被称为“生命之钢”的它，是如何做到结构寿命最大化的？

钢结构多年来一直不断地使用，表现令人满意，即使在不利的条件下亦是如此。第一座主要的铁桥，横跨什罗普郡赛文河的铁桥，建于1781年，至今仍对人们开放，爱丁堡附近的第四座铁路桥于1890年开通，2019年仍在运营列车服务。使用现代钢材料建造此类结构的工程师和开发商更加了解现有的耐用防护涂层，如果使用得当，就可以延长维修间隔，提高性能。

 

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钢结构的腐蚀

结构钢的腐蚀是要求同时存在水分和氧气的电化学过程。钢铁中铁被氧化产生生锈，约占过程中消耗的原始材料体积的六倍。在没有水或氧气的情况下，不会发生腐蚀。除一般腐蚀外，还可发生各种局部腐蚀：双金属腐蚀、点蚀腐蚀和缝隙腐蚀。然而，对于结构钢结构而言，这往往并不重要。

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喷漆效应

成功的关键在于认识到结构钢所处环境的腐蚀性，并确定明确和适当的涂层规格。采用现代表面处理技术，将适当的表面、合适的涂层材料、所需的耐久性和最低的成本结合在一起，实现了最佳保护处理。腐蚀过程的进展速度取决于结构周围的气候以及有关的因素，主要是湿润时间(金属表面在大气暴露期间保持湿润的时间)和大气污染程度。由于大气环境的变化，有关腐蚀速率的数据无法推广。然而，环境可以被广泛地分类，相应的测量的钢腐蚀速率提供了一个有用的指示可能的腐蚀速率。

当钢处于干燥加热的内部环境时，腐蚀的风险很小，不需要防护涂层。相反，暴露在积极的环境中的钢结构需要通过高性能处理得到保护，如果需要延长使用寿命，则可能需要在设计时考虑到维护。

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针对腐蚀的影响

结构的设计和详细设计会影响到应用于其中的任何防护涂层的耐久性。与大平面结构相比，多个小型结构部件和紧固件设计的结构更难保护。需要考虑的关键问题包括：

• 涂料的使用和维护
• 避免湿气和碎片陷阱
• 避免或封闭裂缝
• 排水和通风，以尽量减少潮湿时间

• 仔细管理与其他材料的接触。

 

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表面制备

表面处理是钢基体在涂覆前必须进行的第一阶段处理。它被普遍认为是影响防腐系统整体成功与否的最重要因素。

涂层的性能很大程度上取决于它是否能适当地附着在基体材料上。钢的初始表面条件可能因残余磨鳞的数量而变化，在钢板和型材热轧过程中，在钢表面形成的一层薄氧化铁以及初始生锈的程度和普遍程度。初始锈蚀程度越大，应用现代高性能防护涂层的基础就越不能令人满意。

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爆破清洗

有一系列的制备方法和清洁度等级，但到目前为止，用于彻底清洗磨粒和生锈表面的最重要的方法是磨料喷砂清洗。该表面处理工艺不仅清洗了钢，而且还引入了合适的表面轮廓，提高了表面的振幅以获得保护涂层。按照ISO 8501-1标准的磨料喷砂清洁度等级为：

• Sa 1-轻吹清洗
• Sa 2-彻底爆破清洗
• SA2.5-非常彻底的爆破清洗

• Sa 3-喷吹清洗钢

 

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磨料粒度

磨料粒度也是影响清洗速度和效率的重要因素。一般说来，精细等级在清洗相对较新的钢结构时是有效的，而严重腐蚀的表面可能需要粗等级。打孔钢中的锈更容易用细级去除，而且根据钢表面的情况，最初可能需要各种等级的混合物才能分解和去除磨鳞，并将其清除到有坑的区域。

磨料喷砂清洗后，有可能检查焊接等制造过程中产生的表面缺陷和表面变化。在钢的原始加工过程中引入的某些表面缺陷可能不会损害使用中涂层的性能，特别是对于处于相对低风险环境类别中的结构而言。然而，根据结构的具体要求，可能需要进行额外的表面处理，以消除焊缝和切边上的表面缺陷，以及可溶盐，以产生可接受的表面涂装条件。

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钢元素从热浸镀锌槽中取出

酸洗

酸酸洗包括将钢浸泡在适当的抑制酸溶液中，这些酸溶解或消除磨垢和锈蚀，但不会明显地攻击暴露的钢表面。清洗效果100%。酸洗通常只用于用于热镀锌的结构钢。

油漆涂料

响应桥梁和结构业主对提高耐久性性能的要求。涂料由颜料组成，分散在粘合剂中，溶于溶剂。油漆分类的最常用方法是按颜料或粘结剂类型分类。现代涂料系统通常包括涂料的顺序涂覆，或者是涂在金属涂层上形成“双重”涂层系统的涂料。

金属涂层

在钢表面涂敷金属涂层的常用的方法，热镀锌、热喷涂以及电镀。后两种工艺不是用于结构钢结构，而是用于配件、紧固件和其他小物件。一般来说金属涂层的耐蚀性不受使用方法的影响，使用金属涂层的选择和涂层的厚度更重要。

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从爆炸清洗装置冒出的钢

热镀锌

热浸镀锌是一种将钢铁成分浸泡在450°C左右的熔锌浴中，经酸洗、熔炼后再回收的一种工艺。浸没表面均匀地涂有锌合金和锌层，这些锌层与基体形成冶金结合。由此产生的涂层耐用，坚韧，耐磨，并提供阴极牺牲保护，任何小的损坏地区，钢基体暴露。

热喷涂金属涂层

热喷涂的锌、铝和锌铝合金涂层可以提供长期的腐蚀保护钢结构暴露在侵略性的环境。金属以粉末或金属丝的形式是通过一种特殊类型的喷枪含有热源，这既可以氧气火焰，又可以是电弧。不发生合金化涂层由重叠的金属血小板组成，并且是多孔的。随后，通过施加渗透到表面的薄有机涂层来密封孔隙，密封设备必须完全满足金属涂层中所有孔隙的填充。

适当规格

检验是质量控制的重要组成部分。其目的是检查规范的要求是否得到遵守。检查钢结构防护涂层所需的工艺、程序和材料至关重要，即使是一次操作也很难发现重大错误。如果不立即纠正，这方面可以大大降低预期寿命的第一次维修。

 

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