钢结构建筑的长效防护

腐蚀对钢结构造成的危害极其严重。一个小小的腐蚀坑往往会引起应力集中，裂纹断裂，从而使整个钢结构倒塌。全球每年因腐蚀造成的经济损失高达7000亿美元，是综合自然灾害(包括地震、台风和洪水)造成的总损失的6倍。1994年，韩国一座高速公路桥梁坍塌，造成多人死亡。这座桥建于1979年。多次检查未发现焊缝裂纹，但在桥梁竖杆断裂面发现大范围锈蚀。美国有60万座公路桥，其中一半因为钢筋锈蚀需要维修，可见长期保护大型钢结构是多么重要。

钢铁在大气中的腐蚀是一个电化学过程，其危害在于它是一种不均匀的破坏。一旦出现蚀坑，它往往会向纵深发展。被腐蚀产物覆盖的腐蚀坑下部是小阳极，而暴露在大气中的金属表面是大阴极。阳极面积小，电流密度高，所以腐蚀发展迅速，腐蚀坑底部因缺氧而酸化，产生自催化。大大加速了坑底垂直涂层的发展，这就是所谓的堵电池现象，从而引起元器件应力集中，进而腐蚀坑底电位变负，加速腐蚀过程。这种相互反馈的连锁反应是应力腐蚀的一种形式。单纯依靠屏蔽的涂层不能有效地防止腐蚀。一旦水和氧气通过漆层的孔隙(各种高分子聚合物都有孔隙)进入金属表面，就会发生腐蚀。因此，为了达到长期保护的目的，往往采用电化学保护，即阴极保护。长期以来，在海上使用的船只和埋地金属管道都采用阴极保护方法，通过施加电流，被保护的金属成为阴极或牺牲阳极。但在大气环境中，由于腐蚀介质(水膜)的不连续性，不能形成回路，不能应用普通的电化学保护方法。只有具有牺牲阳极功能的涂层才能达到同样的阴极保护目的。

普通油漆只有屏蔽功能，防护寿命只有1-2年。腐蚀通常发生在油漆层下面，并导致油漆层起泡。况且漆层属于有机物。在大气中容易老化，失去防护性能。因此，对于长期在大气环境中使用的大型钢构件，国际上普遍采用锌(或铝)等金属涂层进行保护。除了某些屏蔽作用外，它们在阴极保护中也起着更重要的作用。但随着锌(铝)的牺牲损失，防护性能会逐渐下降。因此，腐蚀科技界公认它们具有阴极保护、屏蔽和缓蚀三大功能(所谓缓蚀功能是指延缓电化学的阴极或阳极过程，从而减缓涂层的牺牲损失，减缓腐蚀，延长保护寿命)，无老化无机涂层是大气环境中钢构件的长效保护方法。其中，由磷酸盐、铬酸盐和锌(铝)粉组成的无机涂层是世界上唯一同时具备此类特性的涂层，SERMETEL W涂层是这类涂层的典型代表。前者广泛用于航空空发动机钢制零件的保护，后者广泛应用于国内外汽车行业。SERMETEL W的应用将发动机钢部件的使用寿命从几百小时延长到10，000小时，消除了应力腐蚀和腐蚀疲劳的危害。自开发以来，SERMETEL W已成为全世界发动机部件保护不可替代的涂层。但由于涂层必须烘烤，在常温下不能自干，各种大型钢构件也不能受其保护，所以应用范围有限。我国发明的无机磷酸盐锌(铝)涂料，可室温固化，适用于大型钢构件的防护，解决了美国人30多年没有解决的难题。这项发明引起了美国有关方面的注意，他们对这项发明进行了充分的性能测试和分析，并给予了高度评价。目前该技术已在国内获得三项发明专利和一项实用新型专利。经以两位院士为首的专家事务所委员会事务所评审，确认为国内外、国际首创。本发明已在一些重要领域得到应用。三艘海军军舰已经使用了该涂层，并在海上航行了三年，效果良好。这种涂料已广泛用于陆军两栖坦克。对于钢结构住宅，四层以下别墅采用镀锌彩板轻钢结构可以解决问题。但对于不能采用轻钢的高层钢结构建筑，选择磷酸盐富锌(铝)涂层的原因如下:

轻钢结构使用的彩板都是2mm以下的薄钢板，可以轧制进行热镀锌(铝)和涂装工艺。但是厚(重)钢结构不能卷制，而且因为尺寸的原因，不能采用彩钢板的涂装工艺。而涂富锌(铝)磷酸盐涂层则没有这个尺寸限制。

这种涂层的保护寿命比其他涂层长得多。厚度为50μm的涂层可在盐雾试验中使用10000小时以上而不生锈，在大气中可保护钢材50年以上不生锈。

涂装工艺简单，喷涂、刷涂、辊涂均可，涂层干燥快。

预涂处理简单，只要去除钢材表面的铁锈即可进行涂装，而且该涂料还能熔化并去除钢材表面已有的浮锈。与热喷涂锌(铝)或硅酸盐富锌涂层相比，降低了预涂处理成本，操作简单得多。

该涂料可实现钢结构在工厂流水线上的涂装，涂有该涂料的钢件可现场运输、组装或焊接，涂层破损部位可轻松重涂，这是其他涂料难以做到的。

涂层成本低。涂50微米厚的磷酸盐富锌涂料，一公斤涂料可以涂到4m2，每m2消耗的涂料价格约为8元，而涂普通涂料(150-200mm厚)的涂料相当于此。事实上，50微米厚的磷酸盐富锌涂层的耐腐蚀性远远优于200微米厚的普通油漆。同样面积的热喷涂锌(铝)价格是富锌磷酸盐涂层的8倍以上。

以该涂料为底涂层，可根据需要涂覆各种颜色和面积的面漆，以达到装饰效果和提高防腐性能。30微米的面漆厚度就足够了。

厚重的涂层不会老化生锈，可以大大降低房屋的维护成本。在长期使用中，如果表面的面漆褪色或脱落，但底漆仍然完好无损，再涂一次面漆就非常简单方便了。

可与防火涂料配套，涂上磷酸盐富锌涂料后可直接涂防火涂料。目前市面上的防火涂料本身并不具备防腐功能，所以在涂刷防火涂料之前，需要涂刷防锈底漆。如果因为腐蚀起泡导致底漆脱落，防火涂层也会一起剥落，防火功能也就丧失了。因此，只有防腐底漆可靠，防火涂层的可靠性才能得到保证。

最重要的一点是可以消除钢结构住宅因腐蚀造成的隐患，实现百年大计，确保安全。目前，该涂料已在成都天和宏业科技发展有限公司开发出系列产品，可满足不同钢结构防护的需要。