前言

　　建筑幕墻是由金屬構(gòu)件、玻璃、石材、金屬板材等材料組成的，懸掛于建筑主體上的建筑外圍護結(jié)構(gòu)。它比傳統(tǒng)墻體輕得多，可以減輕地基和主體結(jié)構(gòu)承重，有利于建筑物向高層發(fā)展和節(jié)省建筑經(jīng)費。同時，建筑幕墻可以有各種顏色和各種造型，使建筑物具有很強的現(xiàn)代感，有很好的裝飾效果，美化了城市環(huán)境，使我們的生活更加亮麗和多姿多彩。因此被廣泛應(yīng)用于各種各樣的建筑物。由于建筑幕墻的主要受力構(gòu)件為金屬材料，絕大部分采用鋁合金型材、鍍鋅彩板型材，并且大量金屬結(jié)構(gòu)在建筑幕墻工程中使用，腐蝕和防腐蝕在幕墻工程中就是保證工程質(zhì)量的根本，下面就其中一些關(guān)鍵問題作一簡單闡述。

　　一、金屬材料的腐蝕

　　1.金屬腐蝕的類型

　　腐蝕是材料與其環(huán)境間的物理化學(xué)作用引起材料本身性質(zhì)的變化。金屬腐蝕是指金屬與其所處環(huán)境間發(fā)生物理化學(xué)作用，導(dǎo)致金屬性能的改變，并常使金屬功能、環(huán)境或制作產(chǎn)品的工藝系統(tǒng)遭到破壞。金屬腐蝕的類型一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩大類。

　　2.化學(xué)腐蝕

　　化學(xué)腐蝕是因為金屬與腐蝕性介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用所引起的腐蝕，在腐蝕過程中沒有電流發(fā)生?；瘜W(xué)腐蝕可分為氣體腐蝕和在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕。

　　3.電化學(xué)腐蝕

　　它與化學(xué)腐蝕的不同點在于腐蝕過程有電流產(chǎn)生。電化學(xué)腐蝕一般可分為大氣腐蝕、在電解質(zhì)溶液中的腐蝕和土壤腐蝕三種情況。大氣腐蝕為幕墻工程金屬結(jié)構(gòu)腐蝕的主要腐蝕形式。對鋼結(jié)構(gòu)來說，腐蝕的速度主要與空氣的相對濕度有關(guān)。實驗和經(jīng)驗證明，常溫下，鋼材的腐蝕臨界濕度為60%～70%。也就是說，當(dāng)大氣的相對濕度小于60%時，鋼的大氣腐蝕是很輕微的，但當(dāng)大氣相對濕度超過60%時，鋼的腐蝕速度會明顯增加。同時，鋼材的腐蝕速度還與大氣中所含的污染物成分和數(shù)量有關(guān)。

　　4.金屬腐蝕等級標(biāo)準(zhǔn)

　　根據(jù)《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》(GB50046-95)對腐蝕性分級的規(guī)定，各種介質(zhì)對金屬材料長期作用下的腐蝕性，可分為強腐蝕、中等腐蝕、弱腐蝕、無腐蝕四個等級。各種介質(zhì)對金屬材料的腐蝕性等級應(yīng)嚴(yán)格按《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》(GB50046-95)的規(guī)定執(zhí)行。

　　二、金屬腐蝕的防護方法

　　為防止或減少金屬的腐蝕并延長其使用壽命而采取的各種措施，稱為防護方法。使用絕緣性的保護層把金屬與腐蝕介質(zhì)隔離開來，消除產(chǎn)生腐蝕原電池的條件，即采用防護層的方法防止金屬腐蝕是目前應(yīng)用得最多的方法。常用的保護層有金屬保護層、化學(xué)保護層、非金屬保護層三種。

　　1.金屬保護層

　　金屬保護層是用具有陰極或陽極保護作用的金屬或合金，通過電鍍、噴鍍、化學(xué)鍍、熱鍍和滲鍍等方法，在需要防護的金屬表面上形成金屬保護層(膜)來隔離金屬與介質(zhì)的接觸，或利用電化學(xué)的保護作用使金屬得到保護，從而防止了腐蝕。

　　2.化學(xué)保護層

　　化學(xué)保護層是用化學(xué)或電化學(xué)方法使金屬表面上生成一種具有耐腐蝕性能的化合物薄膜，以隔離腐蝕介質(zhì)與金屬接觸來防止對金屬的腐蝕。例如鋼鐵的氧化(發(fā)蘭)、鋁的電化學(xué)氧化。

　　3.非金屬保護層

　　非金屬保護層是用涂料、塑料和搪瓷等材料，通過涂刷和噴涂等方法，在金屬表面形成保護膜，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止金屬的腐蝕。

