2010年一級結(jié)構(gòu)工程師輔導(dǎo):鋼材的防護(hù)(1)

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一、鋼材的銹蝕
    鋼材的銹蝕:指其表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而遭到破壞。
    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。
    根據(jù)銹蝕作用機(jī)理,鋼材的銹蝕可分為化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕兩種。
    1、化學(xué)銹蝕:化學(xué)銹蝕:指鋼材直接與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的銹蝕。
    這種銹蝕多數(shù)是氧化作用,使鋼材表面形成疏松的氧化物。在常溫下,鋼材表面形成一薄層氧化保護(hù)膜FeO,可以起一定的防止鋼材銹蝕的作用,故在干燥環(huán)境中,鋼材銹蝕進(jìn)展緩慢。但在溫度或濕度較高的環(huán)境中,化學(xué)銹蝕進(jìn)展加快。
    2、電化學(xué)銹蝕:電化學(xué)銹蝕:指鋼材與電解質(zhì)溶液接觸,形成微電池而產(chǎn)生的銹蝕。
    潮濕環(huán)境中鋼材表面會(huì)被一層電解質(zhì)水膜所覆蓋,而鋼材本身含有鐵、碳等多種成分,由于這些成分的電極電位不同,形成許多微電池。在陽極區(qū),鐵被氧化成為Fe2+離子進(jìn)入水膜;在陰極區(qū),溶于水膜中的氧被還原為OH-離子。隨后兩者結(jié)合生成不溶于水的Fe(OH)2,并進(jìn)一步氧化成為疏松易剝落的紅棕色鐵銹Fe(OH)3.電化學(xué)銹蝕是鋼材銹蝕的最主要形式。
    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。
    二、防止鋼材銹蝕的措施
    1、采用耐候鋼:即耐大氣腐蝕鋼,在鋼中加入一定量的鉻、鎳、鈦等合金元素,可制成不銹鋼。通過加入某些合金元素,可以提高鋼材的耐銹蝕能力。
    2、金屬覆蓋:鍍或噴鍍的方法覆蓋在鋼材表面,提高鋼材的耐腐蝕能力。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅(白鐵皮)、鍍錫(馬口鐵)、鍍銅、鍍鉻或鍍鋅后加涂塑料涂層等措施。
    3、非金屬覆蓋:鋼結(jié)構(gòu)防止銹蝕通常采用表面刷漆、噴涂涂料、搪瓷、塑料等方法。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。
    4、混凝土用鋼筋的防銹: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。