高层建筑装饰网架防腐技术

【摘要】近年来，高层建筑使用金属结构作为装饰网架的工程越来越多，而金属结构的防腐防锈是影响其使用寿命的重要因素之一。本文通过工程实例就高层建筑的金属结构的防腐进行了分析，介绍一种先进的较为成熟的防腐技术，采用内层金属涂层解决金属化学锈蚀问题，外层氟碳漆将金属与大气有效隔离，从根本上解决装饰网架色防腐、防锈问题。

【关键词】装饰网架、金属涂层、建筑防腐

一、工程实例概况

该工程位于河南省洛阳市西工区体育场路1号，地上30层，地下2层，建筑总高度153.3米，裙房5层，主楼外饰面采用中空玻璃幕墙及装饰金属网架结构，金属网架的特点：上下梁为φ275*5碳素钢管横向依附主楼外表面，腹杆为φ102*4竖向连续分段排列，装饰管为φ50*2分布于上下梁与腹杆之间，展开面积9600平方米，总重量300多吨。该网架不仅为外墙装饰网架，同时还作为外墙装饰管的支撑结构，因此，本工程的外围护金属网架结构是兼装饰与承载为一体的钢结构体。

二、金属材料及环境腐蚀性分析

金属材料钢铁在大气条件下都会发生腐蚀，不同的大气环境下其腐蚀性也不同，必须根据具体情况具体分析，因此，采取必要的防腐措施，以延长其使用寿命。钢铁在大气环境发生锈蚀，温度和湿度起着重要的作用，当金属与比金属表面温度高的空气接触时，在空气中所含的水蒸气就会在钢铁的表面凝结成液态的水，从而形成结露，使金属发生腐蚀。另外，金属表面存在有微小的缝隙、氧化物或腐蚀产物的小孔及灰尘的存在，由于毛细管的凝聚作用，相对湿度即使低于100%，也可能在这些地方结露而发生腐蚀。

近年来随着工业不断发达，城市大气污染的日趋严重，大气的有害气体如CO2、SO2、H2S、NO2、NH3、CL2的含量也逐渐增高，特别是SO2对金属的腐蚀尤为严重。

洛阳市地处中原，大气环境较海滨或南方地区较为干燥，湿度也相对较小，但昼夜的温差较大，钢铁材料表面较易结露，且市区的污染也较为严重，大气环境仍具有腐蚀性。该工程为建筑外表装饰，且需现场焊接，因此，焊缝防腐处理成为整个防腐工程的关键。

三、防腐材料的选择

由于腐蚀体系的复杂多样化，使得控制腐蚀方法趋于多样化，除了合理的选材、减少空气的相对温度、使用耐蚀材料以及添加缓蚀剂、介质处理，还可以合理使用金属覆盖层及表层涂物，解决金属防腐问题。

对于一个裸露的钢结构支撑兼装饰的网架而言，可以采用的方案也是多种多样的。但针对它们的使用特点，除了采用选材控制和表面覆盖进行防护，还应根据腐蚀原因、效果、施工难易程度与经济效益等进行综合考虑。

通过比较，采用表面直接涂覆有机和无机覆盖层效果不太理想，最实用的方法是采用表面金属涂层。在钢铁材料表面制备金属涂层一般采用电镀、热浸和热喷涂等方法，因为该工程是户外结构，钢网架需要在现场焊接成型，有许多焊缝需要修补，所以，采用钢网架表面热喷涂使之产生金属涂层，达到防腐防锈的目的是最佳选择。

防止大气腐蚀的金属覆盖层宜选用阳极性材料，最常见为锌和锌合金、铝和铝合金。纯金属的耐蚀性能较合金差，而锌合金覆盖层的结合力及经济性要好于铝合金。国内外近年来的研究和实践表明，Zn-Al-Mg 锌铝镁+稀土合金涂层是目前长效防腐最有效的方法之一，根据萧湘湘主编《实用防腐蚀施工手册》第1200页中说明，用锌铝镁(Zn-Al-Mg)+稀土合金涂层150μm.在海洋性气候使用寿命30年。美国、日本早在70年代已在海军舰船使用此合金涂层，80年代我国也在主要军事领域使用。在北京市的城市地下供热管线曾使用该种涂层，至今已达到十余年，防腐效果仍然良好。近期洛阳市洛浦公园涧河桥上层金属结构的防腐中，同样采用了这种金属涂层以保证30年的使用寿命。可以推断在大气环境中保护金属30年之内没问题。建筑的外部结构一方面要求有较高防腐性能，同时又要求有良好的颜色和光泽保持率，从而达到保持长时间光亮如新。使用表面防腐专用(ZB-04-400)氟碳漆，对金属喷涂层进行封闭，其结合力是传统防锈底漆的3倍以上，却能达到长效防腐的功效和视觉效果。另外更大的优点是，30年后只需在其表面再做(ZB-04-400)氟碳漆封闭层，就可延长一倍的防腐寿命。

