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行業(yè)資訊
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預(yù)應(yīng)力鋼筋防銹及除銹措施
在隧道工程上，初期支護(hù)中的格柵拱架、錨桿、網(wǎng)片、連接筋等均是由各種不同型號(hào)的鋼筋制成的，而二次襯砌也常常是鋼筋混凝土襯砌，鋼筋的使用無(wú)處不在，但鋼筋生銹也是在所難免的，鋼材銹蝕不僅使截面積減小，性能降低甚至報(bào)廢，而且因產(chǎn)生銹坑，可造成應(yīng)力集中，加速結(jié)構(gòu)破壞。尤其在沖擊荷載、循環(huán)交變荷載作用下，將產(chǎn)生銹蝕疲勞現(xiàn)象，使鋼材的疲勞強(qiáng)度大為降低，甚至出現(xiàn)脆性斷裂，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量。
在我們現(xiàn)場(chǎng)施工中，什么樣的鐵銹可以不處理，以及怎么防止鋼筋生銹及鋼筋如何除銹呢？
一、鐵銹的分類
鐵銹分為浮銹（色銹）、陳銹和老銹三種：
1、浮銹。呈黃褐色，處于鐵銹形成的初期，在混凝土中不影響鋼筋與混凝土粘結(jié)，因此除了焊接操作時(shí)在焊點(diǎn)附近需擦干凈之外，一般可不作處理。但是，有時(shí)為了防止銹跡污染，也可用麻袋布擦拭。
2、陳銹。呈紅褐色，在鋼筋表面已有鐵銹粉末，影響鋼筋與混凝土的粘結(jié)力，一定要清除干凈?？刹捎娩摻z刷或麻袋布擦等手工方法。具備條件的工地應(yīng)盡可能采用機(jī)械方法。盤條細(xì)鋼筋可通過(guò)冷拉或調(diào)直過(guò)程除銹，粗鋼筋采用專用除銹機(jī)除銹，如自制圓盤鋼絲刷除銹機(jī)(在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝兩個(gè)圓盤鋼絲刷刷銹)。
3、老銹。呈深褐色或黑色，鋼筋表面帶有顆粒狀或片狀的分離現(xiàn)象，必須清除干凈后才能使用。對(duì)于有起層銹片的鋼筋，應(yīng)先用小錘敲擊，使銹片剝落干凈，再用除銹機(jī)除銹。因麻坑、斑點(diǎn)以及銹皮去層會(huì)使鋼筋截面損傷，所以使用前應(yīng)鑒定是否降級(jí)使用或另作其他處置。
二、防止鋼材銹蝕的措施
影響鋼材銹蝕的主要因素有環(huán)境中的濕度、氧，介質(zhì)中的酸、堿、鹽，鋼材的化學(xué)成分及表面狀況等。一些鹵素離子，特別是氯離子能破壞保護(hù)膜，促進(jìn)銹蝕反應(yīng)，使銹蝕迅速發(fā)展，針對(duì)上述引起鋼筋生銹的原因，通常采用表面刷漆的方法防止鋼筋生銹。常用的底漆有紅丹、環(huán)氧富鋅漆、鐵紅環(huán)氧底漆等，面漆有調(diào)和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施。
a.混凝土配筋的防銹措施，根據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和所處環(huán)境等，考慮混凝土的質(zhì)量要求，主要是提高混凝土的密實(shí)度，保證足夠的鋼筋保護(hù)層厚度，限制氯鹽外加劑的摻入量?；炷林羞€可摻用阻銹劑。
b.預(yù)應(yīng)力鋼筋一般含碳量較高，又多是經(jīng)過(guò)變形加工或冷加工的，因而對(duì)銹蝕破壞較敏感，特別是高強(qiáng)度熱處理鋼筋，容易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。所以，重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，除了禁止摻用氯鹽外，還應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。
