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1、第八章 钢结构工程质量通病 分析与防治,第五节 钢结构工程防腐蚀,一、钢结构腐蚀破坏 普通钢材的抗腐蚀能力比较差，这一直是工程上关注的重要问题。腐蚀使钢结构杆件净截面面积减损，降低结构承载力和可靠度，腐蚀形成的“锈坑”使钢结构脆性破坏的可能性增大，尤其是抗冷脆性能下降。钢结构下列部位容易发生锈蚀：经常干湿交替又未包混凝土的构件；埋入地下的地面附近部位，如柱脚等；可能存积水或遭受水蒸汽侵蚀部位；组合截面净空小于12mm，难于涂刷油漆部位；屋盖结构、柱下节点部位；易积灰又湿度大的构件部位等。,二、锈蚀类型及影响因素,一般我们将钢材由于和外界介质相互作用而产生的损坏过程称为“腐蚀”，也叫“钢筋锈蚀”
2、。1、大气腐蚀：由于大气中水和氧等物质的作用引起的腐蚀。（1）、影响因素：湿度、降水量、温度、日照量、大气污染物质。（2）、防治措施：采用乃是钢材、使用涂层和金属镀层保护、降低大气湿度。2、淡水腐蚀：是指不含盐、碱和酸等水的腐蚀。重要影响因素：温度、氧气浓度等。3、酸腐蚀：是指在酸性条件下刚才的腐蚀。,影响因素：氢离子浓度、酸的类型、温度等。4、碱腐蚀：是指在碱性环境下钢材的腐蚀。影响因素：温度、压力、ph值和碱性金属种类等。5、盐类腐蚀：是指在盐类介质中钢材的腐蚀。影响因素：盐的种类、浓度和温度。6、海水腐蚀：海洋中的腐蚀介质复杂，它包括有盐类腐蚀、电化学腐蚀、海生物腐蚀等。影响因素：与海水
3、介质的接触深度；海水流速；海生物；海水温度。防治措施：正确确定腐蚀程度；减少水流的流度以避免冲击腐蚀；尽可能消除不必要的缝隙；减少产生电化学腐蚀的条件；减少物件的应力集中现象；注意焊接加工杂散电流的影响；涂覆防护；电化学保护。7、土壤腐蚀：钢结构埋入土壤中所受的腐蚀。,影响因素：土壤性质、杂散电流、微生物。防治措施：覆盖层保护；阴极保护；改变土壤环境。8、有机系非水溶剂的腐蚀：分有机和无机系。防治措施：隔绝水的侵入；添加防止非水溶剂变成腐蚀介质的外加剂。9、高温腐蚀：在高温时，有水分存在，钢材黑皮的电位不同，从而构成了原电池，使钢材产生电化学腐蚀。防治措施：根据使用寿命、环境介质与温度、负载状
4、态及成本选择合适的合金钢种；改善高温环境；表面处理10、应力腐蚀：是指钢材在应力状态下腐蚀加速的现象。11、电腐蚀：是钢结构处于杂散电场中，在阳极区即电流通过钢材的部位发生腐蚀,三、钢结构锈蚀处理1、检查锈蚀程度，选择合适的处理方法。2、处理方法的应用（钢结构防腐涂装法）操作工艺1、工艺流程：基面清理 底漆涂装 面漆涂装 检查验收基面处理（1）建筑钢结构工程的油漆涂装应在钢结构制作或安装验收合格后进行。油漆涂刷前，应将需涂装部位的铁锈、焊缝药皮、焊接飞溅物、油污、尘土等杂物清理干净。（2）为了保证涂装质量，根据不同需要可以分别选用以下除锈工艺。、人工除锈：是由人工用一些比较简单的工具，如刮刀、
5、砂轮、砂布、钢丝刷等工具清除钢构件上的铁锈。这种方法工作效率低，劳动条件差，除锈也不彻底。,、机械除锈：采用风动和电动工具磨光机、风枪、风动针除锈机。、喷砂除锈：它是利用压缩空气的压力，连续不断地用石英砂铁砂冲击钢构件的表面，把钢材表面的铁锈、油污等杂物清干净，露出金属钢材本色的一种除锈方法。这种方法效率高，除锈彻底，是比较先进的除锈工艺。、酸洗除锈：它是把需涂装的钢构件浸放在酸池内,用酸除去构件表面的油污和铁锈。采用酸洗工艺效率也高，除锈比较彻底，但是酸洗以后必须用热水或清水冲洗构件，如果有残酸存在，构件的锈蚀会更加厉害。底漆和面漆涂装（1）、涂层材料的选择：从材料的品种、性能、规格选择符合
6、施工设计要求的。,底漆功能：是使漆膜与基层结合牢固，表面又易被面漆附着，它要渗水性小，底漆要有防锈蚀性能好的颜料和填料，阻止锈蚀发生。面漆功能：保护下层底漆。（2）、涂层结构选择（3）、涂层厚度确定（4）、施工（见书207页）施工过程质量控制：、在涂刷涂料前必须对钢结构表面进行除锈，达到清洁程度后一般在46h内涂第一道涂料。、涂层时工作地点温度应为538之间，相对湿度不应大于85%。雨天或构件表面结露时不宜涂刷。每道涂刷后应按规定时间间隔干燥固化后再涂后道涂料。、摩擦型高度螺栓连接点接面，施工图中注明的不涂层部位，均不得涂刷。安装焊缝处应留出3050mm宽的范围暂时不涂。,四、质量标准及应注意
