浅述地下工程锚固结构腐蚀耐久性研究进展

浅述地下工程锚固结构腐蚀耐久性研究进展

郑华坤

身份证： 41270119851112**** 河南励丰建筑工程有限公司

摘要：我国建筑行业中，轻钢结构的应用十分广泛，特别在20世纪80年代，轻钢结构刚刚引入时期，其在建筑工程中独具特色，是一匹建筑黑马，不论是小型民用建筑还是厂房建筑，都可以使用轻钢结构。此外，轻钢结构还可以应用于地震灾区等不便运输的地区，用于住房的紧急搭建。之所以轻钢结构应用十分广泛，其原因是优势众多，其构造简单、重量轻并且便于安装，用完可回收，具备一定的环保性。但从另一方面来看，轻钢结构也有自身缺陷，轻钢结构怕火且耐腐蚀性差，这一点不利于建筑的安全性，需要相关部门需要深入研究，不断提高轻钢结构的综合性质，从而推动我国建筑业的发展。

关键词　：地下工程；锚固结构；腐蚀耐久性；研究进展

引言

应力腐蚀开裂是指因材料处于特定的环境状态下，由于特定腐蚀介质及应力作用机理共同影响下，导致受力杆件出现腐蚀的情况，其破坏效应较大，主要影响因素分为材料因素、力学因素及腐蚀环境三方面。锚杆的腐蚀断裂具体包括形成断裂纹表面、缓慢扩展、快速扩展及最终断裂等阶段。若发生突发性断裂现象会对锚固系统产生严重危害，使得地下工作的安全性受到影响，从而对工程的安全性及经济效益带来严重的损失。

1建筑工程中轻钢结构防腐与防火的重要性

当钢材遇到氧和水时，材料内部便会出现腐蚀现象，因此，钢材不能放置在潮湿的空气中，否则会出现腐蚀现象，影响工程的进行。此外，轻钢结构在建筑中也要承受较大的负荷，结构内部极易疲劳，在一定程度上将会影响其强度，甚至可能出现断裂现象。根据相关部门的调查，轻钢结构受热后强度也会明显下降，总体来说，轻钢结构的耐火性差，将其运用到普通的建筑施工中，轻钢结构可承受的温度在300℃左右，超过这个温度结构的强度就会明显下降；当轻钢结构受热温度达到540℃时，其稳定性将会丧失，轻钢结构的抗压力和承载力都会受到巨大的影响；如果将轻钢结构长期放在火中燃烧，十几分钟后轻钢结构的性能就会全方面下降。因此，相关部门进行建筑施工时，应当强化轻钢结构的防火和防腐能力，提高轻钢结构的使用寿命，从而提高工程质量，提升建筑的安全性和耐用性。

2地下锚固结构腐蚀影响因素

2.1杆体材料

根据相关报道显示，多种金属材料均有一定程度的应力腐蚀敏感性，在产生腐蚀的情况下，有杂质的金属更容易产生应力腐蚀开裂，而重度越高、韧性越低，则应力腐蚀的情况越明显，应用高强度韧性的钢筋构件可以将应力腐蚀发生的概率降低。腐蚀作用会对材料的韧性产生影响，在相同腐蚀介质中，腐蚀的时间长度与材料的塑性有相关作用，脆性随着腐蚀时间的长短发生对应变化。

2.2施工的可行性问题

在涂料防腐设计上除考虑上述因素外，还需要对施工的可行性问题进行分析，比如在部分施工中会产生有毒气体，建筑钢结构因此会受到一定的影响。

2.3空气环境

温度、湿度会影响腐蚀速率。温度能够催化腐蚀，腐蚀的程度与空气有指数函数关系。金属的溶解及腐蚀介质的侵蚀需要空气中的水分参与作用，介质含水量与氧的扩散渗透有相关性影响，在密闭环境下的空气达到饱和湿度，腐蚀速率相比永久浸泡及干湿交替的环境显著更低。氧气含量也会影响腐蚀速率。岩土是一种天然的地质结构，包括固体、气体、液体三种物质，岩土的孔隙率及含水量对锚固结构周围的供养水平产生影响，不同氧气浓度与腐蚀速度之间有相关性，其温度越高、氧气浓度越大，会导致腐蚀的速率加快。有研究显示，试验环境中氧气浓度变化，腐蚀的速率会呈现变化性，腐蚀速率在固定含氧量状态下达到峰值。通氧的速率会造成钢筋力学参数的变化，腐蚀过程即为吸氧过程。