c.鋼材的化學(xué)成分對(duì)耐銹性影響很大，通過(guò)加入某些合金元素，可以提高鋼材的耐銹蝕能力。例如，在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素，可制成不銹鋼。
三、鋼筋除銹的方法
主要有手工除銹、動(dòng)力工具除銹、化學(xué)方法除銹、噴射除銹和火焰除銹五種：
1、手工除銹：手工除銹的工具有榔頭、鏟刀、刮刀、鋼絲刷等，一般厚的銹斑用榔頭敲松再用鏟刀鏟除。勞動(dòng)強(qiáng)度大，除銹效率低，一般0.2～0.5m2/h，環(huán)境惡劣，難以除去氧化皮等污物，除銹效果不佳，難以達(dá)到規(guī)定的清潔度和粗糙度，已逐步被機(jī)械方漢和化學(xué)方法所替代。
2、機(jī)械除銹：是工地上用的最多的一種除銹方法，所用的工具和工藝較多，其中主要有以下幾種。
a. 小型風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)除銹。主要以電或壓縮空氣為動(dòng)力，裝配適當(dāng)?shù)某P裝置，進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)各種場(chǎng)合的除銹要求。如角向磨光機(jī)、鋼絲刷、風(fēng)動(dòng)針束除銹器、風(fēng)動(dòng)敲銹錘、齒型旋轉(zhuǎn)除銹器等，屬于半機(jī)械化設(shè)備，工具輕巧、機(jī)動(dòng)性大，能較徹底去除銹、舊涂層等，能對(duì)涂層進(jìn)行打毛處理，效率比手工除銹大大提高，可達(dá)1～2m2/h，但不能除去氧化皮，表面粗糙度較小，不能達(dá)到優(yōu)質(zhì)的表面處理質(zhì)量，工效較噴射處理低。
b. 噴丸（砂）除銹。主要以顆粒噴射沖蝕作用構(gòu)成的以達(dá)到表面清潔和適宜的粗糙度，設(shè)備包括敞開(kāi)式噴丸（砂）除銹機(jī)、密閉式噴丸（砂）室、真空噴丸（砂）機(jī)。敞開(kāi)式噴丸（砂）機(jī)應(yīng)用較為廣泛，能較為徹底地清除金屬表面所有的雜質(zhì)，如氧化皮、銹蝕和舊漆膜，除銹效率高4～5m2/h，機(jī)械程度高，除銹質(zhì)量好。但對(duì)由于磨料一般不能回收，對(duì)其他作業(yè)有影響，清理現(xiàn)場(chǎng)麻煩。所以環(huán)境污染較重，近來(lái)逐漸被限制使用。
c. 拋丸除銹。拋丸除銹是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將磨料拋向鋼鐵表面來(lái)達(dá)到除銹目的，是一種對(duì)船體鋼料進(jìn)行除銹的較為先進(jìn)的機(jī)械處理方法，不僅生產(chǎn)效率高，而且費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)流水線操作，環(huán)境污染少，但僅在室內(nèi)操作。
3、化學(xué)除銹：主要是利用酸與金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而除掉金屬表面的銹蝕產(chǎn)物的一種除銹方法，即通常所說(shuō)的酸洗除銹，只能在車間內(nèi)操作。
4、噴射除銹：按其利用的動(dòng)力劃分為干法噴射和濕法噴射除銹兩種。干法噴射除銹，是利用無(wú)油壓縮空氣為動(dòng)力將干燥的磨料，通過(guò)膠管(膠帶)、噴嘴高速噴射到基體表面上，依靠磨料棱角的沖擊和摩擦除掉銹蝕和一切雜質(zhì)，以獲得具有一定粗糙度，并能顯現(xiàn)出金屬本色的表面。此種方法適用于大面積(或大型設(shè)備)。濕法噴射除銹，是利用高壓水為動(dòng)力，將磨料噴射到基體表面上實(shí)現(xiàn)的除銹方法。噴射或拋射除銹前，厚的銹層應(yīng)鏟除?？梢?jiàn)的油脂和污垢也應(yīng)清除。噴射或拋射除銹后，鋼材表面應(yīng)清除浮灰和碎屑。
