第1章　緒論

1.1　概述

鋼鐵是國民經濟的中流砥柱，是國家的經濟命脈，是國家生存和發展的物質保障。鋼鐵工業是國民經濟的重要基礎產業，是國家經濟水平和綜合國力的重要標志。隨著改革開放政策的實行和推進，近年來，我國的鋼產量超越俄羅斯、美國和日本，躍居世界第1位。從1996年我國鋼產量突破億噸大關，至2014年我國鋼鐵產量達到8億多噸，增長了7倍以上。鋼產量的增長為發展工業鋼結構奠定了良好的基礎。鋼結構具有力學性能好、抗震性能強、承載性能強、制造簡易、施工安裝周期短等優勢，因此，鋼結構材料在建筑、橋梁、廠房、鍋爐等領域替代了許多傳統材料。如塔高300m的法國埃菲爾鐵塔全部采用鋼鐵構件造成；總用鋼量高達4.2萬噸的國家體育場“鳥巢”，就是由24榀門式鋼架圍繞體育場內部混凝土碗狀看臺區旋轉而成；著名的杭州灣跨海大橋南北兩個航道分別采用鉆石型雙塔雙索鋼箱梁斜拉橋和A形單塔雙索面鋼箱梁斜拉橋。但任何鋼鐵構件在使用過程中都會不可避免地遭受來自自然環境的腐蝕，從而影響鋼鐵結構建筑物的安全、使用壽命以及使用性能。因此，為了保證鋼鐵結構在服役期間的力學和抗震等性能的發揮，鋼鐵構件的防腐蝕問題便擺在了我們面前。

目前，鋼鐵腐蝕給世界各國帶來了驚人的損失。據統計，全世界每年因腐蝕而報廢的金屬達1億噸以上，平均經濟損失占國民經濟總產值的3％～4％。我國在建筑行業因鋼鐵腐蝕而造成的損失超過1000億元。鋼鐵腐蝕造成如此驚人的經濟損失，以至于美國腐蝕工程學會（NACE）總結經驗教訓時表述：“為何基礎設施如此腐蝕嚴重？有時還造成事故？主要原因是以往忽視其腐蝕防護工作！”為此，美國在基礎設施建設中貫徹實施“全壽命經濟分析法”，主導思想是大力提倡預先采取防腐措施以減少先天不足導致的后期修復、停工、停產、停運所帶來的巨大經濟損失。

為了應對鋼鐵腐蝕所帶來的巨大經濟損失，全世界與鋼鐵腐蝕作斗爭的歷史已經有好幾百年，人們嘗試采用多種方法來進行鋼鐵防腐蝕。這些方法歸納起來主要可分為三種。一是改變鋼鐵內部結構及組成成分，如添加耐蝕元素制造耐蝕鋼材等。二是外加陰極極化，即將被保護的鋼鐵進行外加陰極極化以減少或防止鋼鐵腐蝕的方法。外加陰極極化通常采用兩種方法來實現：①將被保護的鋼鐵與直流電源負極相連，利用外加陰極電流進行陰極極化；②在被保護的鋼鐵設備上連接一個電位更負的金屬作陽極，如船舶上通常連接鋅錠。三是鋼鐵表面保護技術，即在鋼鐵表面外加覆蓋層。其中外加覆蓋層又可以分為耐蝕涂層和金屬覆蓋層兩種。鋼鐵表面的金屬覆蓋層通常采用金屬鋅覆蓋層，如電鍍鋅、熱浸鍍鋅、熱噴鋅等等。外加金屬覆蓋層的保護機理主要是電化學保護，即以電位低于鋼鐵的金屬鋅作為腐蝕電池的陽極、鋼鐵基體材料作為陰極而得到保護。外加耐蝕涂層的保護機理主要是利用耐蝕的涂層材料覆蓋在鋼鐵的表面從而遮蔽鋼鐵，隔絕鋼鐵與腐蝕介質的接觸達到防腐蝕的目的。外加覆蓋層的防腐蝕方法因其簡單易行且成本低廉，在鋼鐵防腐蝕領域發揮著極其重要的作用。

冷涂鋅涂料涂層兼具電化學保護和屏蔽保護的雙重功能，采用涂刷的施工方法即可實現與電鍍鋅、熱浸鍍鋅以及熱噴鋅等同的防腐蝕功效，是一種新型、長效、安全、環保、便捷的鋼鐵外加覆蓋層防腐蝕保護方法，一經面世就受到業界的追捧，應用前景極為廣闊。我國冷涂鋅涂料研發、生產、應用起步較晚，前期主要是少數國外公司的產品在國內有零星應用，直至2005年以后，國內才出現冷涂鋅涂料的自主研發和生產。冷涂鋅涂料剛引進我國時僅用于鋼結構金屬覆蓋層的緊急修補，隨后逐步應用于惡劣環境下的鋼結構防腐蝕。到現在為止，除在輸變電鐵塔、水工鋼閘門、海洋平臺樁腿上普遍使用之外，杭州灣跨海大橋的鋼筋、新白云國際機場、上海磁懸浮列車軌道的功能件、粵海通道的鋼護舷、重慶輕軌鋼箱梁等重大項目也大量使用了冷涂鋅涂料。眾多的工程應用業績表明冷涂鋅涂料具有長效的防腐功能、優異的環保性能以及簡單便捷的施工工藝，是傳統的鋼鐵覆蓋層保護技術尤其是鋅覆蓋層保護技術不可或缺的一部分，在野外安裝現場施工、快速施工以及鍍鋅層修補等領域完全可替代傳統的鋅覆蓋層，具有更加廣闊的應用前景。