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新型塑料保護膜對鋼結(jié)構(gòu)防腐的效果分析論文
0 引言
工程中常用的鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕措施主要有采用耐候鋼、熱浸鍍鋅技術(shù)、有機涂層鋼板技術(shù)、防腐涂料技術(shù)、熱噴涂防腐技術(shù)、陰極保護技術(shù)等[1,2].其中涂刷防腐涂料是目前通用的、最經(jīng)濟的、在工程上使用最多的防腐蝕方法[3].但鋼結(jié)構(gòu)在涂刷普通防腐涂料半年或者一年后，涂層起泡、透銹、脫落，鋼材受到腐蝕，返修十分困難。普通涂料的防腐效果不好，最主要的原因是涂料本身不夠致密，空氣與水分可以透過涂料侵入到鋼材表面，從而對鋼結(jié)構(gòu)造成腐蝕[4,5].近年來出現(xiàn)了一種新型防腐材料---可剝液體型塑料保護膜。該材料為液體形式的涂料，將其噴涂于基材表面，待溶劑自然揮發(fā)后凝固成一層牢固的貼體透明的塑料保護膜。本文以某大學(xué)游泳館（ 圖1） 內(nèi)部高濕高熱并且含氯離子的環(huán)境、室內(nèi)潮濕環(huán)境、室內(nèi)干燥環(huán)境以及室外露天環(huán)境四種不同腐蝕環(huán)境為試驗研究背景，旨在研究致密的新型可剝液體型塑料保護膜對鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕效果及其最佳使用方法，并與工程中常見的涂料防腐蝕效果進行對比，從而對其在工程中的應(yīng)用提出合理化建議。
1 試驗研究
自然環(huán)境下的暴露試驗是研究大氣腐蝕最常用的試驗方法，是一種接近使用環(huán)境的較可靠的腐蝕試驗方法，得出的結(jié)果也接近真實使用情況[6].故本文采用四種環(huán)境下的暴露試驗對可剝液體型塑料保護膜的防腐蝕性能進行研究。
1. 1試驗試件
試件采用長20cm的48 × 3. 5圓鋼管，鋼材種類為常用的Q235B,表面用砂紙打磨光滑，無銹跡。
試驗采用的防腐涂料為Yt1200型可剝液體型塑料保護膜、工程中常用的普通防銹底漆（ 醇酸磁漆） 和普通面漆（ 酚醛防銹漆）[7].涂層均采用刷涂，要求保證各涂層厚度均勻適當，避免出現(xiàn)涂料聚集、局部過薄等現(xiàn)象。并且各涂層涂刷要有足夠時間間隔，確保上一涂層干透，才可涂刷下一涂層。
1. 2試驗方法
試驗將涂刷的材料類型及其組合方式和腐蝕環(huán)境作為變量，設(shè)置多組對照組，通過觀察單組現(xiàn)象、測量數(shù)據(jù)并進行組間對比，從而得出結(jié)論。試件放置環(huán)境分為四種： 游泳館內(nèi)部高濕高熱環(huán)境、室內(nèi)潮濕環(huán)境、室外露天環(huán)境以及室內(nèi)干燥環(huán)境，其中室內(nèi)潮濕環(huán)境的模擬是將試件置于室內(nèi)水槽中，定期加水補充。試件表面防腐涂料的涂刷情況分四種情況：1） 同時涂刷底漆、面漆和可剝液體型塑料保護膜；2） 只涂刷可剝液體型塑料保護膜；3） 涂刷底漆和兩層面漆；4） 不涂刷涂料。共計16組，編號為1~ 16組，每組兩個試件，例如第2組即為游泳館內(nèi)部高濕高熱環(huán)境的只涂刷可剝液體型塑料保護膜的試驗組。
為了防止試件從內(nèi)部發(fā)生銹蝕而干擾試驗結(jié)果，在防腐涂料涂刷完畢后，將每個試件兩端用保鮮膜進行密封。游泳館內(nèi)部高濕高熱環(huán)境下的四種不同涂刷情況的試件初始情況如圖2所示，其他不同環(huán)境中試件的初始情況均與此相同。
2 試驗結(jié)果與分析
2. 1試驗現(xiàn)象
試驗開始后對各組試件進行多次觀察，限于篇幅，只給出80d時銹蝕圖片，具體銹蝕情況如下：
（1） 游泳館內(nèi)部高濕高熱環(huán)境中的試件80d 后銹蝕情況如圖3所示，銹蝕情況描述如表1所示。
（2） 室內(nèi)潮濕環(huán)境中的試件80d后銹蝕情況如圖4所示，其銹蝕情況描述如表2所示。
（3） 室外露天環(huán)境中的試件80d銹蝕情況如圖5所示，銹蝕情況描述如表3所示。
（4） 室內(nèi)干燥環(huán)境中的試件因為處于干燥環(huán)境，銹蝕條件較弱，四組均未發(fā)生銹蝕。
由銹蝕現(xiàn)象可以看出，游泳館內(nèi)高濕高熱環(huán)境中的試件是四種環(huán)境中銹蝕最嚴重的，其中同時涂刷底漆、面漆和可剝液體型塑料保護膜的試件為最耐銹蝕的試件。
2. 2質(zhì)量損失
為了更精確地評估各試件的銹蝕程度，避免肉眼觀察的誤差，以試件質(zhì)量損失率來表征試件的銹蝕程度，即利用試件銹蝕前后的質(zhì)量差計算其銹蝕率以表征各個試件的銹蝕程度[8,9].除銹后稱重（ 精確至0. 01g） ,通過計算銹蝕前后試件的質(zhì)量損失值計算銹蝕試件的質(zhì)量損失率ηs:
ηs=（m0- m/m0）× 100%（1）
式中：ηs為試件質(zhì)量損失率（ 銹蝕率） ;m0為試件銹蝕前質(zhì)量，g;m為試件銹蝕后（ 經(jīng)除銹） 質(zhì)量，g.
