建筑钢结构化学除锈技术
三超钢构除锈剂应用研究
郑州三超除锈技术有限公司
摘要：三超化学除锈剂在化学除锈过程中、通过一系列的协同化学反应、在钢结构表面产生一层磷化膜，既能有效提高防腐油漆与钢构表面的附着力、显著提高油漆防腐性能，又能有效防止钢构表面的锈蚀（常见钢结构厂房返修，都是因为防腐漆下面的槽钢表面往外拱锈造成表面生锈）。
使用化学除锈剂除锈彻底、施工简单、防锈效果好、经济高效、环保节能。
关键词：钢结构化学除锈防腐处理
引言
目前在钢构建筑行业，涂装前处理的常见的除锈工艺是机械抛丸和喷沙、手工电动钢丝刷打磨等工艺。
机械抛丸和喷沙能有效除净钢构表面的油渍、铁锈、氧化皮和老漆皮，油漆的附着力基本上是最好的，但因械抛丸和喷沙后钢构表面活性很高，如两天内不进行喷涂，将很快返锈产生浮锈；即便是及时进行涂装，但因械抛丸和喷沙处理过的钢构表面活性高而不防锈，空气中水分会穿过漆膜到达钢构表面，也会造成钢构表面锈蚀、最终造成漆膜表面生锈，只不过这种锈蚀相对于手动、电动打磨要慢；手工、电动钢丝刷打磨只能除净钢构表面的锈蚀和污物，无法去除凹凹的锈渍，造成钢构表面留有余锈，锈核就可使钢铁底材继续生锈，最终导致钢构漆膜表面生锈。
即使除锈非常干净，由于新金属表面积加大，吸收空气中水份增多，受环境腐蚀介质影响，发生锈蚀的可能性增加。
在这种情况下，即使使用防锈涂料，三个月到半年就出现漆膜开裂脱落，漆膜锈迹斑斑，达不到预期的防锈效果。
因此，用涂料防腐防锈，关键是使金属表面上不再存在继续生锈的条件，也就是说要有防锈能力。
市面上防腐涂料品种很多，但优质的除锈、防锈处理才是防腐根本所在。
既能除锈，又能防锈的功能性涂料常见的有磷化底漆，但磷化底漆说到底还是油漆，不可能有很好的除锈效果。
郑州三超除锈技术有限公司研发的SCT —002化学除锈剂（三超钢构除锈剂）既能有效除锈，又能有效防锈，是钢结构建筑施工中除锈的绝佳选择。
一、三超钢构除锈剂除锈原理
1、钢铁的腐蚀
钢铁是热力学性质不稳定的材料，成品钢材经200ºC—300 ºC高温退火后，在表面形成相对稳定的蓝色 Fe3O4 膜层，曝露在空气中，经由化学与电化学腐蚀，从里到外逐渐形成 :FeO﹒nH2O、 Fe2O3﹒nH2O、 Fe3O4﹒nH2O三层
铁锈结构，也可视作铁在氧化还原作用下，回归原始矿石的过程，因此铁锈和天然铁矿石一样是由不同晶形（α、β、γ、δ）的FeOOH、Fe3O4和一些非晶形物质组成，从结构上看，锈层是一个疏松多孔的含水固体，从化学组成上看，是较稳定的铁化合物如Fe3O4、Fe2O3、α-FeOOH及较活泼的铁化合物如γ-FeOOH、Fe（OH）2、Fe（OH）3、的混合体，新生锈主要是γ-FeOOH，老锈主要是Fe3O4。
钢铁的腐蚀过程为：
由于铁锈疏松多孔，在锈层中往往含有大量的水分，导致金属继续腐蚀，钢铁表面的初生锈和钢铁底材附着较牢，随着锈蚀的进行，原来的初生锈逐渐老化并被挤到锈层表面，所以钢铁外表铁锈又可分为两层，外层是松锈（浮锈），它和钢铁附着不牢；内层是牢锈，它和钢铁底材附着牢固。
2、SCT—002化学除锈剂除锈原理
通过对钢铁表面的铁锈的溶解、吸收、逆转等一系列协同化学反应，在钢筋形成的一层黑褐色的高抗蚀性化学转化膜，牢固的结合于钢铁表面，从而使有害的铁锈转化成有利的复合金属盐保护膜。
该保护膜俗称磷化膜，与基底金属结合力好，并可与各类油漆（膏灰）配套。
二、三超钢构除锈剂基本特性
SCT—002化学除锈剂只对铁锈起作用，不腐蚀基体金属，不影响基体金属的力学性能。
《钢结构除锈标准》仅适用于机械抛丸和喷沙、手工和电动打磨等工艺，不适用于化学除锈。
但目前又尚无化学除锈国标、行标性规范可参照，郑州三超除锈技术有限公司参照相关行业规范，委托河南省建材院就化学除锈对钢材本身的腐蚀性及对钢材的物理性能的影响方面做深入、精确的探讨，通过重量考察法检测对钢构件的腐蚀性、通过拉拔试验检测钢构的物理性能的影响。
1、重量法考察
取5块20cm×20cm碳钢片，除净油锈后干燥称重，然后在SCT—002化学除锈剂中浸泡24小时，取出用离子水洗净，干燥称重。
前后重量基本没有变化，实验结果表明：该除锈防锈剂不与金属铁发生化学反应、不腐蚀金属基
