℃之间）和湿度（相对湿度不大于85%）。涂层的施工环境粉尘要少，构件表面不能有结露。涂装后4小时之内不得淋雨。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。在海边或海上或是在有强烈腐蚀性的大气中，干漆膜总厚度可加厚为200~220μm。
第五，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 漆前表面处理相关知识
工件在加工、运输、存放等过程中，表面往往带有氧化皮、铁锈制模残留的型砂、焊渣、尘土以及油和其他污物。要使深层能牢固地附着在工件的表面上，在涂装前就必须对工件表面进行清理，否则，不仅影响涂层与基体金属的结合力和抗腐蚀性能，而且还会使基体金属在即使有涂层防护下也能继续腐蚀，使涂层剥落，影响工件的机械性能和使用寿命。因此工件涂漆前的表面处理是获得质量优良的防护层，延长产品使用寿命的重要保证和措施。为提供良好的工件表面，涂漆前对工件表面的处理有以下几点：
第一，无油污及水分。第二，无锈迹及氧化物。第三，无粘附性杂质。第四，无酸碱等残留物。第五，工件表面有一定的粗糙度。常用的表面处理方法有：手工处理：如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮，但手工处理劳动强度大，生产效率低，质量差，清理不彻底。化学处理：主要是利用酸性或碱性溶液与工件表面的氧化物及油污发生化学反应，使其溶解在酸性或碱性的溶液中，以达到去除工件表面锈迹氧化皮及油污的目的。化学处理适应于对薄板件清理，但缺点是：若时间控制不当，即使加缓蚀剂，也能使钢材产生过蚀现象。对于较复杂的结构件和有孔的零件，经酸性溶液酸洗后，浸入缝隙或孔穴中的余酸难以彻底清除，若处理不当，将成为工件以后腐蚀的隐患，且化学物易挥发，成本高，处理后的化学排放工作难度大，若处理不当，将对环境造成严重的污染。随着人们环保意识的提高，此种处理方法正被机械处理法取代。机械处理法：主要包括抛丸法和喷丸法。抛丸法清理是利用离心力将弹丸加速，抛射至工件进行除锈清理的方法。但抛丸灵活性差，受场地限制，清理工件时有些盲目性，在工件内表面易产生清理不到的死角。设备结构复杂，易损件多，特别是叶片等零件磨损快，维修工时多，费用高，一次性投入大。喷丸又分为喷丸和喷砂。用喷丸进行表面处理，打击力大，清理效果明显。但喷丸对薄板工件的处理，容易使工件变形，且钢丸打击到工件表面（无论抛丸或喷丸）使金属基材产生变形，由于四氧化三铁和三氧化二铁没有塑性，破碎后剥离，而油膜与基材一同变形，所以对带有油污的工件，抛丸、喷丸无法彻底清除油污。在现有的工件表面处理方法中，清理效果最佳的还数喷砂清理。喷砂适用于工件表面要求较高的清理。但是我国目前通用喷砂设备中多由铰龙、刮板、斗式提升机等原始笨重输砂机械组成。用户需要施建一个深地坑及做防水层来装置机械，建设费用高，维修工作量及维修费用极大，喷砂过程中产生大量的矽尘无法清除，严重影响操作工人的健康并污染环境。
参考文献
［1］董传月.钢结构的防火与防腐保护［J］.山西建筑,2007,(4).
［2］李铁强.钢结构的防腐与防火［J］.山西建筑,2004,(22).
［3］黄波.钢结构防腐［J］.中国科技信息,2005,(4).
［4］岳松平.试论建筑钢结构的防腐技术［J］.科技资讯,2007,(15).