建筑钢结构的防腐及耐火处理研究 建筑钢结构的防腐及耐火处理研究
刘 畅
（大庆油田第三采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000）
摘 要：当前，随着我国建筑行业的快速发展，钢结构建筑越来越多的应用于城市建设之中，而由此产生的钢结构防腐及耐火处理，成为了建筑行业广泛关注的问题。本文对建筑钢结构的防腐及耐火处理问题进行了分别论述，并提出了对于建筑钢结构的防腐及耐火处理措施，旨在为我国建筑行业能够更加健康、稳步的发展，做出自己的应有贡献。
关键词：建筑钢结构 耐腐蚀 耐火处理
0 前言
目前，我国钢结构类型建筑较之以往有了较大的提升，如：被称为“水立方”的我国国家游泳中心，就是典型的钢结构建筑，其总用钢量达到了6900吨，此外被称为“鸟巢”的我国国家体育场，仅外部钢结构的用钢量就达到4.2万吨，这些都是我国钢结构的标志性建筑，但由于钢结构长时间与空气、雨水等进行接触，会发生腐烂等现象，并且，钢结构建筑较之钢混结构建筑的耐火性，有不小的差距，使得建筑钢结构必须进行有效的防腐及耐火处理，唯有如此，才能使钢结构建筑更加的美观、安全、耐用。因此，对于“建筑钢结构的防腐及耐火处理”的研究，就具有极大的现实意义。
1 建筑钢结构的防腐处理措施
在进行防腐材料选取和防腐技术应用时，不仅要采用科学、合理的材料或技术，还应做其他方面的考虑。首先，要根据钢结构所处的自然环境和气候因素，以及需要进行防腐处理的环境及条件要求，合理安排钢结构防腐工作；其次，要针对钢材所需的防腐程度，对钢材进行防腐材料及防腐技术的区别应用；最后，不但要考虑到钢材的防腐能力，建筑钢结构作为建筑的一种类型，也要考虑到钢材外部的美观性和装饰性。所采用的主要防腐技术如下：
（1）热喷涂防腐处理
热喷涂防腐技术分为很多类型，较为熟知的主要有：较为常用的电弧喷涂法、爆炸型喷涂法、等离子喷涂法、激光喷涂法和最具经济性的火焰喷涂法[1]。热喷涂防腐技术的工作原理为：将含有锌、铝、或锌铝合金的涂层材料，经过高温加热，形成熔融的粒子状态，再将此种熔融的粒子采用雾化或喷射的方法，使其附着并进一步沉积到钢结构表面，进而在钢结构表面形成厚度约为1cm的涂层，由于喷射于钢结构表面的涂层，其中含有锌、铝或锌铝合金等元素，会使钢结构的物理隔离性和电化学性均有大幅提升，进而起到很好的保护作用。为了进一步验证此种防腐技术的可靠性，将钢材分别喷涂锌铝合金涂层和传统锌、铝分离型涂层，随后，将两种涂层放置于海水、淡水、和空气之下，一段时间后进行对比，发现锌铝合金涂层的钢材不但拥有电化学保护，还具有较高的防腐隔离性能，适合作为防腐和电化学材料使用；
（2）热浸锌防腐处理
热浸锌基础的防腐工作原理为：对钢材表面进行初步的除锈处理，保证钢材表面无锈斑或锈点后，将钢材整体完全浸入到温度可达600℃的锌液之中，使锌液能够完全附着于钢材表面，产生对钢材进行保护的锌层。对钢材进行热浸锌防腐处理，具有较强的稳定性和耐久性，可使钢材在一般温度与一般环境下，确保几十年的耐腐蚀性[2]。部分科学家为进一步验证，对钢结构进行热浸锌防腐工艺，能否保证钢材在各种非常规自然环境下的耐腐蚀性，将钢材处于水分与温度较高的区域或天然盐产地，验证出裸露在空气中的钢铁试片，比进行热浸锌涂层包裹下的钢铁试片失重量大得多，且经过一段时间的观察，发现处于天然盐产地的钢材试片，并未与盐成分中各种元素进行重新组合，说明了热浸锌防腐技术对钢材有较高的防腐蚀保护作用；
（3）涂刷油漆防腐处理
涂刷油漆进行防腐的工作原理为：首先，对钢结构进行除油污和除锈处理，随后，在钢结构表面涂刷一层具有防止生锈功能的底漆，此类底漆含粉量大于基料含量，对钢结构有很好的粘附力，但成膜较为粗糙。其次，在底漆之上涂刷起增加漆膜厚度的中间漆，中间漆所形成的漆膜较为细腻，对钢材形成双层保护。最后，在钢材最外层涂刷起到美化和装饰作用的面漆，面漆具有成膜光滑、抗风化性强、以及能够有效的阻止腐蚀性的介质渗透进钢材之中的特点[3]。
2 建筑钢结构的耐火处理措施