　　在幕墻工程設(shè)計中，應(yīng)根基具體情況選用適當(dāng)?shù)慕饘俑g防護方法。

　　三、防腐蝕設(shè)計

　　幕墻工程金屬結(jié)構(gòu)的防腐蝕設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：

　　1.各種介質(zhì)對幕墻工程金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕性，應(yīng)嚴(yán)格按照《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》(GB50046-95)中腐蝕性分級的規(guī)定執(zhí)行。

　　2.桁架、柱、主梁等重要鋼結(jié)構(gòu)件不應(yīng)采用薄壁型鋼和輕型鋼結(jié)構(gòu)。腐蝕性等級為強腐蝕、中等腐蝕時，不應(yīng)采用格構(gòu)式鋼結(jié)構(gòu)。

 　　3.鋼結(jié)構(gòu)件截面的選擇，應(yīng)符合下列要求：

　　(1)鋼結(jié)構(gòu)件應(yīng)采用實腹式或閉口截面。

　　(2)由角鋼組成的T形截面或由槽鋼組成的工形截面，當(dāng)腐蝕性等級為中等時不宜采用，當(dāng)腐蝕性等級為強腐蝕時不應(yīng)采用。

　　(3)采用型鋼組合的桿件，其型鋼間的空隙寬度應(yīng)滿足防護層施工和維修的要求。

　　4.鋼結(jié)構(gòu)件截面的最小厚度，應(yīng)符合下列規(guī)定：

　　(1)采用角鋼組合的屋架、托架、天窗架的弦桿和端部斜桿等重要桿件及節(jié)點板的厚度，不應(yīng)小于8mm;其它桿件的厚度，不應(yīng)小于6mm。

　　(2)采用鋼板組合的桿件的厚度，不應(yīng)小于6mm。

　　(3)閉口截面桿件的厚度，不應(yīng)小于4mm。

　　5.桁架、柱、主梁等重要鋼結(jié)構(gòu)件和矩形閉口截面桿件的焊縫，應(yīng)采用連續(xù)焊縫。角焊縫的焊腳尺寸不應(yīng)小于8mm;當(dāng)桿件厚度小于8mm時，焊腳尺寸不應(yīng)小于桿件厚度。閉口截面桿件的端部應(yīng)封閉。

　　6.鋼結(jié)構(gòu)采用的焊條、螺栓、節(jié)點板等構(gòu)件連接材料的耐腐蝕性能，不應(yīng)低于構(gòu)件主體材料的耐腐蝕性能。

　　7.在腐蝕性氣態(tài)和固態(tài)介質(zhì)作用下，鋼材宜采用耐候鋼。

　　8.鋁和鋁合金可用于有機酸、濃硝酸、硝酸銨、氯化銨、尿素以及氫離子指數(shù)PH值為4.5～8.5的液態(tài)介質(zhì)作用的部位。

　　9.鋁、鍍鋅鋼不應(yīng)用于下列介質(zhì)作用的部位：

　　(1)碳酸鈉粉塵、堿或呈堿性反應(yīng)的鹽類介質(zhì)。

　　(2)氯、氯化氫、氟化氫和硫酸酸霧等氣體。

　　(3)銅、汞、錫、鉛等金屬的化合物。

　　(4)石墨、煤、焦炭等粉塵。

　　10.由于兩種不同的金屬直接接觸時容易產(chǎn)生電偶腐蝕，因此，在進行工程設(shè)計時應(yīng)采取防止或控制電偶腐蝕的措施：

　　(1)在進行工程設(shè)計時，在選材方面應(yīng)盡量避免由異種材料或合金相互接觸。若不可避免時，應(yīng)盡量選擇在電偶序中位于同組或位置相近的金屬或合金。

　　(2)要避免大陰極和小陽極面積比的組合。

　　(3)施工中可考慮在不同金屬的聯(lián)接處或接觸面采取絕緣措施，避免不同金屬的直接接觸。

　　(4)采用適當(dāng)?shù)耐繉踊蚪饘馘儗舆M行保護。但使用涂層時必須十分小心謹慎，必須把涂料涂覆在陰極性金屬上，這樣可顯著減小陰極面積;如果只涂覆在陽極性金屬上，由于涂層的多孔性或局部涂層脫落，必然產(chǎn)生嚴(yán)重的大陰極和小陽極組合的有害局面。在使用金屬鍍層時，必須注意金屬間的電位差。

　　(5)設(shè)計時選用容易更換的陽極部件，或?qū)⑺雍褚匝娱L使用壽命。

　　(6)采用電化學(xué)保護方法，即使用外加電源對整個構(gòu)件實行陰極保護或安裝一塊電極電位比被保護的兩種金屬更負的第三種金屬。

　　11.幕墻工程設(shè)計中，經(jīng)常遇見的不同種金屬間接觸應(yīng)采取相應(yīng)的防電偶腐蝕的措施。

　　(1)鋁及鋁合金與鋼鐵的接觸部位，應(yīng)采用隔離措施，不能直接接觸。接觸部位可以用涂料或用橡膠類、塑料類的襯墊加以隔離。若必須導(dǎo)通接觸(如防雷電氣導(dǎo)通點)，建議在接觸部位加鋁墊保護。