四、工艺流程

热喷涂的工艺流程分5个环节：1、钢管喷砂除锈：利用压缩空气的压力，连续不断地用石英砂或铁砂冲击钢构件的表面，把钢材表面的铁锈、油污等杂物清理干净，露出金属钢材本色的一种除锈方法。目的是除锈、除油、去氧化皮，增加工件表面粗糙度，提高涂层表面结合强度，使用这种方法效率高，除锈彻底，是比较先进的除锈工艺。2、热喷Zn-AI-Mg+稀土合金涂层时应调整好喷嘴口径、喷涂压力，喷枪胶管能自由拉伸到作业区域，空气压缩机气压应在0.4～0.7N/mm2。喷涂时应保持好喷嘴与涂层的距离，一般喷枪与作业面距离应在100mm左右，喷枪与钢结构基面角度应该保持垂直，或喷嘴略为上倾为宜。喷嘴应该平行移动，移动时应平稳，速度一致，保持涂层均匀。一般涂层厚度较薄，故应多喷几遍，每层喷涂时应待上层漆膜已经干燥时进行。3、在专业车间做Zn-Al-Mg+稀土合金涂层150μm焊缝涂层;4、进行首次封闭ZB-04-400氟碳漆。要求无起泡、无起皮、无流挂、无漏喷、无裂缝，外观整洁、匀称;对封闭过的结构要进行保护，要防止飞扬尘土和其它杂物;5、待网架结构全部安装完工后，用ZB-04-400氟碳漆做最后封闭层。

五、施工时环境要求

1、防腐涂层作业气温应在5～38℃之间为宜，当天气温度低于5℃时，应选用相应的低温涂层材料施涂。2、当气温高于40℃时，应停止涂层作业。因构件温度超过40℃时，在钢材表面涂刷油漆会产生气泡，降低漆膜的附着力。3、当空气湿度大于85%，或构件表面有结露时，不宜进行涂层作业。4、钢构件制作前，应对构件隐蔽部位、结构夹层难以除锈的部位，提前除锈，提前涂刷。

六、效果验证通过目测法及测量法对金属钢网架观察：色泽统一，涂膜光滑、平整，无漏涂，流挂，涂层厚度适中，整体丰满，经洛阳质量检测中心检测，热喷金属层质量优良、美观，达到设计要求。与常用的喷涂技术对比，该技术具有明显的综合优势，从防腐周期可达30年之久。从施工程序方面，可节省中间漆的涂刷，使其施工简单易行，成本降低。从质量方面看，喷锌表面硬度较差、耐磨性不足、抗破坏性弱，喷涂不锈钢防腐效果较差、易锈蚀、表面粗糙、渗水性强、覆盖密实性差、易剥落，单一的热喷涂金属涂层无法满足钢结构长期防腐的需要。从经济效益分析，单独选用喷涂不锈钢工艺防腐，初始投资成本较之选用喷锌高，单独选用喷锌工艺防腐，虽然初始投资较之比选用不锈钢和热喷涂金属涂层防腐工艺低，但锌层耐磨性能差(保护周期仅15年)，由于在工程寿命周期中，需进行二次或多次防腐，所以，工程寿命周期成本随之增高;用锌铝镁(Zn-Al-Mg)+稀土合金涂层热喷，再涂刷防腐专用(ZB-04-400)氟碳漆封闭，外观整洁，覆盖均匀、密实，保护周期长，防腐性能好，修复性强，显著降低了工程寿命周期成本，既经济、实用，又能达到预期的效果，是首选的钢结构防腐技术。

参考文献：1.《建筑装饰装修工程质量验收规范》GB50210-2001

2.《钢结构防腐涂装工艺标准》508-1996