5、火焰除銹：是先將基體表面銹層鏟掉，再用火焰烘烤或加熱，并配合使用動(dòng)力鋼絲刷清理加熱表面。此種方法適用于除掉舊的防腐層(漆膜)或帶有油浸過(guò)的金屬表面工程，不適用于薄壁的金屬設(shè)備、管道，也不能使用在退火鋼和可淬硬鋼除銹工程。
在我們現(xiàn)場(chǎng)施工中，什么樣的鐵銹可以不處理，以及怎么防止鋼筋生銹及鋼筋如何除銹呢？
一、鐵銹的分類
鐵銹分為浮銹（色銹）、陳銹和老銹三種：
1、浮銹。呈黃褐色，處于鐵銹形成的初期，在混凝土中不影響鋼筋與混凝土粘結(jié)，因此除了焊接操作時(shí)在焊點(diǎn)附近需擦干凈之外，一般可不作處理。但是，有時(shí)為了防止銹跡污染，也可用麻袋布擦拭。
2、陳銹。呈紅褐色，在鋼筋表面已有鐵銹粉末，影響鋼筋與混凝土的粘結(jié)力，一定要清除干凈?？刹捎娩摻z刷或麻袋布擦等手工方法。具備條件的工地應(yīng)盡可能采用機(jī)械方法。盤條細(xì)鋼筋可通過(guò)冷拉或調(diào)直過(guò)程除銹，粗鋼筋采用專用除銹機(jī)除銹，如自制圓盤鋼絲刷除銹機(jī)(在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝兩個(gè)圓盤鋼絲刷刷銹)。
3、老銹。呈深褐色或黑色，鋼筋表面帶有顆粒狀或片狀的分離現(xiàn)象，必須清除干凈后才能使用。對(duì)于有起層銹片的鋼筋，應(yīng)先用小錘敲擊，使銹片剝落干凈，再用除銹機(jī)除銹。因麻坑、斑點(diǎn)以及銹皮去層會(huì)使鋼筋截面損傷，所以使用前應(yīng)鑒定是否降級(jí)使用或另作其他處置。
二、防止鋼材銹蝕的措施
影響鋼材銹蝕的主要因素有環(huán)境中的濕度、氧，介質(zhì)中的酸、堿、鹽，鋼材的化學(xué)成分及表面狀況等。一些鹵素離子，特別是氯離子能破壞保護(hù)膜，促進(jìn)銹蝕反應(yīng)，使銹蝕迅速發(fā)展，針對(duì)上述引起鋼筋生銹的原因，通常采用表面刷漆的方法防止鋼筋生銹。常用的底漆有紅丹、環(huán)氧富鋅漆、鐵紅環(huán)氧底漆等，面漆有調(diào)和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施。
a.混凝土配筋的防銹措施，根據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和所處環(huán)境等，考慮混凝土的質(zhì)量要求，主要是提高混凝土的密實(shí)度，保證足夠的鋼筋保護(hù)層厚度，限制氯鹽外加劑的摻入量?；炷林羞€可摻用阻銹劑。
b.預(yù)應(yīng)力鋼筋一般含碳量較高，又多是經(jīng)過(guò)變形加工或冷加工的，因而對(duì)銹蝕破壞較敏感，特別是高強(qiáng)度熱處理鋼筋，容易產(chǎn)生銹蝕現(xiàn)象。所以，重要的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，除了禁止摻用氯鹽外，還應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。
c.鋼材的化學(xué)成分對(duì)耐銹性影響很大，通過(guò)加入某些合金元素，可以提高鋼材的耐銹蝕能力。例如，在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素，可制成不銹鋼。
三、鋼筋除銹的方法
主要有手工除銹、動(dòng)力工具除銹、化學(xué)方法除銹、噴射除銹和火焰除銹五種：
