第1章　绪论

1.1　概述

钢铁是国民经济的中流砥柱，是国家的经济命脉，是国家生存和发展的物质保障。钢铁工业是国民经济的重要基础产业，是国家经济水平和综合国力的重要标志。随着改革开放政策的实行和推进，近年来，我国的钢产量超越俄罗斯、美国和日本，跃居世界第1位。从1996年我国钢产量突破亿吨大关，至2014年我国钢铁产量达到8亿多吨，增长了7倍以上。钢产量的增长为发展工业钢结构奠定了良好的基础。钢结构具有力学性能好、抗震性能强、承载性能强、制造简易、施工安装周期短等优势，因此，钢结构材料在建筑、桥梁、厂房、锅炉等领域替代了许多传统材料。如塔高300m的法国埃菲尔铁塔全部采用钢铁构件造成；总用钢量高达4.2万吨的国家体育场“鸟巢”，就是由24榀门式钢架围绕体育场内部混凝土碗状看台区旋转而成；著名的杭州湾跨海大桥南北两个航道分别采用钻石型双塔双索钢箱梁斜拉桥和A形单塔双索面钢箱梁斜拉桥。但任何钢铁构件在使用过程中都会不可避免地遭受来自自然环境的腐蚀，从而影响钢铁结构建筑物的安全、使用寿命以及使用性能。因此，为了保证钢铁结构在服役期间的力学和抗震等性能的发挥，钢铁构件的防腐蚀问题便摆在了我们面前。

目前，钢铁腐蚀给世界各国带来了惊人的损失。据统计，全世界每年因腐蚀而报废的金属达1亿吨以上，平均经济损失占国民经济总产值的3％～4％。我国在建筑行业因钢铁腐蚀而造成的损失超过1000亿元。钢铁腐蚀造成如此惊人的经济损失，以至于美国腐蚀工程学会（NACE）总结经验教训时表述：“为何基础设施如此腐蚀严重？有时还造成事故？主要原因是以往忽视其腐蚀防护工作！”为此，美国在基础设施建设中贯彻实施“全寿命经济分析法”，主导思想是大力提倡预先采取防腐措施以减少先天不足导致的后期修复、停工、停产、停运所带来的巨大经济损失。

为了应对钢铁腐蚀所带来的巨大经济损失，全世界与钢铁腐蚀作斗争的历史已经有好几百年，人们尝试采用多种方法来进行钢铁防腐蚀。这些方法归纳起来主要可分为三种。一是改变钢铁内部结构及组成成分，如添加耐蚀元素制造耐蚀钢材等。二是外加阴极极化，即将被保护的钢铁进行外加阴极极化以减少或防止钢铁腐蚀的方法。外加阴极极化通常采用两种方法来实现：①将被保护的钢铁与直流电源负极相连，利用外加阴极电流进行阴极极化；②在被保护的钢铁设备上连接一个电位更负的金属作阳极，如船舶上通常连接锌锭。三是钢铁表面保护技术，即在钢铁表面外加覆盖层。其中外加覆盖层又可以分为耐蚀涂层和金属覆盖层两种。钢铁表面的金属覆盖层通常采用金属锌覆盖层，如电镀锌、热浸镀锌、热喷锌等等。外加金属覆盖层的保护机理主要是电化学保护，即以电位低于钢铁的金属锌作为腐蚀电池的阳极、钢铁基体材料作为阴极而得到保护。外加耐蚀涂层的保护机理主要是利用耐蚀的涂层材料覆盖在钢铁的表面从而遮蔽钢铁，隔绝钢铁与腐蚀介质的接触达到防腐蚀的目的。外加覆盖层的防腐蚀方法因其简单易行且成本低廉，在钢铁防腐蚀领域发挥着极其重要的作用。

冷涂锌涂料涂层兼具电化学保护和屏蔽保护的双重功能，采用涂刷的施工方法即可实现与电镀锌、热浸镀锌以及热喷锌等同的防腐蚀功效，是一种新型、长效、安全、环保、便捷的钢铁外加覆盖层防腐蚀保护方法，一经面世就受到业界的追捧，应用前景极为广阔。我国冷涂锌涂料研发、生产、应用起步较晚，前期主要是少数国外公司的产品在国内有零星应用，直至2005年以后，国内才出现冷涂锌涂料的自主研发和生产。冷涂锌涂料刚引进我国时仅用于钢结构金属覆盖层的紧急修补，随后逐步应用于恶劣环境下的钢结构防腐蚀。到现在为止，除在输变电铁塔、水工钢闸门、海洋平台桩腿上普遍使用之外，杭州湾跨海大桥的钢筋、新白云国际机场、上海磁悬浮列车轨道的功能件、粤海通道的钢护舷、重庆轻轨钢箱梁等重大项目也大量使用了冷涂锌涂料。众多的工程应用业绩表明冷涂锌涂料具有长效的防腐功能、优异的环保性能以及简单便捷的施工工艺，是传统的钢铁覆盖层保护技术尤其是锌覆盖层保护技术不可或缺的一部分，在野外安装现场施工、快速施工以及镀锌层修补等领域完全可替代传统的锌覆盖层，具有更加广阔的应用前景。