由于钢结构耐高温性能较差，在高温或有火源情况下，钢结构会发生变形、断裂等情况，从而带来安全隐患。为提高钢结构材料的耐火性能，目前所采用的钢材耐火处理一般为：将原有碳素钢中添加钼、铜、钛等金属元素或合金元素，则可使钢材及钢结构产生较好的耐火性能。此类金属或合金金属在碳素钢中添加的比例不同，也会使钢材的性能发生不同的变化。例如：钼元素在钢材中添加比例较多，则会使钢材抗高温能力和抗拉能力显著增强，但却会使其韧性降低，而铌元素的添加，也会使钢材的抗高温能力加强，并且，由于铌元素较为细小，且化学性能较为稳定，因此，将钼、铌两种元素同时添加进钢材之中，则会使钢材既保证了抗高温性能和抗拉性能，还不至使钢材的韧性有所降低，是一种较为常用且稳定的钢结构耐火处理技术。而随着科技的不断进步，钢结构在耐火处理方法的技术将更加的多样及完善，且很多正在研发之中的耐火处理技术，也即将应用于钢结构的耐火处理上，使钢结构建筑的安全性能得到进一步提升。
3 结语
综上所述，随着人们对建筑美观及环保的需求，使得钢结构建筑普遍增多，此时，对于钢结构的防腐及耐火处理就变得尤为重要。文中通过对钢结构进行热处理、喷抹涂层、或形成多元素耐火型钢材等方式，对建筑钢结构实行防腐及耐火的处理，这也从另一角度表明，人们虽钟爱钢结构建筑，但对于建筑材料本身的安全性能有了较高的重视程度，因此，只有对建筑钢结构进行有效的防腐及耐火处理，能够使钢结构更加的耐久和稳定，也才能使钢结构建筑应用于更为广泛的领域，也唯有如此，才能使建筑钢结构获得更为有利的发展空间。
参考文献：
[1]胡楠楠，戚燕.浅谈建筑钢结构的防腐及耐火处理[J].广州化工，2012，11（09）19∶185-186.
[2]王芳.建筑钢结构防腐处理及耐火处理的现状及研究进展[J].中国建筑金属结构，2013，04（06）10∶8.
[3]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，2010，02（04）01∶17-20.
Study on Corrosion Protection and Fire Resistance of Building Steel Structure
LIU Chang
(Daqing oil fi eld third oil production plant planning and Design Institute. Daqing 163000, China)
Abstract：at present, with the rapid development of the construction industry in our country, steel structure buildings are more and more used in urban construction, and the resulting steel structure anticorrosive and fi reproof treatment, became the issue of widespread concern in the construction industry. This paper of construction steel structure anticorrosive and fi reproof treatment problems were were discussed, and puts forward the processing measures for the construction steel structure anticorrosive and fireproof, designed for the construction industry in our country to more healthy and steady development, and make its due contribution.
