防腐施工技术在工业建筑施工中的应用

刘 超 金庆福 蒋 祥

工业建筑和民用建筑在应用场景方面存在明显差异，前者对耐腐蚀方面有着更高要求。特别是在部分化学工业领域的建筑中，由于长期接触大量的腐蚀性介质，钢筋混凝土结构构件持续受到破坏，对于建筑的使用安全造成严重影响。为有效避免这一问题，在工业建筑施工过程中应全面应用防腐技术，并结合实际情况做进一步探究[1]。

某化工企业拟新建一条磷酸铁锂生产线，并为其配备废水处理模块。该工程一期二标段位于某县工业园区内，主要建筑包括磷酸铁锂生产车间、水处理车间、辅助车间及固废危废库。其中，磷酸铁锂生产车间建筑面积58 590 m2，A ～C轴为3 层钢筋混凝土框架结构，其余为1层及3 层的钢结构，最大高度为22.5 m；
水处理车间占地面积为18 917.6 m2，建筑面积为43 158 m2，北面两层钢框架结构的屋面标高为15.5 m，南面3 层钢框架结构的屋面标高23.81 m，西侧沉淀池区的单层钢结构厂房屋面的标高15.5 m；
辅助车间为单层钢结构，它的建筑面积为15 456 m2，最大跨度为31 m，屋面标高为15.5 m；
固废危废库为单层轻钢结构，建筑面积为4 080 m2，高度为7 ～8 m，最大跨度为45 m。其他附属建筑包括液氨储罐、液氨转化站、氨水罐区、双氧水罐区、初期雨水池、应急水池以及西门卫室等，总建筑面积为121 359 m2。由于该生产线在运行时涉及大量酸碱盐等腐蚀性介质的使用，因此设计单位较为重视钢筋混凝土结构的耐腐蚀性，经研究后决定全程应用防腐施工技术进行施工作业。

2.1 技术交底工作

在施工开始前，设计单位基于施工图纸和其他要求文件对施工单位进行技术交底，保证施工单位能够理解需要应用的关键技术、重要施工节点以及注意事项等内容，确保按图进行各项施工作业[2]。

2.2 耐腐蚀材料的准备

在技术交底环节完成后，工作人员开始准备耐腐蚀材料。首先，准备相应涂料。所有防腐涂料均采用电动搅拌工具充分搅拌，以确保涂料搅拌均匀、彻底。其次，工作人员对本次所应用的钢构件进行防腐处理。除锈后将钢构件浸入高温熔化的液态锌中，并控制温度在600 ℃左右，确保钢构件表面附着锌层，以提高防腐效果[3]。

3.1 钢结构表面清理

在防腐施工流程中，施工人员首先要进行表面清理工作，采用动力工具与手工相结合的方式清除该建筑钢结构表面的锈蚀部位。其次，施工人员采用角磨机和钢丝轮二次清除钢结构表面的锈蚀部分，待表面铁锈全部清除干净后，再使用手工方法除去污垢、灰尘、油迹以及老化破损的旧漆膜等。清理环节完成后，检验人员基于《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB 8923-88）标准文件评估钢结构表面的除锈情况。经检验，其除锈等级已经达到St2 级别的要求，证明表面清理合格。表面清理检验通过后，施工人员通过压缩空气进行除尘处理，避免钢结构表面受到污染。

3.2 钢结构涂装施工

钢结构表面处理完成后即进入底漆封闭环节。在此环节中，工作人员先要检查油漆的型号和技术参数，检查无误后再采用温湿度调节设备控制涂装施工条件。本次涂装施工的环境控制条件如表1 所示。

表1 涂装施工的环境控制条件

在确定以上指标符合要求后，开始进行喷涂装施工流程。施工人员在喷涂环节采用依次纵横涂装的方式，喷涂时控制喷枪与被喷涂的构件间保持约300 mm的距离。手工补涂时用力均匀，每道覆盖前道的1/2，以保证漆膜均匀。涂装完成后，检验人员基于《建筑防腐蚀工程质量检验评定标准》（GB 50224—95）对其进行检验，若涂层表面平整，基本不存在起皱、针孔和咬底等缺陷问题，说证明喷涂质量符合预期要求[4]。另外，为兼顾施工效率及安全性，在钢结构高层部位涂刷环节中，该工程未采用搭设脚手架的方式，而是选择高空悬吊座式登高板的分段施工操作模式。

3.3 储罐防腐施工技术措施

本工程中，储罐防腐作业采用现场涂装的方式，先进行储罐充水试验，再进行现场喷砂除锈、喷涂防腐漆等各环节的操作。为保证工程进度，本环节共配置6 套喷砂设备，采用24 h 连续作业模式。喷砂除锈环节开始前，检验人员先要检测压缩空气的质量。将白漆靶板置于压缩空气流中1 min 并对其进行观察，若表面不存在油、水等污迹，则证明压缩空气质量符合要求。然后开始进行喷砂除锈作业，在此环节中金属表面温度要始终高于空气露点温度3 ℃以上，相对湿度则控制在80%以下。