体。
.2、对钢铁力学性能的影响
取5根25的带肋钢筋作实验材料，用SCT—002化学除锈剂刷涂除锈，24小时后送河南省建材检测院进行拉伸试验、冷弯（5+2）试验。
检测结果表明：SCT—002化学除锈剂在除锈过程中，无氢脆发生、不影响钢材的力学性能。
三、除锈剂对漆膜附着力及漆膜耐腐蚀性能的影响
采用SCT—002化学除锈剂除锈后，形成的磷化膜膜层绝缘电阻大于150MΩ，可有效地阻断电化学腐蚀。
按照GB/T 1771-91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》和D609《涂料、清漆、转化涂层和相关覆层产品的测试用冷扎钢板制备的标准实施规范》进行人工加速腐蚀的NSS试验。
试验表明：使用SCT—002化学除锈剂形成的转化膜层能有效提高油漆与金属基体的附着力，耐腐蚀能力相当于一层红丹底漆。
四、三超钢构除锈剂的应用范围及使用方法、成本。
SCT—002化学除锈剂适用于以钢铁为结构材料的各个领域，如钢构建筑、船舶桥梁、管道塔架、农用机具、石油化工设备、油气输送管道、矿山机械设备等以除锈防锈为主要目的的涂装工程。
这些金属构件及设备在制造加工时除锈使用，也在定期的防腐蚀维护除锈、涂装时使用。
1、钢结构在建工程
在建钢结构工程，按照有关国家标准及施工规范，所使用的钢铁材料锈蚀程度不超过D级，直接用SCT—002化学除锈剂处理，形成的磷化膜膜厚在10um左右；所使用的钢铁材料锈蚀程度超过D级，先用电动钢丝刷除去浮锈及锈块、泥砂，然后涂刷或喷涂SCT—002化学除锈剂，24小时表面干透后直接喷涂油漆。
2、钢结构维护工程
使用一定年限的钢结构建筑，由于前期钢构涂装不道标，有的锈层厚度超过100um，在出现锈斑、锈点的油漆表面，可以直接涂刷或喷涂SCT—002化学除锈剂，锈斑、锈点被除净并直接转化为防锈膜层，然后再刷油漆，而已有的油漆表面不受损伤。
勿须将已有而且完好的油漆层全部除掉，即可进行维护施工，大大地节约了维护成本。
施工方法及成本分析
施工方法
SCT—002化学除锈剂的施工方法与油漆的施工规范一样，施工流程为：
表面清理→涂刷SCT—002化学除锈剂、干燥→底漆涂装→面漆涂装
其具体施工方法为：
（1）、涂刷前钢铁表面如有锈泡、破裂翻起的氧化皮、焊渣、泥砂、油污等，应先清除。
（2）、直接在钢铁表面皆可涂刷，以浸透锈层为准。
（3）、涂层无发白现象，如出现现象，需用水冲洗、干燥后再次刷涂。
（4）、不宜在阴雨天施工，涂层实前勿用水洗。
（5）、表干2—4小时，实干24小时。
除锈施工注意事项：
（1）、施工时主要以刷、滚、喷涂处理方式。
（2）、涂刷时，使铁锈完全润湿即可，涂刷过多造成淌积，表干时间变慢。
（3）、直立的钢构宜从上向下涂刷，1公斤SCT—002化学除锈剂可以处理1吨槽钢、工字钢。
（4）、D级锈蚀以下的钢构，直接使用SCT—002化学除锈剂。
超过D级锈蚀的钢构，先用钢丝刷简单处理后，再刷SCT—002化学除锈剂。
（5）、冷镀锌或热镀锌的钢材，使用SCT—002化学除锈剂后，须用清水擦洗或冲洗干净。
使用成本分析
未安装钢构抛丸除锈处理1吨钢材的成本费用为150-200元，喷沙作业的成本更高，而采用SCT—002化学除锈剂除锈，处理1吨钢材的综合成本为100元左右。
钢结构维护施工采用手工或电动钢丝刷、砂磨除锈2人4小时的工作量，相当于使用SCT—002化学除锈剂1人1小时工作量，降低了劳动强度，节约了人工成本，大大提高了施工进度。
[参考资料]
1、《腐蚀与防护手册》化工部化工机械研究院主编。
2、河南省建材检测中心有限公司《SCT—002化学除锈剂检测报告》
3、GB8923—88《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》
4、GB/T 1771-91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》
5、《钢结构防腐涂装工艺标准》
6、GB2975《钢材力学及工艺性能实验取样规定》
7、郑州三超除锈技术有限公司《三超钢构除锈剂施工规范》。