Keywords： building steel structure; corrosion resistance; fi re resistance
中图分类号：TU318
文献标识码：A
DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.08.048.02
作者简介：刘畅(1986-)，女，辽宁康平人，本科，助理工程师，主要研究方向为地面工程、土建房屋设计。
建筑钢结构的防腐及耐火处理研究 建筑钢结构的防腐及耐火处理研究
刘 畅
（大庆油田第三采油厂规划设计研究所，黑龙江 大庆 163000）
摘 要：当前，随着我国建筑行业的快速发展，钢结构建筑越来越多的应用于城市建设之中，而由此产生的钢结构防腐及耐火处理，成为了建筑行业广泛关注的问题。本文对建筑钢结构的防腐及耐火处理问题进行了分别论述，并提出了对于建筑钢结构的防腐及耐火处理措施，旨在为我国建筑行业能够更加健康、稳步的发展，做出自己的应有贡献。
关键词：建筑钢结构 耐腐蚀 耐火处理
0 前言
目前，我国钢结构类型建筑较之以往有了较大的提升，如：被称为“水立方”的我国国家游泳中心，就是典型的钢结构建筑，其总用钢量达到了6900吨，此外被称为“鸟巢”的我国国家体育场，仅外部钢结构的用钢量就达到4.2万吨，这些都是我国钢结构的标志性建筑，但由于钢结构长时间与空气、雨水等进行接触，会发生腐烂等现象，并且，钢结构建筑较之钢混结构建筑的耐火性，有不小的差距，使得建筑钢结构必须进行有效的防腐及耐火处理，唯有如此，才能使钢结构建筑更加的美观、安全、耐用。因此，对于“建筑钢结构的防腐及耐火处理”的研究，就具有极大的现实意义。
1 建筑钢结构的防腐处理措施
在进行防腐材料选取和防腐技术应用时，不仅要采用科学、合理的材料或技术，还应做其他方面的考虑。首先，要根据钢结构所处的自然环境和气候因素，以及需要进行防腐处理的环境及条件要求，合理安排钢结构防腐工作；其次，要针对钢材所需的防腐程度，对钢材进行防腐材料及防腐技术的区别应用；最后，不但要考虑到钢材的防腐能力，建筑钢结构作为建筑的一种类型，也要考虑到钢材外部的美观性和装饰性。所采用的主要防腐技术如下：
（1）热喷涂防腐处理
热喷涂防腐技术分为很多类型，较为熟知的主要有：较为常用的电弧喷涂法、爆炸型喷涂法、等离子喷涂法、激光喷涂法和最具经济性的火焰喷涂法[1]。热喷涂防腐技术的工作原理为：将含有锌、铝、或锌铝合金的涂层材料，经过高温加热，形成熔融的粒子状态，再将此种熔融的粒子采用雾化或喷射的方法，使其附着并进一步沉积到钢结构表面，进而在钢结构表面形成厚度约为1cm的涂层，由于喷射于钢结构表面的涂层，其中含有锌、铝或锌铝合金等元素，会使钢结构的物理隔离性和电化学性均有大幅提升，进而起到很好的保护作用。为了进一步验证此种防腐技术的可靠性，将钢材分别喷涂锌铝合金涂层和传统锌、铝分离型涂层，随后，将两种涂层放置于海水、淡水、和空气之下，一段时间后进行对比，发现锌铝合金涂层的钢材不但拥有电化学保护，还具有较高的防腐隔离性能，适合作为防腐和电化学材料使用；
（2）热浸锌防腐处理
热浸锌基础的防腐工作原理为：对钢材表面进行初步的除锈处理，保证钢材表面无锈斑或锈点后，将钢材整体完全浸入到温度可达600℃的锌液之中，使锌液能够完全附着于钢材表面，产生对钢材进行保护的锌层。对钢材进行热浸锌防腐处理，具有较强的稳定性和耐久性，可使钢材在一般温度与一般环境下，确保几十年的耐腐蚀性[2]。部分科学家为进一步验证，对钢结构进行热浸锌防腐工艺，能否保证钢材在各种非常规自然环境下的耐腐蚀性，将钢材处于水分与温度较高的区域或天然盐产地，验证出裸露在空气中的钢铁试片，比进行热浸锌涂层包裹下的钢铁试片失重量大得多，且经过一段时间的观察，发现处于天然盐产地的钢材试片，并未与盐成分中各种元素进行重新组合，说明了热浸锌防腐技术对钢材有较高的防腐蚀保护作用；
（3）涂刷油漆防腐处理
涂刷油漆进行防腐的工作原理为：首先，对钢结构进行除油污和除锈处理，随后，在钢结构表面涂刷一层具有防止生锈功能的底漆，此类底漆含粉量大于基料含量，对钢结构有很好的粘附力，但成膜较为粗糙。其次，在底漆之上涂刷起增加漆膜厚度的中间漆，中间漆所形成的漆膜较为细腻，对钢材形成双层保护。最后，在钢材最外层涂刷起到美化和装饰作用的面漆，面漆具有成膜光滑、抗风化性强、以及能够有效的阻止腐蚀性的介质渗透进钢材之中的特点[3]。
2 建筑钢结构的耐火处理措施
