文档介绍：钢结构桥梁的防腐设计方案一、介绍钢结构是大量基础设施的重要组成部分,-而钢结构桥梁山于结构轻巧、耐用而有很悠久的使用历史,在十九世纪末期和20世纪早期,国内就开始在沿海经济发达地区出现钢结构桥梁,如上海的外白渡桥和宁波的灵桥,并一直使用到现在。虽然现今钢结构桥梁通用的碳钢与一些低合金钢有很好的力学性能与合理的价格,但它们存在十分严重的腐蚀问题,不解决这些问题,将产生十分严重的经济损失。据估计,全球每年因为钢结构腐蚀造成的损失高达7000亿美元,而中国在2003年为约3000亿人民币。钢结构桥梁一般会一直处于比较恶劣的环境,如沿海高盐雾环境、沿江河高湿度大气、城市工业污染大气、内陆高酸雨区,对钢结构及其涂层的破坏特别严重。以往,由于受各种原因的限制,钢结构的防腐在国内没有受到应有的重视,只采用手工除锈,涂刷一般红丹底漆和普通阳酸油漆,使用半年或一年以后,就会发生涂层起泡、返锈、脱落,钢材受到腐蚀,返修十分困难,造成很大的损失。使用全寿命经济分析法分析钢结构桥梁的防腐体系,钢结构涂层的耐久性(使用寿命)应该是钢结构防腐的首要问题。为了保证钢结构桥梁安全使用,不受腐蚀破坏,必须选用性能良好和使用时间长(20年以上)的防腐涂装系统,同时增加各涂层的厚度,选用高耐腐蚀的涂料。比如,一般涂层总厚度在40-60pm之间,而桥梁防腐蚀涂层总J学度一般在200~300pm。在我国,原有的钢结构桥梁涂装体系可以从铁道部推出的铁路钢结构桥梁的涂装体系可见一斑。表1我国钢桥使用的涂装体系及使用年限涂装系统第一涂装系第二涂装系第三涂装系第四涂装系底漆红丹酚醛(醇酸)红丹酚酸(醇酸)环氧富锌环氧富锌中间漆—-—环氧云铁面漆灰铝锌醇酸灰云铁醇酸灰云铁氧化橡胶灰铝粉石墨醇酸使用寿命(年)<10<10—15~2。注:①使用年限是指不重涂罩面漆的寿命;②第3涂装系因使用少,缺少数据;③第4涂装系在武汉长江大桥(中部)、柳江桥(11、12孑L)使用BW15年;状态良好:根据实际使用情况及实验室研究结果推断其使用年限为15〜20年。从以上的涂装体系来看,第一涂装系和第二涂装系的防腐蚀效果耐久性很差,户外十年后便出现明显的腐蚀,已经被淘汰。而第四涂装系尽管具有比较好的防腐蚀效果,但其装饰效果一般,所以也逐渐将被取代。因此,我们需要寻找新的耐久性的钢结构桥梁的防腐蚀涂层。二、钢结构桥梁腐蚀的原因钢铁的腐蚀在自然界里是不可避免的,如何防止钢铁大桥的腐蚀,延长大桥的使用寿命,是桥梁建设中的重要任务。防止钢铁的腐蚀。就有必要首先了解钢铁腐蚀的机理。1、钢铁的自然腐蚀趋势。除了少数贵金属外,金属都是山其自然态的矿石,通过消耗能量的冶炼、电解等方法而获得的。在自然界里发现的铁都不是纯铁,铁是铁矿石放在高炉里或是加热炉里提炼出来的。冶炼过程中还加入了煤矿或焦炭,并加热至很高的温度。在这个过程中,铁矿石吸收了大量的能量,这种能量一部分就贮藏在钢铁中。因此,任何一块钢铁都可以看做是一个充了电的蓄电池。这块钢铁以后就会以电的形式将贮存的能量释放出来。钢铁在能录释放过程中,某些成分耗费了即钢铁产生了腐蚀。这样钢铁就【回到了能够稳定存在的自然态。因此,金属随时随地都有恢复到自然化合态(矿石)的倾向,并释放出能量。腐蚀的过程就是合属2、钢铁的电化学腐蚀。腐蚀可以分为化学腐蚀和电化学腐蚀。化学腐蚀是金属与腐蚀介质问发生化学作用而产生的腐蚀,比如钢铁在非电解质溶液和有机溶剂中发生的腐蚀。化学腐蚀的过程中没有电流的产生。电化学腐蚀是金属和介质发生电化学反应而引起的腐蚀,在腐蚀过程中有隔离的阴极区和阳极区,电流可以通过金属在一定的距离内流动。钢铁的腐蚀绝大多数情况下是电化学腐蚀。在金属表面形成原电池是电化学腐蚀最为主要的条件。当两种不同的金属放在电解质溶液中,并以导线连接,我们可以发现导线上有电流通过。这种装置我们称之为原电他。原电池放电所产生电化学反应,在阳极进行的是氧化反应。在阴极进行的是还原反应。从理论上说,单一金属在电解质溶液里只能形成双电层,不会产生腐蚀。实际上除了金、钳等呈现惰性的金属外,其他金属单独放在电解质溶液中,山于表面电化学性的不均匀,从而产生了许多极小的阴极和阳极,构成了无数的微电池,也会产生电化学腐蚀。许多原因造成了金属表面化学性不均匀。化学成分不均匀:一般金属都含有一定的杂质或其他化学成分。组织的不均匀:金属或合金中,金属晶粒与晶界电位往往不相同。物理状态的不相同:金属在机械加工中会造成金属各部分形变及内应力不均匀。表血膜不均匀:金属表面的膜(氧化膜)通常是不完整的,具有空隙或裂缝,氧气溶度差异:金属与含氧量不同的溶液相接触会形成氧浓差电池。氧浓度小的地方金属电位较低,成为阳极而易发生腐蚀;氧浓度高的地方金属电位较高,成为阴极。盐分或其他腐蚀物质浓度差异也会形成浓差电池。