　　(2)鋁與鋼鐵連接的固定件，宜采用不銹鋼或鋁合金制作，不能采用鋼制和銅制的零件。當(dāng)采用鋼制零件時，必須鍍鋅，鍍鋅層應(yīng)有一定厚度，墊片應(yīng)用耐久性較好的材料制作。

　　(3)鋁及鋁合金不得與銅直接接觸，若需要接觸時，必需采用非金屬襯墊加以隔離。鋁及鋁合金與鈦或不銹鋼接觸時，應(yīng)采用涂刷涂料隔離。

　　12.鋁及鋁合金與水泥材料接觸時，應(yīng)在鋁及鋁合金材料的表面涂刷耐酸、耐堿、耐水性優(yōu)良，與水泥附著力好的氯化橡膠涂料、環(huán)氧瀝青涂料、聚氨酯涂料、瀝青涂料等隔離。

　　13.由于鋁的膨脹系數(shù)比鋼大一倍，在鋼結(jié)構(gòu)件上固定鋁制件時，應(yīng)使鋁制件能自由膨脹。

　　14.常用的金屬腐蝕的防護方法有金屬保護層、化學(xué)保護層、非金屬保護層三種。

　　(1)金屬保護層是用具有陰極或陽極保護作用的金屬或合金，通過電鍍、噴鍍、化學(xué)鍍、熱鍍和滲鍍等方法，在需要防護的金屬表面上形成金屬保護層(膜)來隔離金屬與介質(zhì)的接觸，或利用電化學(xué)的保護作用使金屬得到保護，從而防止了腐蝕。在幕墻工程中，由于鋅鍍層有良好的防護能力，且成本較低，所以，鍍鋅已成為幕墻鋼結(jié)構(gòu)工程最常用的防護方法。

　　鍍鋅層的厚度主要根據(jù)使用環(huán)境、設(shè)計使用壽命等確定。在進行工程設(shè)計時，鍍鋅層的厚度可按下式計算。

　　S=1.1×N×Kl

　　S--鍍鋅層的厚度(微米)

　　N--設(shè)計使用壽命(年)

　　Kl--鍍鋅層在使用環(huán)境下的腐蝕速度(微米/年)，鍍鋅層在各類氣候區(qū)域的大氣腐蝕速度見下表。

　　注：目前我國腐蝕及防護方面的教科書和參考書有關(guān)腐蝕速度的參數(shù)均使用上表數(shù)據(jù)，未見更多該方面的資料，建議在設(shè)計過程中應(yīng)到建筑物所在地地方政府查找相關(guān)資料。并且鍍鋅層厚度應(yīng)大于45微米。

　　(2)化學(xué)保護層是用化學(xué)或電化學(xué)方法使金屬表面上生成一種具有耐腐蝕性能的化合物薄膜，以隔離腐蝕介質(zhì)與金屬接觸來防止對金屬的腐蝕。幕墻工程中的鋁合金型材都應(yīng)采用陽極化處理，并且要求陽極化膜層厚度不低于《鋁及鋁合金陽極氧化-陽極氧化膜的總規(guī)范》(GB8013-87)中所規(guī)定的AA15級要求。

　　(3)非金屬保護層是用涂料、塑料和搪瓷等材料，通過涂刷和噴涂等方法，在金屬表面形成保護膜，使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止金屬的腐蝕。這將在鋼結(jié)構(gòu)涂裝設(shè)計中作介紹。

　　15.工地現(xiàn)場施焊后焊縫的防腐應(yīng)按被焊接件的防腐標(biāo)準(zhǔn)及施工工藝進行防護處理，但在幕墻工程施工過程中，因受場地、設(shè)備、工藝等因素限制，當(dāng)現(xiàn)場施焊后焊縫無法按被焊接件的防腐方法及施工工藝進行防腐處理時，應(yīng)在保證其防腐效果不低于被焊接件的防腐效果的情況下，采用其它的防護材料和施工工藝。例如，鍍鋅或熱浸鋅聯(lián)接鐵件在現(xiàn)場施焊后，涂刷一道C53-31紅丹醇酸防銹漆，二道C53-35云鐵醇酸防銹漆，二道C04-42各色醇酸磁漆后，再蓋三油二布瀝青漆。該防護結(jié)構(gòu)對埋地鋼結(jié)構(gòu)有很好的防護效果。

　　結(jié)束語

　　隨著建筑幕墻技術(shù)的不斷發(fā)展，其使用材料的不斷豐富，一大批新材料、新工藝被應(yīng)用。我們應(yīng)該在幕墻防腐蝕方面引起足夠重視，在設(shè)計選材和施工質(zhì)量上注意不同材料的防腐蝕措施，按工藝要求去做，不要在工程中留下隱患。

來源：中國幕墻網(wǎng)