在钢结构施工中,钢材锈蚀会显著降低其强度、耐久性和承载能力,直接影响结构安全。防止钢材锈蚀需从材料存储、加工制作、现场安装到后期维护的全过程采取系统性措施,结合环境因素与施工特点,重点从以下方面进行防控:
一、材料存储阶段的防锈措施
钢材在存储期间因接触空气、水分易发生锈蚀,需根据存放环境(露天或室内)采取针对性防护。
1. 露天堆放防护
垫高与隔离:钢材需垫高离地≥200mm(如用枕木、钢板垫层),避免直接接触潮湿地面;不同规格/材质的钢材分类堆放(如Q355B与Q235B分开),防止混放导致搬运损伤。
覆盖防雨雪:顶部覆盖防水篷布(如彩条布或专用防雨布),四周固定严密(避免被风吹掀),篷布需延伸至地面(防止雨水侧渗);雨季需增加检查频次(如每日1次),及时清理篷布积水。
2. 室内堆放防护
通风与防潮:仓库需保持通风良好(安装排风扇或开窗),湿度控制在<70%(可使用除湿机);钢材底部垫高≥100mm(如木方或混凝土墩),避免地面潮气渗透。
避免腐蚀介质:仓库内禁止存放酸、碱、盐等腐蚀性物质(如石灰、水泥),若需临时存放需分隔(如用砖墙隔离),防止挥发物腐蚀钢材。
二、加工制作阶段的防锈措施
钢材在切割、焊接等加工过程中,表面易因高温、机械损伤形成锈蚀隐患,需通过工艺控制与即时防护减少锈蚀风险。
1. 加工过程防护
切割与焊接防护:切割(如等离子切割)时产生的高温会使切口氧化(形成氧化皮),需及时清理切口(用钢丝刷或砂轮机打磨);焊接时飞溅的熔渣可能灼伤周边钢材表面,需用石棉布覆盖未焊接区域(防止烫伤)。
避免机械损伤:钢材搬运时禁止抛掷(防止表面划伤),使用吊带或软质钢丝绳吊装(避免钢丝绳直接摩擦表面);加工后的零件(如螺栓孔加工后的钢板)需及时转运至下一工序,减少露天存放时间。
2. 加工后防护
短期存放防护:加工完成的零件若需短期存放(<7天),可涂抹临时防锈剂(如矿物油基防锈油),或覆盖塑料薄膜(避免油污污染后续涂装);长期存放(>7天)需按存储阶段要求处理(如垫高、覆盖)。
表面清洁:加工后的钢材表面需清除油污、铁锈、焊渣等杂质(用丙酮擦拭油污,钢丝刷清理浮锈),确保后续涂装或连接时表面状态符合要求。
三、现场安装阶段的防锈措施
施工现场环境复杂(如露天作业、交叉施工),钢材暴露时间长,需通过安装过程中的即时防护减少锈蚀。
1. 构件吊装与堆放防护
吊装过程防护:吊装时钢丝绳与钢材接触部位需垫木方或橡胶垫(避免钢丝绳勒伤表面);构件临时放置时需垫平(如用枕木垫高200mm),避免积水浸泡。
安装后未封闭部位防护:钢柱安装后若柱脚未及时灌浆,需用塑料布包裹柱脚(防止雨水渗入);钢梁安装后若高强螺栓未终拧,需覆盖防水布(避免雨水冲刷摩擦面)。
2. 安装间隙期的防护
分段安装的临时防护:大型结构(如桁架)分段安装时,未连接的空隙需用彩条布临时封闭(防止雨水进入内部积聚);钢框架楼层板未铺设前,需在梁、柱表面覆盖防水膜(如PVC篷布)。
雨天应急防护:降雨前需检查未完成安装的构件(如钢柱、钢梁),用塑料布或帆布覆盖(重点保护焊缝、高强螺栓连接部位);雨后需检查钢材表面是否积水(及时擦干),若发现锈斑需打磨清理后再进行后续施工。
四、防腐涂装体系的施工与维护
防腐涂装是钢结构防锈的核心措施,需通过规范的涂装工艺和后期维护延长防护周期。
1. 涂装前表面处理
除锈等级要求:钢材表面需达到Sa2.5级(喷射除锈,彻底清除氧化皮、锈蚀、油污,呈现金属光泽)或St3级(手工除锈,无可见油脂、污垢,氧化皮完全清除);焊缝、切割边等部位需用砂轮机打磨至光滑(避免毛刺残留)。
清洁度控制:除锈后需用洁净压缩空气吹扫表面(清除灰尘、碎屑),并在4小时内涂装底漆(避免重新生锈)。
2. 涂装工艺控制
涂料选择:根据环境腐蚀等级选择涂料(如C3中等腐蚀环境选用环氧富锌底漆+聚氨酯面漆;C5高腐蚀环境选用玻璃鳞片涂料+氟碳面漆);底漆需与钢材附着力强(如环氧富锌底漆干膜厚度≥80μm),面漆需耐候性好(如聚氨酯面漆耐紫外线老化)。
涂装施工:采用喷涂或刷涂工艺,控制涂层厚度(总干膜厚度≥150μm,每道涂层厚度≤50μm);环境温度需>5℃、湿度<85%(避免低温固化不良或高温起泡);每道涂层间隔时间需符合涂料说明书要求(如环氧富锌底漆表干后24h再涂中间漆)。
3. 涂装后维护
成品保护:涂装完成后需设置警示标识(如“油漆未干,禁止触碰”),避免人员踩踏或工具碰撞破坏涂层;安装过程中若涂层破损(如螺栓孔周围),需及时用同种涂料修补(修补范围≥破损区域外50mm)。
定期检查与补涂:钢结构使用期间需定期检查涂层状态(如每年1次),发现起皮、脱落、锈斑等缺陷需及时修补(清除破损涂层至金属基体,重新涂装);处于强腐蚀环境(如沿海地区)的结构需缩短检查周期(每半年1次)。
五、特殊环境下的针对性防护
针对高湿度、强腐蚀等特殊环境,需采取附加防护措施增强防锈效果。
1. 潮湿环境(如地下室、近海工程)
增加涂层厚度:底漆干膜厚度提高至≥100μm,面漆增加为两道(如环氧中间漆+聚氨酯面漆);或在涂装后增设密封胶(如聚氨酯密封胶填充螺栓孔周边缝隙)。
阴极保护:对重要结构(如跨海桥梁钢箱梁)可采用牺牲阳极法(如锌块固定在钢材表面)或外加电流法(通过电源提供阴极电流),抑制钢材电化学腐蚀。
2. 化学腐蚀环境(如化工厂附近)
耐蚀涂料:选用玻璃鳞片涂料(耐酸、碱渗透)、聚硅氧烷涂料(耐化学品腐蚀)等特殊涂料;或在钢材表面预涂隔离层(如环氧玻璃纤维布包裹)。
总结
防止钢结构锈蚀需构建“存储-加工-安装-涂装-维护”的全流程防护体系,核心是通过隔离水分、氧气等腐蚀介质,结合规范的工艺控制与定期维护,较大限度延长钢材的使用寿命。施工中需根据环境特点动态调整防护措施,确保钢材始终处于低锈蚀风险状态。