2.4应力作用

应力也是导致腐蚀发生的直接影响因素，压应力能够对腐蚀开裂形成抑制，而拉应力则会导致腐蚀开裂的发生。而地下环境中的多种外力作用会增加锚杆制作过程中的热应力、形变应力等残余应力，而腐蚀过程中的物理反应也是内部应力产生的原因。根据相关研究显示锚杆的强度在发生腐蚀之后出现了显著的变化，其降低幅度最高可达39%，通过对锚杆受力状态及环境状况模拟发现应力水平与破坏时间的相关性，无预应力作用的锚杆其腐蚀速度更快。

3地下工程锚固结构防腐措施

3.1营造良好的工程施工环境

建筑工程防腐技术的应用必须建立在稳定良好的环境基础之上。不同建筑体因环境差异可能会带来差别化的腐蚀因素，为此，必须针对整个项目进行全局化分析，了解工程项目腐蚀原因、腐蚀机理。建筑设计人员要结合施工工艺、资料条件等进行防腐方案的制定，结合各项影响运输进行工程项目耐腐蚀状况的探讨。一般情况下，建筑体腐蚀的影响因素包括：湿度、气候条件、土壤酸碱度等。此外，施工环境的稳定性也较为关键，对设备设施的正常运行具有直接影响。建筑工程项目防腐能力的高低还会对设备设施的使用寿命等产生影响。实际防腐施工中，施工单位可能并未进行全局化环境条件的分析，特殊情况下受工程造价影响，还会增加腐蚀问题的严重性。工程实践表明，建筑工程腐蚀是一个连续化、长期化的过程，施工中，工程项目的腐蚀问题并不会较为明显，因此无法引起较大关注。一旦建筑体结构出现腐蚀再进行解决，已经为时过晚。因此防腐施工前必须进行环境条件的分析，做好预防工作。

3.2结合施工要求进行耐腐蚀材料的合理选择

涂层的结构有底漆、中漆与面漆，底漆与面漆采用的是同一种材料，但是不会选用单一的品种作为防腐蚀保护膜；在建筑钢结构上涂刷底漆能够起到很好的抗腐蚀性能，附着性更加良好，能够将基层与后道漆联系到一起，所以在涂刷底漆时不仅要考虑基层的条件。还需要对后道漆的粘粘力度进行考虑。在中间漆的涂刷中要提高其与底漆和面漆的附着力，并且要提高防腐性能，所以三者之间必须要有很好的附着力与配套性。面漆是直接接触外部环境的，所以要有更强的抗紫外线能力，抗氧化能力与耐水性能等也要增强，这样才能够延长涂层的使用寿命。在涂漆种类的选择上，要进行综合性的考虑，配套选择；

3.3设计合理、工程结构的优化

建筑结构设计中，相关设计人员一般会考虑经济、美观、质量等要求，并未提高防腐关注度。实践经验表明，成功的防腐工程在满足经济、质量、美观的前提下，更要考虑结构合理性，从而降低腐蚀影响。如果施工工艺、结构设计中并未考虑防腐要求，极易导致局部腐蚀问题。如缝隙腐蚀、电腐蚀等，因此需提高结构设计的重视程度。

3.4制定合理的建筑工程防腐方案

实际项目施工中，防腐处理一般会具有多种选择方案。施工中，要结合防腐效果、结构要求、施工难易度、工程环境条件等进行方案的选择和优化。部分建筑项目并未具有较高的防腐要求，此时可采用物理防腐进行表面隔离，便可满足防腐要求，相关操作经济、合理。当建筑体的防腐要求较高时，除了进行防腐材料的处理外，还要考虑电化学措施、表里隔离措施等。借助科学合理的方案进行处理。防腐方案的选择中要充分考虑技术经济评价指标、施工工艺要求，方可维持防腐方案的最优化。

结束语

建筑工程施工中，相关作业人员要充分提高建筑腐蚀危害性的认知程度，重视防腐技术在建筑工程中的合理应用。工程设计中，结合各项影响因素进行防腐措施、防腐技术的选择，从而提高建筑结构的耐腐蚀性，最大程度提高工程耐腐蚀效果，延长建筑体使用寿命。

参考文献

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