7、的质量问题,1、主控项目质量标准（1）涂装前钢材表面除锈应符合设计要求和国家现行有关标准的规定。处理后的钢材表面不应有焊渣、焊疤、灰尘、油污、水和毛刺等。（2）涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。当设计对涂层厚度无要求时，涂层干漆膜总厚度：室外应为150um，室内应为125um，其允许偏差为25um。每层涂层干漆膜厚度的允许偏差为5um。（3）构件上不得有误涂、漏涂，涂层应无脱皮和返锈。2、一般项目质量标准（1）当钢结构处在有腐蚀介质环境或外露且设计有要求时，应进行涂层附着力测试，在检测处范围内，当涂层完整程度达到70%以上时，涂层附着力达到合格质量标准的要求。,（2）涂装完成后，构件的
8、标志、标记和编号应清晰完整。3 应注意的质量问题1）涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计文件和涂装工艺的要求。2）配置好的涂料不宜存放过久，涂料应在使用的当天配置。稀释剂的使用应按说明书的规定执行，不得随意添加。3）涂装时的环境温度和相对湿度应符合涂料产品说明书的要求。4）施工图中注明不涂装的部位不得涂装。安装焊缝处应留出3050mm暂不涂装,飞机撞击大楼的结构分析,飞机撞世贸大楼的冲击力初步分析：1.基本条件：假设飞机重量为m=1000t=1000000(kg),飞机撞击大楼前的速度为 v=250(m/s)飞机与大楼的撞击接触时间为 t=2 s 飞机撞击高度为 h=240m 大楼结构简化为筒
9、体结构，平面尺寸为 50 50 m,筒体厚 1 m。2.初步分析：由冲量定理可以求出撞击力 F=mv/t=125000 kN，相当于1/10个广岛原子弹 结构基底弯矩 M=Fh=3.0107 kNm 结构基底轴向最大应力设为f 则 fSb=M f=12 Mpa,而此次恐怖事件中，飞机都是装满了航空汽油，在飞机与大楼相撞时，巨大的冲击力引起油箱爆炸，受撞部位钢材温度急剧升高，应当超过700度，使得这部分结构的钢材退出工作,而结构又为筒中筒结构，结构的整体性要求非常高，破一角则整个筒结构就不再成立。同时，撞击带来的巨大冲击力是本身结构设计所没有，也不可能考虑的，经过详细分析,飞机撞击相当于烈度12
10、级的强烈地震，而大楼的抗震等级仅为8。通过计算机模拟分析和Ansys,algor有限元程序分析，结构在撞击工程中最大应力是钢材容许应力的50倍。,3.结论：按照我国设计规范，可以看出这栋大楼在这么大的冲击力作用下在一个半小时后才倒塌，说明大楼结构设计非常成功，充分体现了延性设计抗震的特点，是一个很好的设计成功典范。在这之中高温、应力导致了钢结构破坏。,一、背景 一汽车厂磨具生产车间，建筑面积17835，采用先张法预应力管桩基础，主体2层，局部3层结构，彩钢板屋面及防护。施工中发生如下事件：事件一：部分钢结构进场时，发现摩擦型高强螺栓连接点接触面及安装焊缝处均涂刷了防腐涂料。事件二：施工人员在3
11、9的工作地点把部分钢材涂刷了防腐涂料。二、问题（1）事件一中的部分钢构件是否予以验收，为什么？（2）施工人员做的是否合理？防腐涂料施工过程质量控制要点有那些？,答：（1）不能予以验收。因为摩擦型高度螺栓连接点接面，施工图中注明的不涂层部位，均不得涂刷。安装焊缝处应留出3050mm宽的范围暂时不涂。（2）不合理。施工过程质量控制、在涂刷涂料前必须对钢结构表面进行除锈，达到清洁程度后一般在46h内涂第一道涂料。、涂层时工作地点温度应为538之间，相对湿度不应大于85%。雨天或构件表面结露时不宜涂刷。每道涂刷后应按规定时间间隔干燥固化后再涂后道涂料。、摩擦型高度螺栓连接点接面，施工图中注明的不涂层部位，均不得涂刷。安装焊缝处应留出3050mm宽的范围暂时不涂。,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,
