试论土木工程的化工防腐蚀设计

试论土木工程的化工防腐蚀设计

作者：吕虎林

来源：《建筑工程技术与设计》2014年第13期

摘要：建筑的防腐是一个长期的过程，要做好防腐工作就在建筑设计之初结合具体情况采取适当的防腐蚀设计措施，从而避免腐蚀带来的危害。本文主要就建筑工程的化工防腐蚀设计进行了相关的分析与探讨，以期对大家以后的工作起到一定的借鉴和指导作用。

关键词：建筑工程；防腐蚀设计

引言：工业建筑防腐蚀工程设计所涉及的问题是非常繁杂的。要做好防腐蚀结构设计必须认真执行有关规范，总结实际工程经验，吸取新的科研成果，采用新材料，从而达到技术先进，实用安全，经济合理的目的。

1 建筑防腐蚀工程设计的重要性

建筑防腐蚀工程是针对来自正常生产工艺过程所致的；或因操作不严、管理不善，因受周围环境影响所致的；或因工业建筑或构筑物在腐蚀性介质作用下侵蚀频繁，往往达不到其应有的耐久年限。如盐酸、硫酸、碱和盐等介质，致使钢筋混凝土构件受到很大的破坏，钢筋锈蚀、混凝土开裂的现象比比皆是，对设备和厂房建筑产生强烈的腐蚀破坏作用，严重的会使地基、基础及上部承重构件损坏，造成厂房下沉、墙身开裂，甚至不同程度地削弱了构件的承载力，危及结构安全，需要进行防腐处理，必要的还要进行加固。

因此有必要从选材和防护措施上、结构构造上考虑侵蚀性介质的影响，按照相应规范进行设计，以保证建筑物和构筑物应有的强度和稳定性；还应从结构布置上、结构构件选型上及结构构造方面采取有利于防止腐蚀的措施，设计应因地制宜，除了考虑到防腐措施外，还应和工艺、设备、通风、排水等专业一起采取综合措施，才能取得较好的效果，只有多方面配合协作才能减少和避免建筑结构的腐蚀。

2 建筑防腐蚀工程设计要点分析

2.1 正确选择耐腐蚀材料

防腐蚀工程设计，首先要正确选择耐腐蚀材料。防腐蚀工程设计人员，应熟悉各种防腐蚀材料的主要性能和特点。因为任何一种防腐蚀材料都有其优点和弱点，能抵抗任何腐蚀介质的万能防腐材料是没有的。只有对这些常用的防腐蚀工程材料技术性能有所了解，才能正确灵活运用这些防腐蚀材料，保证防腐蚀工程质量。在防腐蚀工程中，由于选材料不当而造成的工程质量事故常有发生，设计人员应予重视。

2.2 防腐蚀工程的防渗性和整体性

在防腐蚀工程的设计中，不仅要求考虑耐蚀性，还应妥善处理防腐蚀工程的整体性和防渗性，否则不能保证防腐蚀工程的使用效果。各种耐腐蚀块材在衬砌和使用中，要考虑采用耐腐蚀的防渗隔离层，以保证防腐蚀工程有可靠的防渗能力。一般多采用沥青材料、橡胶材料和玻璃钢等作防渗隔离层。任何防腐蚀工程，在建筑结构本身设置分开的变形缝，常有设备或管线穿过楼面，槽罐本体上也常设置管道出口。这些部位的节点和缝，都要作妥善的防渗处理，否则防腐蚀工程不能保证使用效果。

2.3 潮湿表面施工的涂料及湿固化

《工业建筑孩腐蚀设计规范》规定，“当树脂类材料用于潮湿基层时，应选用湿固化的环氧树脂胶料打底”。这一条归在树脂类材料中的施工设计，实质是涂料技术间题。潮湿表面施工涂料，在涂料研究单位曾列为研究课题，为隧道、矿井以及密闭舱室在高湿环境下耐腐蚀施工解决了技术难题。随着水下施工的要求，水下固化涂料投入工业化生产，为耐腐蚀施工开拓了一个新领域。潮湿表面施工与湿固化的概念不同。涂料中添加了某种表面活性剂以及采取相应的技术措施，使环氧树脂涂料包含环氧树脂固化剂，与潮湿表面的亲和力大于凝露水对材料的亲和力。湿表面施工涂料对涂装面的表面张力小于水的表面张力，使环氧涂料在潮显状态下有极好的亲和力，并在这特定的环境下固化成膜，而不影响环氧树脂固有的附着力。聚酞胺、酮亚胺类环氧固化剂，可用于潮湿表面施工，但较潮湿表面施工涂料在技术上尚不完善。潮湿表面施工涂料及水下施工涂料的技术关键是在这种特定环境下的良好施工性能以及成膜后的防护效果，能解决水下固化问题而解决不了水下施工问题，就不成为水下施工涂料。酮亚胺类环氧固化剂可以使环氧树脂能在水下固化，但尚不具备水下施工的性能。潮湿表面施工徐料也可以用于一般条件下施工及固化，而不是一定要在特定的湿态下固化，因此，对这类涂料产品还是冠名潮湿表面施工涂料或水下施工涂料较好。