喷砂环节结束后，使用压缩空气清除表面浮尘。检测人员通过宏观和局部抽样方法分别检查此环节的效果，其中宏观检查侧重检查除锈后表面的漏除部位；
局部抽样检查则依据《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB 8923—88）标准，每台设备抽查5 处，每处面积为150 cm2。经抽查发现，除锈表面不存在漏除部位，而且转角部位的除锈质量也比较高。局部抽样检查中，除锈表面与典型样板照片对比相似度超过95%，且表面粗糙度Ra 值为40 ～80 μm，证明喷砂除锈质量满足要求。

在喷砂除锈环节检验通过后，施工人员采用高压无气喷涂法对储罐进行面漆涂装施工。此环节中，其金属表面温度和相对湿度的控制与喷砂除锈环节相同。另外，储罐表面一些不便于喷涂的部位和构件可采用刷涂的方式进行施工。

3.4 管道防腐施工技术措施

该工业建筑的施工图纸中，标注的所有管道均采用20#无缝钢管进行施工作业，整个管道施工长度约为3.2 km。考虑到钢质管道容易受到化学原料的腐蚀作用，施工单位应用防腐技术进行管道施工。

首先，在管道防腐施工过程中，施工前应进行管道检查工作（图1）。完成防腐管道末端的内外表面检查，排除管道表面存在的裂缝、结疤、折叠、损伤等问题，同时检查管道尺寸，确保尺寸精度控制在10 mm 以内，以提升防腐施工效果。其次，检查无误后开始涂刷管道防腐涂料。本项目施工中的防腐材料使用聚乙烯涂层，涂刷厚度为5 mm左右，涂刷温度控制为200 ℃，且在涂刷中应进行电压检测，电压控制在25 kV 以内。

3.5 混凝土防腐施工技术措施

为实现该建筑混凝土表面的防腐要求，经各方研究后决定在混凝土结构表面喷涂硅烷涂层进行防腐。在大面积喷涂前，工作人员先选取代表性的数个试验区域进行预喷涂，试验区面积为6 m2。完成预喷涂后，在试验区随机钻取芯样，分别取两个芯样进行吸水率及硅烷浸渍深度效果测试。对于采用的C50 高强混凝土，吸水率平均值为0.008 mm/min，浸渍深度大约为2.5 mm，证明喷涂试验符合要求，则可进行下一步的喷涂施工作业[5]。

在预喷涂试验检测通过后，即可开始正式的喷涂施工作业，此环节在混凝土龄期28 d 后进行。首先，使用压缩空气清除混凝土表面的污染物，并使用水泥浆针对性修补存在缺陷的部位。清理完成后，启封封闭罐体中的硅烷，施工人员在支架上使用发动机循环泵进行硅烷的喷涂作业（图2），喷嘴压力控制在60 ～70 kPa。其次，在喷涂施工时，采用专用稀释剂稀释硅烷，对于难以喷涂的个别节点使用毛刷进行涂刷[6]。硅烷喷涂分两遍实施，喷涂量均为300 mL/m，同时两遍喷涂间隔控制为8 h。

图2 混凝土表面的防腐喷涂作业（来源：作者自摄）

喷涂完成7 d 后，检测人员在喷涂区域内共钻取6 只芯样，并各取两个芯样进行吸水率和硅烷浸渍深度测试，测试结果如表2 所示。由表2 可知，本次硅烷喷涂的两项测试指标均符合检测标准要求，证明混凝土防腐施工符合预期。

表2 硅烷喷涂测试结果

3.6 建筑结构连接处的防腐施工

由于钢结构连接处存在一定的特殊性，工作人员比较重视该工业建筑内各个结构连接处的防腐施工，并进行重点防腐施工作业。在此环节的作业中，先对连接处进行除锈处理，待除锈效果满足St2 级别的要求后再应用包覆技术进行连接处的防腐施工，具体如表3 所示。

表3 包覆技术模式的相关参数

其中，本次包覆施工的防蚀保护罩选用纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer /Plastics，FRP），应用这种材料后，在-50 ～85 ℃时能够保持良好的气密性和水密性，同时连接处的防腐效果也显著提升。经理论计算，通过应用包覆技术进行连接处的防腐，防腐年限可达20 年以上。

为确保本次防腐施工过程中的质量和安全符合预期，工程作业中主要采取以下保障措施。第一，在施工场地的一些关键节点布置监控设备，实时监督施工情况，并使用计算机进行自动控制，以及时发现并解决施工过程中可能存在的一些问题。第二，对于施工中使用的电气设备编制更具针对性的临时用电施工方案，同时确保所有电箱和保护元件均符合最新技术标准。在此基础上应用接零保护（Terre Neutre Separate，TN-S）系统，建立较为完善的用电保护制度体系，并建立用电技术档案，进行定期电器巡查记录。第三，在作业过程中，由施工单位、监理单位和业主方共同采取诸如项目部自查、监理旁站、质检取样以及监理部门抽查等措施，复核各个施工环节的数据，确保数据信息的准确性。在每项工序施工完成后，均需三方共同认定，合格后再进行下一工序的施工作业[7]。

在本次工作中，结合某工业建筑的实际情况分析了在该工业建筑施工作业中防腐施工技术的具体应用要点与流程，以及相应的管理和保障措施。从实际情况来看，本次防腐施工技术的应用基本覆盖该工业建筑施工的全流程，其技术参数完全符合预期要求，能够有效提升抗腐蚀效果，预计可逐步推广到其他类似工程作业中。在今后工作中，仍需基于现有经验做出优化创新，以进一步提升工业建筑的质量。