关于建筑防腐蚀工程
——基本状态腐蚀防护类型
钢材、水泥与砂石等是建、构筑物的基本构成材料。由于这些材料的不同组合,形成了以钢结构为主或钢筋混凝土结构为主的各类建、构筑物。处于工业环境的见、构筑物由于受到各种腐蚀性介质的影响,材料失效常发生结构腐蚀破坏,而造成上损失。如何采取措施,将损失减少到最低限度是一项非常重要的工作。建筑防腐蚀工程实际面广、系统性强,不仅包含相关施工技术,还涉及工艺,同时新技术、新材料不断出现,需要全面处理包括过程控制、结构材料、环境保护、合理维护等一系列工程防腐蚀问题。
建、构筑物基本构成材料所处的腐蚀环境和腐蚀形势是建筑防腐蚀工程基本分类的主要依据。工业生产环境中建、构筑物,在收到各种腐蚀介质(酸、碱、盐及溶剂等)作用时,都会产生不同程度的物理、化学、电化学腐蚀,引起结构破坏而失效。各种腐蚀介质按其聚集态可分为气态、液态和固态。综合各种腐蚀介质对混凝土结构建筑物、构筑物的腐蚀原理和破坏现象,可基本归纳为化学溶蚀和膨胀腐蚀。
1 气态介质
气态介质对建筑物、构筑物的腐蚀程度取决于气体的性质、作用量和环境的相对湿度、温度、作用时间,也和建筑物材料的性质、致密性相关。对气态介质腐蚀最敏感的建筑材料是金属,其次是钢筋混凝土,后者在气相腐蚀环境中也主要表现为钢筋腐蚀。在同等条件下,粘土砖、混凝土在气相腐蚀环境中腐蚀较轻缓。在腐蚀气体中,以氯化氢、氯、硫酸酸雾等酸性气体对钢结构和混凝土结构的腐蚀最为严重。是都市气体对金属形成电化学腐蚀的重要因素。在一定温度条件下,大气湿度如果保持在60%以下,金属的腐蚀速度比较缓慢,当大气湿度增加到一定数值时,腐蚀速度急剧增加,对于钢筋混凝土来说,环境湿度的作用是通过对材料的渗透在其内部显现的,故材料的致密性决定了水粉的渗透量。
2 液态介质
液态介质对建、构筑物腐蚀程度取决于介质的性质(包括浓度)、作用量、作用时间和温度,建筑材料的性质、致密程度。在建、构筑物中,液态介质主要作用于设备的基础、厂房的地面、基础和低级,也偶尔作用于墙面和柱面等其他部位。不同性质的液体对建筑材料腐蚀差别很大。例如酸对混凝土的腐蚀十分严重,而碱对混凝土的腐蚀则较轻缓。硝酸的腐蚀又比脂肪酸严重的多。硫酸钠虽然是盐类,但高浓度的硫酸钠溶液对砖墙的腐蚀甚至比酸还严重。对一般建筑材料,溶液浓度越高,腐蚀性也越强。建筑材料的致密性决定了液态介质的腐蚀作用是在其表面进行化学溶蚀,还是同时在表面及内部进行。
3 固态介质
固态介质对建筑物、构筑物的腐蚀程度取决于固态介质的性质、溶解度、吸湿性、再结晶后的体积膨胀率及环境的温、湿度,建筑材料的性质及致密程度,附着在金属构件表面吸湿性固体盐会导致金属构件表面的露点降低,形成附着液膜。此时电阻降低而腐蚀加快。这也是为什么盐雾会对建筑物、构筑物产生腐蚀的原因。演的溶解度和吸湿性越大,腐蚀性也越强。大部分盐类都具有再结晶的特点,盐类吸湿溶解后渗入材料内,可因水份的挥发在材料的孔隙中产生再结晶,在此种条件下,材料的致密性和眼泪的再结晶后的体积膨胀率是导致材料发生膨胀腐蚀的重要因素。
4 化学溶蚀
腐蚀介质与材料相互作用,生成可溶性化合物或生成无胶结性能产物的过程,称为化学溶蚀。建筑材料的化学溶蚀主要与三个因素有关,一是介质的PH值,PH值愈低,则腐蚀性愈强;二是建筑材料中与介质可起化学反应的组分愈多,则腐蚀性愈强;三是腐蚀产物的溶解度愈高,则腐蚀速度愈快。这类腐蚀以酸对水泥类材料的腐蚀最具代表性。
5 膨胀腐蚀
腐蚀介质与建筑材料中的组份发生化学反应,生成体积膨胀的新物质,或盐的溶液渗入材料的孔隙中积聚后再脱水结晶,形成固相水化物体积膨胀,因而在材料中产生内应力,使材料结构破坏的过程,称为膨胀腐蚀。一般情况下,硫酸盐类的膨胀腐蚀比较严重且具有代表性。
钢结构、钢混凝土结构等是工业建筑的主体,也是需要进行防腐蚀保护的直接对象。建筑物、构筑物防腐蚀工程针对材料失效而引起的结构破坏,通过采取多种措施,有效减少这些危害,以延长建筑物、构筑物使用寿命,确保工业生产安全。这些措施包括:科学合理的进行建筑结构的计算、在建筑结构上采取加强措施(尤其是细部结构、重要构配件:如,地漏、围堰、隔离设施、防水层等),降低腐蚀影响;对腐蚀情况严重的部份,正确选用各种耐蚀材料,有针对性的采用耐蚀材料保护;防腐蚀施工中严格掌握操作规程、严格各项管理制度、严格检查每一道工序与工程质量。
建筑物、构筑物防腐蚀工程由于所处环境、作用部位、介质条件不同,有严格的应用范围。有时,为达到更理想的防护效果,或由于使用条件及介质情况复杂,采用一种防腐蚀材料或措施无法进行有效保护时,就需要采用两种或多种材料复合、多种结构复合等技术与措施作联合保护。常用的防护措施,包括:
1 涂料类防腐蚀工程
简单、方便、常用、有效地钢结构与混凝土结构表面防护工程,若与树脂类材料构造符合使用,防护效果更好,更具耐久性;周期短、见效快、易更新。主要用于大气环境下,墙面及部分构筑物的保护。
2 树脂类防腐蚀工程
单独使用时,具有简单、常用、高效的特点,是钢结构与混凝土结构表面复杂介质、苛刻条件下的防护手段,若用于耐蚀快猜的砌筑或复合,耐久性高、效果更好;周期短、可修复性强。
3 水玻璃类防腐蚀工程
酸性尤其是氧化性强酸介质条件下混凝土结构表面的防护工程,常用于砌筑耐蚀材料,也可单独使用,但一般情况需采用树脂类材料设置隔离层。
4、块材类防腐蚀工程
与其他材料复合,一般不能单独使用。主要用于重要的建、构筑物,如池、槽、设备基础的防护,针对介质状况,可采用树脂类材料结合块等防护。
5、聚合物水泥砂浆防腐蚀工程
碱尤其是碱性盐介质条件下混凝土结构表面的防护工程,还可用于砌筑耐蚀块材,单独使用时,具有简单、方便的特点。建筑防腐蚀工程设计了建筑物、构筑物的各个方面,从地下结构到地面结构,甚至顶部结构,从室内到室外部分,范围很广,处理方法各异。