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随着建筑钢结构的广泛应用和迅速发展，钢结构的应用已经不局限于骨架结构的应用，越来越多的建筑立面利用钢结构进行装饰处理，作为钢结构防腐涂装前的表面预处理工艺一喷砂(抛丸)除锈工艺也得到了广泛应用。喷砂(抛丸)工艺的除锈作用，作为钢结构从业人员，一般都比较熟悉。但喷砂(抛丸)工艺在除锈的同时，还会给钢材表面带来一定的形状改变，对截面刚度比较小的薄钢板构件会连同构件本身也发生明显的变形，这一点往往被大家忽略。本文就通过央视新址大楼墙面锈钢板的喷砂(抛丸)工艺对钢材表面乃至整个构件的影响做一个浅析。
关键词：喷砂(抛丸)工艺：残余压应力：残余变形
中图分类号：TU391
文献标识码：B
文章编号：1008-0422(2009)05-0243-02
1前言
央
视新址大楼根据建筑景观要求，部分墙面装饰采用“锈钢板”。
“锈钢板”作为新型钢结构装饰，要求其“钢板表面锈蚀景观性好、而钢结构整体抗腐蚀能力又强、维护费用少、节约资源和保护环境”，为了达到该目的，在钢结构加工制作时，其中有一项工序就是采用了喷砂工艺对钢板表面进行预处理。
央视新址大楼“锈钢板”的尺寸为3mm厚、3000mm长、100mm宽。钢板表面经过喷砂处理后，可以比较彻底的清除钢材表面的氧化皮、锈及污物等，同时使表面获得一定的粗糙度，使钢板表面形成一个较为规则的纹理，之后再通过“锈蚀剂”的作用，达到“锈钢板”所必须的景观要求。但钢板表面经过喷砂后，整块钢板却产生了弯曲变形，弯曲矢高达200mm左右。后来又采用抛丸工艺进行了试验，和喷砂后的变形结果基本相同。然而钢结构作为装饰材料对钢板表面的平整度要求很高，板面的平整度要达到1m靠尺偏差小于1.5mm，200mm的矢高和1.5mm的要求相差太大。究竟是什么原因使钢板产生了变形?又如何来控制这些变形?喷砂(抛丸)工艺对钢材表面又产生了怎样的影响?通过对央视新址大楼“锈钢板”的制作，对以上问题进行分析总结，下面就此作一些阐述。
2喷砂(抛丸)工艺的原理
喷砂和抛丸工艺的原理基本相同，都是用高速飞行的磨料冲击钢材表面，将磨料的动能转化为冲击力和摩擦力来清除铁锈。但二者产生运动的方法不同，喷砂是利用压缩空气把石英砂高速吹出去对钢材表面进行清理的一种方法：抛丸是用电机带动叶轮体旋转，靠离心力的作用，将直径在0.2～3.0的丸子(有铸丸＼切丸＼不锈钢丸等)抛向钢材的表面进行清理的一种方法。二者都能使钢材表面达到一定的粗造度，满足除锈的等级要求。
3喷砂(抛丸)工艺对钢材表面形状的改变
通过喷砂(抛丸)工艺的原理的理解，我们知道在除锈的时候，钢材表面受到了冲击力的作用，这种冲击力不但清除了钢材表面的氧化皮、锈及污物等，同时使表面获得一定的粗糙度，而粗糙正是冲击力作用下使钢材表面变形所形成的，也就是说，砂粒或丸粒在冲击钢材表面的时候，钢材表面的纤维在冲击力的作用下产生了变形，而这种变形在力撤消的时候，不能复原，在钢材表面留下了密密麻麻的凹坑，凹坑的深度大概在5～10μ左右，这些凹坑就是喷砂[抛丸)后在钢板面上保留的残余变形，在涂装时油漆嵌固于这些凹坑内，大大提高了漆膜的附着力。
4喷砂(抛丸)工艺对钢构件形状的改变
喷砂(抛丸)工艺对钢材表面形状的改变很容易就能理解，因为用手触摸表面这种简单的方法我们就能感知到粗糙度，从而理解表面形状的改变。而喷砂(抛丸)工艺对钢构件形状的改变则是我们平常不容易看到的，因为平常所看到的大部分钢构件用喷砂(抛丸)工艺除锈后并未发生明显的形状的改变，但如果对薄钢板进行喷砂(抛丸)工艺除锈后就可以明显的看到形状的改变，而且这个改变也出乎常规的意料，按照力学常识。变形肯定在力作用的方向，而这种变形恰恰相反，朝喷砂(抛丸)工艺除锈的那个面的方向拱起。在薄钢板构件的制作中还发现磨料的材质和颗粒的大小对构件的变形大小也有一定的关系，磨料材质密度大对应的变形大，磨料颗粒大对应的变形也大一些。用3mm、6mm和12mm厚长度均为220mm的正方形平钢板做三个试件，将三个试件的一面用喷砂的方式除锈，结果是3mm厚的试件四个边全能看到明显的起拱，供的矢高2～3mm；6mm厚的试件有略微的起拱；而12mm厚的试件几乎没有变形。根据截面惯性距公式1=bh3/12，可以推出3mm、6mm和12mm厚三种试件的抗弯截面刚度比为1:8:64，三种试件的最后变形值与截面刚度成反比，刚度越大，变形越小。至此可以得出这样的结论，喷砂(抛丸)工艺能使钢构件产生一定的变形，刚度小的薄钢板构件影响会大一些。
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