由于钢结构耐高温性能较差，在高温或有火源情况下，钢结构会发生变形、断裂等情况，从而带来安全隐患。为提高钢结构材料的耐火性能，目前所采用的钢材耐火处理一般为：将原有碳素钢中添加钼、铜、钛等金属元素或合金元素，则可使钢材及钢结构产生较好的耐火性能。此类金属或合金金属在碳素钢中添加的比例不同，也会使钢材的性能发生不同的变化。例如：钼元素在钢材中添加比例较多，则会使钢材抗高温能力和抗拉能力显著增强，但却会使其韧性降低，而铌元素的添加，也会使钢材的抗高温能力加强，并且，由于铌元素较为细小，且化学性能较为稳定，因此，将钼、铌两种元素同时添加进钢材之中，则会使钢材既保证了抗高温性能和抗拉性能，还不至使钢材的韧性有所降低，是一种较为常用且稳定的钢结构耐火处理技术。而随着科技的不断进步，钢结构在耐火处理方法的技术将更加的多样及完善，且很多正在研发之中的耐火处理技术，也即将应用于钢结构的耐火处理上，使钢结构建筑的安全性能得到进一步提升。
3 结语
综上所述，随着人们对建筑美观及环保的需求，使得钢结构建筑普遍增多，此时，对于钢结构的防腐及耐火处理就变得尤为重要。文中通过对钢结构进行热处理、喷抹涂层、或形成多元素耐火型钢材等方式，对建筑钢结构实行防腐及耐火的处理，这也从另一角度表明，人们虽钟爱钢结构建筑，但对于建筑材料本身的安全性能有了较高的重视程度，因此，只有对建筑钢结构进行有效的防腐及耐火处理，能够使钢结构更加的耐久和稳定，也才能使钢结构建筑应用于更为广泛的领域，也唯有如此，才能使建筑钢结构获得更为有利的发展空间。
参考文献：
[1]胡楠楠，戚燕.浅谈建筑钢结构的防腐及耐火处理[J].广州化工，2012，11（09）19∶185-186.
[2]王芳.建筑钢结构防腐处理及耐火处理的现状及研究进展[J].中国建筑金属结构，2013，04（06）10∶8.
[3]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，2010，02（04）01∶17-20.
Study on Corrosion Protection and Fire Resistance of Building Steel Structure
LIU Chang
(Daqing oil fi eld third oil production plant planning and Design Institute. Daqing 163000, China)
Abstract：at present, with the rapid development of the construction industry in our country, steel structure buildings are more and more used in urban construction, and the resulting steel structure anticorrosive and fi reproof treatment, became the issue of widespread concern in the construction industry. This paper of construction steel structure anticorrosive and fi reproof treatment problems were were discussed, and puts forward the processing measures for the construction steel structure anticorrosive and fireproof, designed for the construction industry in our country to more healthy and steady development, and make its due contribution.
Keywords： building steel structure; corrosion resistance; fi re resistance
中图分类号：TU318
文献标识码：A
DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.08.048.02
作者简介：刘畅(1986-)，女，辽宁康平人，本科，助理工程师，主要研究方向为地面工程、土建房屋设计。