1、手工除銹：手工除銹的工具有榔頭、鏟刀、刮刀、鋼絲刷等，一般厚的銹斑用榔頭敲松再用鏟刀鏟除。勞動(dòng)強(qiáng)度大，除銹效率低，一般0.2～0.5m2/h，環(huán)境惡劣，難以除去氧化皮等污物，除銹效果不佳，難以達(dá)到規(guī)定的清潔度和粗糙度，已逐步被機(jī)械方漢和化學(xué)方法所替代。
2、機(jī)械除銹：是工地上用的最多的一種除銹方法，所用的工具和工藝較多，其中主要有以下幾種。
a. 小型風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)除銹。主要以電或壓縮空氣為動(dòng)力，裝配適當(dāng)?shù)某P裝置，進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)各種場(chǎng)合的除銹要求。如角向磨光機(jī)、鋼絲刷、風(fēng)動(dòng)針束除銹器、風(fēng)動(dòng)敲銹錘、齒型旋轉(zhuǎn)除銹器等，屬于半機(jī)械化設(shè)備，工具輕巧、機(jī)動(dòng)性大，能較徹底去除銹、舊涂層等，能對(duì)涂層進(jìn)行打毛處理，效率比手工除銹大大提高，可達(dá)1～2m2/h，但不能除去氧化皮，表面粗糙度較小，不能達(dá)到優(yōu)質(zhì)的表面處理質(zhì)量，工效較噴射處理低。
b. 噴丸（砂）除銹。主要以顆粒噴射沖蝕作用構(gòu)成的以達(dá)到表面清潔和適宜的粗糙度，設(shè)備包括敞開(kāi)式噴丸（砂）除銹機(jī)、密閉式噴丸（砂）室、真空噴丸（砂）機(jī)。敞開(kāi)式噴丸（砂）機(jī)應(yīng)用較為廣泛，能較為徹底地清除金屬表面所有的雜質(zhì)，如氧化皮、銹蝕和舊漆膜，除銹效率高4～5m2/h，機(jī)械程度高，除銹質(zhì)量好。但對(duì)由于磨料一般不能回收，對(duì)其他作業(yè)有影響，清理現(xiàn)場(chǎng)麻煩。所以環(huán)境污染較重，近來(lái)逐漸被限制使用。
c. 拋丸除銹。拋丸除銹是利用高速旋轉(zhuǎn)的葉輪將磨料拋向鋼鐵表面來(lái)達(dá)到除銹目的，是一種對(duì)船體鋼料進(jìn)行除銹的較為先進(jìn)的機(jī)械處理方法，不僅生產(chǎn)效率高，而且費(fèi)用低、自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)流水線操作，環(huán)境污染少，但僅在室內(nèi)操作。
3、化學(xué)除銹：主要是利用酸與金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而除掉金屬表面的銹蝕產(chǎn)物的一種除銹方法，即通常所說(shuō)的酸洗除銹，只能在車間內(nèi)操作。
4、噴射除銹：按其利用的動(dòng)力劃分為干法噴射和濕法噴射除銹兩種。干法噴射除銹，是利用無(wú)油壓縮空氣為動(dòng)力將干燥的磨料，通過(guò)膠管(膠帶)、噴嘴高速噴射到基體表面上，依靠磨料棱角的沖擊和摩擦除掉銹蝕和一切雜質(zhì)，以獲得具有一定粗糙度，并能顯現(xiàn)出金屬本色的表面。此種方法適用于大面積(或大型設(shè)備)。濕法噴射除銹，是利用高壓水為動(dòng)力，將磨料噴射到基體表面上實(shí)現(xiàn)的除銹方法。噴射或拋射除銹前，厚的銹層應(yīng)鏟除?？梢?jiàn)的油脂和污垢也應(yīng)清除。噴射或拋射除銹后，鋼材表面應(yīng)清除浮灰和碎屑。
5、火焰除銹：是先將基體表面銹層鏟掉，再用火焰烘烤或加熱，并配合使用動(dòng)力鋼絲刷清理加熱表面。此種方法適用于除掉舊的防腐層(漆膜)或帶有油浸過(guò)的金屬表面工程，不適用于薄壁的金屬設(shè)備、管道，也不能使用在退火鋼和可淬硬鋼除銹工程。
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