2.4 耐腐蚀涂料的配套

涂料防护层的结构分为底涂层、中间漆、面涂层与无颜填料的面层涂料等，它们各具不同的功能。涂料防护设计应选用涂层层间结合良好的品种配套，并以附着力良好为前提，但指导配套的规范附录的实例则值得商榷。

2.5 防腐蚀工程的合理设防

防腐蚀工程的合理防设，应以生产实际需要为依据。因此，生产厂提供的资料数据要准确。设计人员要周密考虑设计方案，杜绝不必要的损失。防腐蚀工程造价很高，工业建筑的防腐蚀范围，以保护受腐蚀部位为原则，不应任意扩大设防范围。

3 建筑防腐蚀工程设计的具体措施

3.1 钢筋混凝土结构的防腐措施

（1）设计时，所采用的钢筋混凝土和预应力混凝土结构及构件的要求：框架结构宜采用现浇式或装配整体式；屋架和屋面大梁宜选用预应力混凝土构件，但不应采用块体拼装的后长法构件；重级、中级工作制吊车梁宜采用预应力混凝土构件；腐蚀性等级为强腐蚀、中等腐蚀时，柱截面宜采用实腹式，不应采用腹板开孔的工字形。

（2）工程建设中，钢筋混凝土结构的构造措施有：控制构件的裂缝开裂宽度，增加钢筋的混凝土保护层厚度，提高混凝土的密实度，限制构件的最小截面，加强构件节点和预埋件的保护处理等。

（3）钢筋混凝土结构的裂缝宽度是构件防腐蚀的重点之一。构件的横向裂缝宽度对耐久性有一定的影响，宽度过大将导致钢筋的锈蚀。在不同腐蚀性气体和不同相对湿度作用下，构件裂缝宽度不大于 0.2mm，对钢筋锈蚀基本无影响；腐蚀性等级为弱腐蚀且处于室内的一般钢筋混凝土构件，最大裂缝宽度允许值为 0.3mm。

（4）混凝土对钢筋的保护，除需要混凝土的密实度，还需要一定厚度的保护层。保护层厚度若减小 l/4，则混凝土中性化层到达钢筋表面的时间将缩短一倍。构件的保护层厚度比一般构件厚 10～15mm比较适合。另外，重要部位的钢筋混凝土构件，其混凝土强度等级不应低于 C25；重要部位的预应力混凝土构件，其混凝土强度等级不应低于 C35。

（5）限制构件的最小截面。厂房框架柱的宽度宜大于 400 mm，主梁的宽度宜选用

300mm 以上，现浇屋面板的厚度应大于 70mm。对装配式构件及构件之间的连接要科学，如大型屋面板与屋架或梁的连接节点、屋架与柱的节点，这些属于保证结构整体性的重要构件，可以用混凝土或聚合物水泥砂浆包裹。另外，为保证钢筋混凝土板上、梁上与孔洞的距离、刚度及保护措施，限制钢筋混凝土构件伸入承重砖墙内的最小支承长度以及合理选择钢结构、木结构断面和节点形式等也是其重要组成部分。

（6）根据我国当前情况，防腐蚀厂房的结构形式以采用钢筋混凝土为宜，而且要使结构布置简单划一，构件断面规格简化。现浇式框架结构和装配整体式框架结构耐久性较好，但井式楼盖等对排除侵蚀性介质和敷设防护层工作十分不利。从各构件的耐久性角度来说，预应力混凝土构件要比钢筋混凝土构件更具有优越性，由于预应力混凝土构件强度等级高、密实性好、抗裂性好，但也存在不利之处，即预应力混凝土构件中的钢筋采用高强钢材，其对腐蚀较敏感，在高应力工作下，易出现混凝土裂缝，容易产生腐蚀，这样预应力混凝土构件要比钢筋混凝土构件腐蚀严重。

（7）在化工工厂设计中除了建筑物外，还有很多构筑物，这些构筑物往往是最容易受到腐蚀的结构。比如，污水处理中的水池、处理腐蚀性液态介质的钢筋混凝土储槽、室外管架、烟囱等，同样也要进行防腐处理。其防腐措施也是从裂缝宽度、混凝土强度等级等各方面来要求，除此之外还较多地将防腐蚀材料运用于其中。

3.2 钢结构的防腐措施