現(xiàn)將各組質(zhì)量損失率列于表4.
2. 3試驗結(jié)果分析
針對各組試驗試件銹蝕情況以及試件的質(zhì)量損失率進行討論分析如下：
（1） 由游泳館中的試件銹蝕情況可以看出，在普通防銹漆外涂刷可剝液體型塑料保護膜的試件基本沒有銹蝕，說明該種防腐措施比涂刷普通防銹漆更適用于游泳館這種環(huán)境。同時從該組的質(zhì)量損失率可以看出，針對游泳館這種環(huán)境，在試件表面直接涂刷可剝液體型塑料保護膜的防腐蝕效果不如普通底漆加面漆的防腐效果。
（2） 由室內(nèi)潮濕中的試件銹蝕情況可以看出，在普通防銹漆外涂刷可剝液體型塑料保護膜的試件基本沒有銹蝕，說明該種處理方法也適用于長期浸于水中的鋼結(jié)構(gòu)的保護。同時從該組的質(zhì)量損失率可以看出，針對潮濕環(huán)境，在試件表面直接涂刷可剝液體型塑料保護膜的防腐蝕效果強于普通底漆加面漆的防腐效果。
（3） 由露天環(huán)境中的試件銹蝕情況可以看出，可剝液體型塑料保護膜可用于室外鋼結(jié)構(gòu)的防腐保護，顯示出其具有較好的耐紫外線、抗老化、耐日光曝曬的特點。
（4） 各種環(huán)境下試件銹蝕情況的對比可以說明，環(huán)境對鋼結(jié)構(gòu)腐蝕具有重要的影響。本文中的四種腐蝕環(huán)境，由強到弱依次為： 游泳館內(nèi)部高濕高熱環(huán)境、室內(nèi)潮濕環(huán)境、室外露天環(huán)境、室內(nèi)干燥環(huán)境（ 雖然室內(nèi)潮濕環(huán)境中不作處理的試件質(zhì)量損失率小于露天環(huán)境，但需注意，處于室內(nèi)水槽中的試件只有一半浸在水中受到較嚴重的腐蝕）。另外，由室內(nèi)潮濕和室內(nèi)干燥的試件銹蝕情況對比可以看出，水分對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕起到了至關(guān)重要的作用，若環(huán)境充分干燥，鋼結(jié)構(gòu)將不會發(fā)生銹蝕； 由室內(nèi)水槽和游泳館中的試件銹蝕情況對比可以看出，高溫和氯離子的存在將加速鋼結(jié)構(gòu)腐蝕。
3 結(jié)論
（1） 對于鋼結(jié)構(gòu)銹蝕而言，在試驗中的四種環(huán)境條件下，游泳館室內(nèi)部高濕高熱環(huán)境為最不利環(huán)境，因其不但水汽充足、溫度較高，而且水汽中含有較多氯離子，會加速鋼結(jié)構(gòu)銹蝕，其次為室內(nèi)潮濕環(huán)境、室外露天環(huán)境、室內(nèi)干燥環(huán)境。
（2） 對于試驗中處于各種環(huán)境下的試件，涂刷普通防銹漆外加可剝液體型塑料保護膜的試件銹蝕程度最低，說明采用該種處理方法的試件防銹蝕性能最好，可剝液體型塑料保護膜有利于防銹。
（3） 從游泳館中直接涂刷可剝液體型塑料保護膜的試件與在普通防銹漆外再涂刷可剝液體型塑料保護膜的試件銹蝕情況的對比中可以看出，可剝液體型塑料保護膜不宜直接涂刷在鋼結(jié)構(gòu)表面，而應(yīng)涂刷在面漆之外，作為額外保護。
（4） 在普通防銹漆外再涂刷可剝液體型塑料保護膜的方法相比于一般防銹方法，效果更佳，建議在游泳館中鋼結(jié)構(gòu)、室外露天鋼結(jié)構(gòu)、長期浸于水中鋼結(jié)構(gòu)使用該種新型防銹材料進行防銹保護。
參 考 文 獻
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